Шунт для сварочного инвертора
Всем добрый вечер! Хочу поделится методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство. Не давно у знакомого в зарядном устройстве перегорел шунт и соответственно сгорел и сам амперметр.
И так, нашол вот такой прибор со шкалой от 0 до 50А.
Обмотка измерительной головки и контакты не рассчитана на ток в 50А, для применения в нашем ЗУ надо изготовить шунт.
Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого либо участка электрической схемы. В нашем случае через шунт проходит основной зарядный ток, а через амперметр малая часть, пропорциональная основной величине тока.
Для шунта берем обычную канцелярскую скрепку.
На упаковке со скрепками было написано "Скрепки никелированные", фото не сделал самой упаковки. Разгибаем ее, чтоб из нее получился прямой кусочек проволоки…
Далее сгибаем кончики проволоки под гайки прибора и прикручиваем их вместе с проводами к амперметру.
Для калибровки амперметра нам понадобится регулируемый блок питания от 0 до 20 В с током в 5А, но можно обойтись обычным автомобильным аккумулятором (напишу далее), проволочный 100 Вт резистор ПЭВ-100,
мультиметр и соединительные провода. Все соединяем проводами между собой последовательно и подключаем к блоку питания.
Выставляем ток в 1А и смотрим на наш амперметр. Он показывает около 1,5 А. Нам надо 1 А.
Уменьшаем длинну шунта, чтоб стрелка амперметра стала показывать 1А.(По шкале амперметра это будет 10А). Далее вместо резистора подключаем лампочку с фары на ближний свет. Проверяем как работает амперметр на больших токах.
После, когда длинна шунта уже нам известна, завернутые под гайку кончики необходимо залудить оловом.
После разбираем наш прибор и белым корректором зарисовываем на шкале нули, собираем прибор. Шкала прибора получилась от 0 до 5А вместо 0-50А.
Если нету под рукой блока питания с регулировкой и проволочного 100 Вт резистора, вместо блока питания можно использовать автомобильный аккумулятор, а вместо резистора лампочку с габаритов задней фары на 15Вт. При подключении к аккумулятору, ток в цепи будет равен около 1 А, что достаточно для начальной калибровки амперметра. Потом так же можна подключить лампочку с передней фары в режиме ближнего света, для проверки амперметра под большим током.
Делаем контрольную поверку мультиметром и прибор можно устанавливать в зарядное.
Вот я поделился наглядной методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство…
Задавайте вопросы если что то не понятно…
Удачи всем на дорогах!
Полуавтомат своими руками Часть 7 Изменение ВАХ на инверторе ММА
Несколько способов подружить инвертор ММА с подающим устройством. т.е модернизация инвертора ММА с круто падающей вольт амперной характеристикой под режим полуавтомата с жёсткой характеристикой.
Комментарии 48
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.
Очень хорошая работа! Тоже хочу попробовать. Lm311. 4 нога — питания. 8 + питания. 2 не инвертированый вход. 3 инвиртированый вход. 7 выход. Запитать от 5 вольт. R 1 переменый на 10 кОм. Получаем от нуля до 5 вольт. R2 57кОм R3 7.5 кОм. Делитель напряжения. При 44V(макс что выдает мой инвертор) на компараторе будет 5V. При 15V на компараторе 1v. R4 300 Ом токоограничивающий для оптопары. Выход 5v с компаратора будет? Нужно что нибудь с остальными ногами делать. Все ли я правильно понял?
Грамотно. Молодец. Склонялся к такому тоже. Фотки дросселя не осталось? Кстати, с коэффициентом заполнения ШИМ ничего не делалось?
Добрый день. Я так понимаю в сварочной электрике силовой вы разбираетесь. Буду очень признателен если возникнут мысли по следующему вопросу:
Есть гаражный кооператив в котором редкостный му@ак председатель отрезал всем коммерческое электричество и оставил по 500 ватт на гараж. Бегает с токовыми клещами и палит кто берет больше и вообще вырубает электричество. Сместить его пока не получается. А варить как-то надо. Большинство сидит на генераторах. У меня трансформаторный полуавтомат (т.е. вся механика для полуавтомата есть), но ему нужно киловатт 5 для нормальной работы по кузовщине. Генератор соответственно нужен эдак на 7-8кВт, что не бюджетно, да и работ не так много.
