Устройство и особенности осциллятора для инвертора

Розжиг электродуги

Для работы с электродуговой сваркой требуются навыки. И речь идет не только о самом процессе формирования шва. Уже на начальном подготовительном этапе нужно иметь некоторый опыт, чтобы подготовить устройство к работе и, как минимум, разжечь электрическую дугу. Она генерируется в результате взаимодействия противоположных полюсов электрической цепи. Одним из них выступает электрод, а другим – поверхность, а точнее сказать стык двух заготовок.

Воздух является отличным изолятором. К примеру, чтобы электрический разряд смог пробить воздушную «подушку» толщиной 1 сантиметр, потребуется разница потенциалов между катодом и анодом в 30 тысяч вольт. Такое не под силу даже наиболее совершенным и навороченным инверторам. Поэтому единственно приемлемым вариантом розжига электрической дуги остается плотный контакт с последующим умеренным удалением электрода от рабочей поверхности.

Подобные манипуляции совершить «с ходу» не получится. Требуется хотя бы немного попрактиковаться. Даже опытные сварщики не дают гарантии, что дугу удастся поджечь с первого раза. Существует много объективных (и субъективных тоже) факторов, которые влияют на результат. Учесть их и предвидеть все очень непросто.

Часто сварщик выполняет серию постукиваний электродом о металл, пытаясь разрушить образовавшийся во время работы слой окисла. Чаще всего подобные трудности возникают при работе с заготовками из цветных металлов. Учитывая то, что для работы с цветметом необходим ток малой силы, то становится очевидным тот факт, что генерировать стабильную электрическую дугу становится сложнее.

Избежать проблем с розжигом дуги позволяет специальное устройство, которое называется осциллятором. Оно применяется как дополнительное устройство источника питания при аргонодуговой сварке. Но использовать его могут только опытные специалисты. Необходимо знать тонкости подключения и эксплуатации оборудования.

Изготовление ключевых деталей

Создание осциллятора для сварки своими руками начинают со сборки основных элементов:

1. Повышающего трансформатора. Можно купить готовую деталь или сделать ее самостоятельно. Число витков и толщина жилы выбираются в зависимости от параметров работы будущего устройства. При намотке учитывают, что блок должен повышать напряжение до 6000 В.
2. Колебательного модуля. Его изготавливают из катушки индуктивности, включающей ферритовый сердечник и намотанный на него силовой кабель. Для первичной обмотки достаточно 1 витка, для вторичной – 5. Контур снабжают разрядником и защитным конденсатором. Первый используется для выработки и освобождения ослабевающего импульса. Разрядник изготавливают из медных прутков и вольфрамовых стержней, передающих ток. Контактирующие с проводами области покрывают твердеющим диэлектрическим составом.

Колебательный модуль последовательно соединяют с конденсатором. После этого устанавливают разрядник, подключаемый к первичной обмотке трансформатора. Конденсатор можно приобрести или достать из нерабочего телевизора. Для выработки более стабильного напряжения используют сдвоенную катушку индуктивности. Кроме того, такой подход препятствует выходу аппарата из строя.

Рекомендуем к прочтению Как выбрать сварочный светофильтр

Обе части контура состоят из следующих компонентов:

• конденсаторов емкостью не менее 0,3 мФ;
• варистора с напряжением, соответствующим таковому на вторичной обмотке (90-150 В);
• ферритового стержня, на который наматывается медная жила сечением 15-20 мм².

Что такое осциллятор

Осциллятор – это генератор, вырабатывающий высокочастотный ток, связывающий анод и катод при сварке без контакта между ними. В рабочую схему данная установка подключается между держателем и источником напряжения сварочного аппарата. Существуют варианты, которые интегрируются в сборку оборудования для сварки металла. Осцилляторы функционируют по таким схемам:

• генерируют короткий импульс, который способен возбудить сварочную дугу без физического контакта анода и катода. Со стороны это будет выглядеть как разряд небольшой молнии, которая перемещается по направлению от электрода к рабочей поверхности. После достижения поверхности заготовок (при условии, что масса подключена) устанавливается устойчивый контакт в виде электрической дуги. Импульс носит кратковременный характер и затухает сразу же после розжига дуги;
• постоянно поддерживать высокое напряжение, которое фактически накладывается на сварочный ток. Благодаря этому сохраняется стабильность сварочной дуги и непрерывно выполняется сварка деталей.