Вобщем мысль только одна — изпользовать аккумуляторы для сварки. Liion могут без нагрева отдавать 10А. Батарея из 15 параллельных акб уже 150А, чего более чем достаточно.
Вопрос в следующем: если взять грядку IGBT и рулить ими по обратной связи, то по сути получим тот же самый сварочный инвертор? Какого напряжения батареи будет достаточно для нормальной сварки листов до 3мм?
Привет! ЛАЙК…Скази пожалуйста, если у меня на сварочнике имеется функция ФОРСАЖ могу ли я обойтись без переделки?Заранее благодарен
Форсаж дуги есть, но для режима ПА он выкручен на ноль
Класс！Попалось мне подающее, тоже хочу сделать из инвертора па., если что обращусь за консультацией😀.А то в электрике чего то не очень…
У меня аппарат руселком tig/mma мастер wsme 200 AC/DC/ в режиме мма напруга 86 вольт. на шунте падает при макс. токе 56 милливольт. Рассчитал делитель, разница в сопротивлении должна быть примерно 536 раз. воткнул на выход из инвертора. Крутилка тока при этом должна стоять на минимуме. Да, напряжение Х.Х. снизилось до 23.4 вольта. При выкручивании плавно крутилки тока, напряжение как и положено поползло вверх. Но после 30 вольт начинал жужжать инвертор. (это видимо на делителе больше 56 мв было. вернул крутилку тока на место. Поигрался с соотношением резисторов. Так минимальное напряжение и не получилось выставить. видимо не все отключил на выходе инвертора. Видимо осталась цепь поддержания напряжения дуги. Нужно откинуть еще чего нибудь типа контроля напряжения дуги.
ты как проверял напряжение на выходе инвертора? просто нужно подключить на выход какую нибудь нагрузку потому что без нагрузки ты не увидишь нормальное изменения напруги, я в качестве нагрузки подключил обычный электро чайник и тогда стало видно изменение напряги…
а то что когда крутишь ручку тока у тебя шим начинает по разному гудеть это нормальное явление, по тому как ШИМ начинает изменять длину импульсов и транс начинает работать по другому…
короче вы на верном пути… удачи !
Подскажите пожалуйста где взять V-опорное? Инвертор Сварог ARC 205. Буду очень благодарен
и еще у моего апарата следущия характеристика 20а/20.4в -250а/30в очень надеюсь на ващу помошь !я думаю очень многим это поможет !
ЗДРАСТВУЙТЕ! ИДЕЯ ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНАЯ ДАВНО МЕЧТАЛ О ПОЛУАВТОМАТЕ ! САМ ПРОФИСИОНАЛЬНЫЙ СВАРШИК ОЧЕНЬ ЛЮБЛЮ КЛАСИЧЕСКИЙ АВТОПРОМ )) НО В РАДИОТЕХНИКЕ НЕ ОЧЕНЬ СИЛЕН МАКСИМУМ МОГУ РЕЗИСТОР ОТ КОНДЕНЦАТОРА ОТЛЕЧИТЬТ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЧЕ ДЛЯ ЧЕГО ! ИМЕЮ В НАЛИЧИИ ИНВЕРТОР ДОСТАТОЧНО МОЩЬНЫЙ БЕЗ ШУНТА, ИНТЕРЕСУЕТ СХЕМА С КАМПАРАТОРОМ НЕ МОГЛИ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ НА СХЕМЕ УКАЗАНО ЧТО РЕЗИСТОРЫ 0.125ВТ А НАМИНАЛ Я ПОНИМАЮ НАДО САМОМУ РАСЧИТЫВАТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРЕЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА? И ВОПРОС ПО ОПОРНОМУ v Я ТАК ПОНИМАЮ НУЖЕН ОТДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ?ЗАРАНИЕ СПАСИБО ! ДВА ДНЯ ШТУДИРОВАЛ ИНТЕРНЕТ НО НИЧЕГО СТОЮЩЕГО НЕ НАШОЛ ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУСТА!
Доброго времени суток! Очень вдоххновился вашей идеей, могу расчитывать на консультацию в процессе сборки своего апарата?
Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками
Характеристики большинства бюджетных инверторов нельзя назвать выдающимися, в то же время мало кто откажется от удовольствия использовать оборудование со значительным запасом надёжности. Между тем существует немало способов усовершенствовать недорогой сварочный инвертор.
Типовая схема и принцип работы инвертора
Чем дороже сварочный инвертор, тем больше в его схеме вспомогательных узлов, задействованных в реализации специальных функций. А вот сама схема силового преобразователя остаётся практически неизменной даже у дорогостоящего оборудования. Этапы превращения сетевого электрического тока в сварочный достаточно легко проследить — на каждом из основных узлов схемы происходит определённая часть общего процесса.
С сетевого кабеля через защитный выключатель напряжение подаётся на выпрямительный диодный мост, сопряжённый с фильтрами высокой ёмкости. На схеме этот участок легко заметить, здесь расположены внушительные по размеру «банки» электролитических конденсаторов. У выпрямителя задача одна — «развернуть» отрицательную часть синусоиды симметрично вверх, конденсаторы же сглаживают пульсации, приводя направление тока практически к чистой «постоянке».
Схема работы сварочного инвертора
Далее по схеме находится непосредственно инвертор. Эта часть также легко поддаётся идентификации, здесь располагается крупнейший алюминиевый радиатор. Инвертор строится на нескольких высокочастотных полевых транзисторах или IGBT-транзисторах. Довольно часто несколько силовых элементов объединены в общем корпусе. Инвертор снова преобразует постоянный ток в переменный, но при этом частота его существенно выше — порядка 50 кГц. Такая цепочка преобразований позволяет использовать высокочастотный трансформатор, который в разы меньше и легче обычного.
С понижающего трансформатора напряжение снимает выходной выпрямитель, ведь мы хотим сварку именно на постоянном токе. Благодаря выходному фильтру природа тока меняется с высокочастотного пульсирующего до практически прямой линии. Естественно, в рассмотренной цепи преобразований есть множество промежуточных звеньев: датчиков, управляющих и контрольных цепей, но их рассмотрение выходит далеко за рамки любительской радиоэлектроники.
Конструкция сварочного инвертора: 1 — конденсаторы фильтра; 2 — выпрямитель (диодная сборка); 3 — IGBT-транзисторы; 4 — вентилятор; 5 — понижающий трансформатор; 6 — плата управления; 7 — радиаторы; 8 — дроссель
Узлы, пригодные к модернизации
Важнейший параметр любого сварочного аппарата — вольт-амперная характеристика (ВАХ), за счёт неё и обеспечивается стабильное горение дуги при разной её длине. Правильная ВАХ создаётся микропроцессорным управлением: маленький «мозг» инвертора на ходу меняет режим работы силовых ключей и мгновенно подстраивает параметры сварочного тока. К сожалению, каким либо образом перепрограммировать бюджетный инвертор нельзя — управляющие микросхемы в нём аналоговые, а замена на цифровую электронику требует незаурядных знаний схемотехники.
Однако «умений» управляющей схемы вполне достаточно, чтобы нивелировать «криворукость» начинающего сварщика, ещё не научившегося стабильно удерживать дугу. Гораздо правильнее сосредоточиться на устранении некоторых «детских» болезней, первая из которых — сильный перегрев электронных компонентов, ведущий к деградации и разрушению силовых ключей.
Вторая проблема — использование радиоэлементов сомнительной надёжности. Устранение этого недостатка сильно снижает вероятность возникновения поломок через 2–3 года эксплуатации аппарата. Наконец, даже начинающему радиотехнику будет вполне по силам реализовать индикацию фактического сварочного тока для возможности работы со специальными марками электродов, а также провести ряд других мелких доработок.
Улучшение теплоотвода
Первый недостаток, которым грешит подавляющее большинство недорогих инверторных аппаратов — плохая схема отвода тепла с силовых ключей и выпрямительных диодов. Начинать доработку в этом направлении лучше с увеличения интенсивности принудительного обдува. Как правило, в сварочных аппаратах устанавливают корпусные вентиляторы с питанием от служебных цепей напряжением 12 В. В «компактных» моделях принудительное воздушное охлаждение может вовсе отсутствовать, что для электротехники такого класса, безусловно, нонсенс.
Достаточно просто увеличить воздушный поток путём установки нескольких таких вентиляторов последовательно. Проблема в том, что «родной» кулер скорее всего придётся снять. Чтобы эффективно работать в последовательной сборке, вентиляторы должны иметь идентичную форму и число лопастей, а также скорость вращения. Собрать одинаковые кулеры в «стопку» крайне просто, достаточно стянуть их парой длинных болтов по диаметрально противоположным угловым отверстиям. Также не стоит беспокоиться о мощности источника служебного питания, как правило её достаточно для установки 3–4 вентиляторов.