Осциллятор для инвертора своими руками

Есть опробованная схема, для изготовления которой не придется разыскивать дефицитные детали. Несмотря на простоту исполнения – качество дугообразования ненамного хуже заводских аналогов.

Осциллятор подсоединяется к выходам силовых проводов (электрод и масса). Поскольку данная схема непрерывного действия – подключение параллельное. Можно установить плату внутри сварочного аппарата, соблюдая экранирование от импульсного блока питания. Если есть подходящий корпус – монтаж выполняется в виде отдельного блока.

Важно! Подключение к сети осуществляется только через трансформатор. Иначе, при отключении основного аппарата, осциллятор останется под напряжением. Это опасно.

После сборки схемы, ее необходимо настроить. Калибровка производится по состоянию и устойчивости дуги. Качество дугообразования настраивается подбором номинала тиристоров.

Еще один пример самодельного осциллятора для инвертора — видео.

Дроссель Др 1 наматывается вручную. На кольцо R40 х 25 х 80 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ, накручивается провод сечением 2,5 квадрата. Трансформатор Т 1 лучше использовать готовый. Отлично подходит строчный трансформатор от старых телевизоров с кинескопом. Например, ТС180-2.

Выключатель S1 размыкает высоковольтную дугу. Для безопасной смены электрода он должен быть разомкнут.

При подключении осциллятора невозможно угадать «полярность» (ноль-фаза). Для контроля правильности соединения используется индикатор МТХ-90. Он должен светиться.

Устройство

Благодаря подключению осциллятора в схему работы сварочных аппаратов обеспечивается дистанционный розжиг дуги. Ее стабильность поддерживается на протяжении всего процесса сварки. Она остается статичной величиной даже при изменяющемся расстоянии между расходным материалом и рабочей поверхностью. Большинство осцилляторов обладают схожим устройством и состоят из таких узлов:

• выпрямитель;
• источник питания;
• блок конденсаторов для накопления заряда;
• блок управления;
• узел с разрядником и колебательным контуром, предназначенный для генерации импульса;
• повышающий трансформатор;
• датчик напряжения;
• газовый клапан (в аргонодуговых инверторах).

Сварочный осциллятор своими руками

Убедившись в полезности этого прибора, вы обязательно пожелаете его приобрести. Однако стоимость хорошего осциллятора может превысить цену вашего сварочного аппарата.

При постоянной занятости в роли сварщика, покупка целесообразна, поскольку устройство оптимизирует работу и ускоряет процесс сварки. А если вы расчехляете свой трансформатор несколько раз в году – имеет смысл изготовить самодельный осциллятор. Подробно как сделать самодельный сварочный осциллятор — видео Он будет не таким эффективным, как заводской, но качество дуги вырастает в разы. Особенно если у вас не очень качественные электроды.

Принцип работы

Включение осциллятора в комплект оборудования сварщика дает возможность разжигать дугу бесконтактно. Это не только заметно облегчает работу сварщика, но плюс к этому экономит его время и обеспечивает стабильность работы оборудования. В большинстве случаев такие установки применяются как обособленные элементы, но иногда встречаются сварочные аппараты с интегрированными осцилляторами. То есть источник тока и сам прибор заключены в одном корпусе.

Основное задача устройства генерирования высокочастотного импульса заключается в том, чтобы изменить характеристики входящего напряжения. Повышается частота, напряжение и уменьшается длительность импульса. Его длительность не превышает одной секунды. Схема работает по такому принципу (на примере аргонодугового инвертора):

1. После нажатия расположенной на горелке кнопки замыкается электрическая цепь.
2. На входе находится выпрямитель, который делает ток однонаправленным.
3. В конденсаторах накапливается напряжение, которое необходимо для генерации разряда.
4. Освобожденный ток поступает на контур, который состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Он отвечает за формирование определенного числа колебаний.
5. Ток проходит по обмотке первичного, а затем вторичного контура повышающего трансформатора. В этот момент повышается вольтаж.
6. Освобождается импульс.
7. Параллельно открывается газовый клапан.
8. В результате импульса образуется разряд, который замыкает цепь между электродом и поверхностью свариваемых деталей. Важно, чтобы до этого кабель массы был подключен.
9. После того, как по мостику из разряда начинает протекать сварочный ток, импульс затухает. Сварочный аппарат работает в штатном режиме согласно предварительно выставленных настроек.
10. Когда электрод удаляется от поверхности металла и сварочная дуга гаснет, осциллятор в течении 4 секунд продувает горелку аргоном.

По способу возбуждения дуги, есть два варианта работы осцилляторов

Непрерывного действия

Интегрированы в блок питания сварочного аппарата. Возбуждение дуги происходит за счет приложения тока высокой частоты непосредственно к силовым кабелям аппарата. После чего не важно, какой ток выдаст основной блок питания. Дуга все равно остается стабильной.

Импульсного действия

Подключаются последовательно к силовым кабелям. Система не такая сложная, нет необходимости в монтаже дросселей, шунтирующих высокое напряжение и защищающих сварочный аппарат. Эффективно работает со сварочниками переменного тока. Дуга стабильно горит при смене направления тока в каждом полупериоде.

Общий элемент – блокировочный конденсатор. Он подобран таким образом, что через него свободно протекает ток высокой частоты (формируемый осциллятором), а стандартный ток с блока питания блокируется. Эта схема гарантирует гальваническую развязку между осциллятором и трансформатором блока питания.

Для чего применяется

Осцилляторы чаще всего применяются при сваривании цветных металлов. Когда возникает необходимость в соединении меди, алюминия или нержавеющей стали, устройство позволяет быстро возбудить электрическую дугу, избежав утомительного чирканья электродом о поверхность заготовок.

Устройство очень удобно применять, когда требуется точно положить шов. Специалист подводит вольфрамовый наконечник до края стыка, после чего требуется нажать кнопку возбуждения электрической дуги и опустить маску. Благодаря осциллятору шов будет одинаковым как вначале, так и посредине стыка. Помимо этого, не потребуется постобработка от следов прикосновения электрода, которые обязательно образовались бы в процессе розжига дуги. Оборудование устанавливается на аппараты плазменной резки и дает возможность сразу начать разделывание металла.

Еще используется осциллятор при работе с тонколистовым металлом. Чтобы заготовки не прожигались, сварщики выставляют на инверторах низкое значение тока. Помимо того, что с такими параметрами разжечь дугу сложно, так она еще и гаснет при малейшем отклонении электрода от сварочной ванны. Подключение осциллятора в схему позволяет упростить работу, получить на выходе стабильную дугу и ее беспроблемный розжиг вначале.

Осциллятор из катушки зажигания

Наиболее доступная схема выполняется на автомобильной катушке зажигания.

Однако характеристики бобин не совсем подходят для такой цели. Поэтому требуется тщательный подбор остальных элементов схемы. Можно использовать несколько комбинаций из тиристоров, пока вы не убедитесь в уверенном возбуждении дуги. Несмотря на соблазн изготовить простой осциллятор – это не самая лучшая схема.

Разновидности

Использовать осциллятор можно по-разному в зависимости от вида работ и типа устройства. Общим для всех вариантов оборудования является необходимость преобразования тока до значений в 3000-5000 В и повышение частоты до 150-500 Кгц. Основное отличие состоит в продолжительности высокочастотного импульса. По принципу работу устройства бывают двух видов.

Непрерывного действия

Особенность заключается в том, что высокочастотный и сварочный токи суммируются. Дуга поджигается бесконтактным способом. Дуга остается стабильной даже при небольших показателях силы тока. Поражение специалиста электрическим разрядом, а также разбрызгивание расплава исключены. Неважен способ подключения оборудования в схему – параллельный или последовательный.

При последовательном подключении устройство присоединяется к кабелю, подающему напряжение на электрод. Такой вариант включения осциллятора является наиболее востребованным, поскольку наиболее эффективно используются его возможности. Не расходуется энергия на защиту от высокого напряжения. Модели непрерывного действия часто устанавливаются на трансформаторы и инверторы для работы с электродами покрытого типа.