Если внутри корпуса инвертора недостаточно места для установки вентиляторов, можно приладить снаружи один высокопроизводительный «канальник». Его установка проще по той причине, что не требуется подключение к внутренним цепям, питание снимается с клемм кнопки включения. Вентилятор, разумеется, должен устанавливаться напротив вентиляционных жалюзеек, часть которых можно вырезать, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Оптимальное направление потока воздуха — на вытяжку из корпуса.
Второй способ улучшить теплоотвод — замена штатных алюминиевых радиаторов на более производительные. Новый радиатор нужно выбирать с наибольшим количеством как можно более тонких рёбер, то есть с наибольшей площадью контакта с воздухом. Оптимально в этих целях использовать радиаторы охлаждения компьютерных ЦП. Процесс замены радиаторов довольно прост, достаточно соблюдать несколько простых правил:
- Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
- Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
- Если радиатор нужно подрезать, чтобы он поместился в корпус, обрезанные рёбра нужно тщательно обработать надфилем, чтобы снять все заусенцы, иначе на них будет обильно оседать пыль.
- Радиатор должен быть плотно прижат к микросхемам, поэтому предварительно на нём нужно разметить и просверлить крепёжные отверстия, возможно, потребуется нарезать резьбу в теле алюминиевой подошвы.
Дополнительно отметим, что нет смысла менять штучные радиаторы отдельно стоящих ключей, замене подвергаются только теплоотводы интегральных схем или нескольких высокомощных транзисторов, установленных в ряд.
Индикация сварочного тока
Даже если на инверторе установлен цифровой индикатор установки тока, он показывает не реальное его значение, а некую служебную величину, масштабированную для наглядного отображения. Отклонение от фактической величины тока может составлять до 10%, что неприемлемо при использовании специальных марок электродов и работе с тонкими деталями. Получить реальное значение сварочного тока можно путём установки амперметра.
В пределах 1 тысячи рублей обойдётся цифровой амперметр типа SM3D, его даже можно аккуратно встроить в корпус инвертора. Основная проблема в том, что для измерения столь высоких токов требуется подключение через шунт. Его стоимость находится в пределах 500–700 рублей для токов в 200–300 А. Обратите внимание, что тип шунта должен соответствовать рекомендациям производителя амперметра, как правило, это вставки на 75 мВ с собственным сопротивлением порядка 250 мкОм для предела измерения в 300 А.
Установить шунт можно либо на плюсовую, либо на минусовую клемму изнутри корпуса. Обычно размеров соединительной шины достаточно для подключения вставки длиной около 12–14 см. Изгибать шунт нельзя, поэтому если длины соединительной шины недостаточно, её нужно заменить медной пластиной, косичкой из очищенного однопроволочного кабеля или отрезком сварочной жилы.
Амперметр подключается измерительными выходами к противоположным зажимам шунта. Также для работы цифрового прибора требуется подать напряжение питания в диапазоне 5–20 В. Его можно снять с проводов подключения вентиляторов или найти на плате точки с потенциалом для питания управляющих микросхем. Собственное потребление амперметра ничтожно.
Повышение продолжительности включения
Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.
Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:
- Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
- Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
- Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.
О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.
Намотка выходного дросселя
Одним из наиболее простых и в то же время самых полезных дополнений для сварочного инвертора будет намотка индуктивной катушки, сглаживающей пульсации постоянного тока, которые неизбежно остаются при работе импульсного трансформатора. Основная специфика такой затеи в том, что дроссель изготавливается индивидуально для каждого отдельного аппарата, а также может со временем корректироваться по мере деградации электронных компонентов или при изменении порога мощности.
Для изготовления дросселя понадобится всего ничего: изолированный медный проводник сечением до 20 мм 2 и сердечник, желательно из феррита. В качестве магнитопровода оптимально подойдёт либо ферритовое кольцо, либо сердечник броневого трансформатора. Если магнитопровод набран из листовой стали, его нужно просверлить в двух местах с отступом около 20–25 мм и стянуть заклёпками, чтобы иметь возможность беспроблемно прорезать зазор.
Дроссель начинает работать, начиная от одного полного витка, однако реальный результат виден, начиная с 4–5 витков. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву. Когда варить с отрывом станет затруднительно, нужно скинуть с катушки один виток и подключить параллельно дросселю лампу накаливания на 24 В.