Импульсные

Подключается параллельно и применяется тогда, когда сварочные работы выполняются переменным током. Оборудование должно очень быстро реагировать на смену полярности и именно в этом состоит основная сложность. В таких условиях поддержать дугу, обеспечить стабильность можно только при помощи импульсного высокочастотного тока. Если к сварочному аппарату на переменном токе подключить осциллятор непрерывного действия, то сварочная дуга зажжется без проблем. Но только первый раз. Повторно ее инициировать будет невозможно. Проще говоря устройство сможет выполнить свои функции только частично.

Конденсаторы в схеме необходимы для того, чтобы с максимальной эффективностью и в полном объеме задействовать функционал оборудования. Они копят заряд, который нужен для повторных импульсов – розжига угасшей в процессе формирования сварного шва дуги. Это неизбежно случается каждый раз, когда сварщик отклоняет электрод от сварочной ванны на большое расстояние, разрывающее протекание электрического разряда. Не обойтись в такой установке без обратной связи. Поэтому предусмотрена управляющая схема, которая синхронизирует разряд конденсатора.

Осциллятор для плазмореза делаем своими руками

Для розжига плазмы в резаке достаточно напряжения 20000 вольт постоянного тока. Поэтому подойдет искровой осциллятор. Чтобы не создавать сложный повышающий трансформатор, проще использовать банальный умножитель напряжения. Сила тока не имеет значения. Схема компактная, и выполняется буквально из бросовых деталей времен СССР.

Популярное: Трансформатор тороидальный своими руками – расчет витков, технология намотки

Осциллятор для плазмореза — видео рекомендации.

Важно! При намотке высоковольтного трансформатора обязательно обеспечьте изоляцию между обмотками. Несмотря на малую мощность, 20 к Вольт легко «прошьют» первичку, и выведут трансформатор из строя.

Чтобы витки обмотки не вибрировали под нагрузкой, трансформатор пропитывается эпоксидной смолой.

Накопительный конденсатор – капризная часть схемы. После перебора нескольких вариантов, лучше всего показал себя «кондер» от стартера для люминесцентных ламп.

Схема управления плазморезом и осциллятором

При замыкании стартовой кнопки S3 включается схема блока питания инвертора плазмореза. Одновременно подается питание на схему осциллятора.

Время его работы определено разрядом конденсатора С5. Затем закрываются транзисторы Т7 и Т8, питание осциллятора прекращается. Цикл длится 2-3 секунды, за это время дуга плазмореза становится устойчивой.

После размыкания кнопки S3 конденсатор С5 перезаряжается, и система готова к повторному циклу запуска плазмотрона.

Избежание частых ошибок

Исключить возникновение проблем в работе самодельного прибора помогает соблюдение следующих рекомендаций:

1. При сборке простых схем удерживать стабильную дугу удается не всегда. Причиной неисправности является низкое напряжение в электрической сети. Исключить возникновение сбоев в работе сварочного агрегата помогает установка автотрансформатора.
2. Не стоит экономить на дросселе. Разрядник подает ряд затухающих высокочастотных колебаний с напряжением 1000 В. Не имеющая дросселя вторичная обмотка принимает до 50 В. Из-за этого возникает короткое замыкание. Поступающий от сети ток начинает нагревать трансформатор. Чтобы сварочный аппарат не вышел из строя, устанавливают дроссель.
3. При формировании обмотки используют изолирующие прокладки, пропитывают жилы бакелитовым лаком.
4. Безопасной считается частота тока в 150-300 кГц. Если человек становится проводником, ток не влияет на работу внутренних органов, однако вызывает поверхностные ожоги. Избежать возникновения травмоопасной ситуации помогает правильное заземление.
5. Колебательный контур должен быть оснащен блокировочным конденсатором.

Перед сборкой рекомендуется проконсультироваться со специалистом, который выяснит, является ли выбранная схема безопасной.

Рекомендуем к прочтению Как выбрать сварочный бензиновый генератор