Тонкая настройка дросселя выполняется с помощью сантехнического винтового хомута, которым можно уменьшить зазор в сердечнике, либо деревянного клина, которым этот зазор можно увеличить. Нужно добиваться, чтобы горение лампы при розжиге дуги было максимально ярким. Рекомендуется изготовить несколько дросселей для работы в диапазонах до 100 А, от 100 до 200 А и более 200 А.
Заключение
Все «навесные» дополнения, такие как дроссель или амперметр, лучше монтировать отдельной приставкой, которая включается в разрыв любой из сварочных жил посредством штекера типа байонет. Таким образом внутри корпуса инвертора сохранится достаточно пространства для вентиляции, а дополнительные устройства можно будет легко отключить за ненадобностью.
Нужно помнить, что кардинальной, глубокой модернизации провести не получится, иными словами, «РЕСАНТУ» в KEMPPI разумными силами и средствами не превратить. Однако изготовление приспособлений и мелкая доработка оборудования — отличный способ лучше изучить технологию дуговой сварки и проникнуться профессиональными тонкостями.
Как сделать шунт для амперметра к сварочному аппарату.
Подберите подходящую измерительную головку, лучше, если она будет с током полного отклонения стрелки 50 или 100 микроампер. Я нашел у себя на 50микроампер, на примере ее и будем рассчитывать нужный нам шунт для амперметра.
Выберем предел измерения тока нашим амперметром, ну пусть будет, например 300 ампер. Для самодельных сварочных самый раз.Теперь мультиметром измеряем активное сопротивление головки. У моей головки оно равно 1454 ома. Теперь мы знаем два параметра измерительной головки. Ток полного отклонения и сопротивление. Из формулы закона Ома — I=U/R, выводим формулу для определения напряжения — U=IxR. Открываем виндовский калькулятор. Умножаем значение тока в амперах 0,00005А на сопротивление в омах 1454 ома, получаем величину напряжения, которое необходимо приложить к измерительной головке, чтобы стрелка отклонилась на последнее деление шкалы. У меня получилось U=0,0727В или 72,7 милливольт. Опять идем к Ому. Выводим формулу для сопротивления: R=U/I . Теперь определяем сопротивление шунта. Делим 0, 0727вольт на сварочный ток 300 ампер. Получаем R шунта = 0,0002423 ома.Открываем программу для работы с проволокой. Скриншот на фото.
Выбираем материал, из которого изготовим шунт. Справа в выпадающем окне выбираем сталь. Самый распространенный материал. Для простоты изготовления пусть шунт будет круглого сечения. В используемой величине ставим точку в окошечке «Диаметр». Вводим величину сопротивление шунта — 0,0002423 ома. Выбираем диаметр нашего шунта, для прочности выбирает пруток диаметром 10 миллиметров. Нажимаем на «Результат». Результат вы видите на фото. Теперь сделать сам шунт не сложнее, чем два пальца об асфальт. Берем стальной пруток соответствующего диаметра, нарезаем резьбу на всю длину для лучшего охлаждения шунта, отмеряем 150мм, отрезаем, получаем шпильку М10 на 150мм. Так как мы нарезали резьбу, то мы изменили диаметр шунта, поэтому его длина для данного сопротивления будет меньше расчетной, при регулировке все определится. Берем четыре гайки на десять, лучше медные или латунные, два наконечника для проводов большого сечения 1 и два лепестка 2, для проводов идущих к измерительной головке. У вас должна получиться примерно вот такая конструкция, только с медными гайками.
Меняя расстояние между лепестками, можно достаточно просто откалибровать амперметр. Лишнюю сталь потом можно отрезать.
Далее открываем программу FrontDesigner_3.0.
Программа имеет русский интерфейс, поэтому я думаю, вы спокойно разберетесь, что к чему. В результате у вас должно получиться примерно вот такой рисунок. Печатайте новую шкалу на бумагу для фотографий. В заключении хочу показать мое зарядное для автомобильных аккумуляторов. Правда за восемь лет оно уже по истаскалось. Здесь шкала и передняя панель, как раз начерчены с помощью этой программы. Печать велась на струйном принтере. Фотография передней панели, после приклейки, обязательно покрывалась автомобильным бесцветным лаком. Первый слой должен быть очень тонким, иначе могут расплыться чернила. Клеить все это дело можно с помощью ПВА. Надеюсь вам это пригодится. До свидания К.В.Ю.
Изготовление шунта амперметра для зарядного устройства
Читайте также: