Осциллятор для инвертора своими руками

Содержание

Как использовать домашнее оборудование начинающим

Применение самодельного осциллятора для электродуговой сварки деталей из алюминия и иных материалов требует соблюдения следующих правил:

Приборы могут использоваться как в помещениях, так и на открытых участках. При наличии осадков устройства нельзя применять на улице.
Диапазон рабочих температур оборудования составляет -10…+50 °С. Применять осциллятор можно при влажности воздуха не более 95%.
Устройства применяются при атмосферном давлении 85-105 кПа.
Нельзя включать приборы в запыленных и загазованных помещениях, подвергать элементы устройства воздействию агрессивных веществ, способных разрушать металл и изоляцию.
Разрешается работать только с заземленными приборами. Перед началом сварки проверяют правильность подключения осциллятора к электрической цепи, осматривают контакты.
Демонтировать защитный корпус можно только после отсоединения оборудования от сети.
На поверхностях прибора не должно присутствовать следов пыли, коррозии или нагара. При появлении загрязнений элементы аппарата зачищают наждачной бумагой.

Дополнение для инвертора

В таком случае вместе с основной техникой безопасности соблюдают следующие правила:

В процессе сварки регулярно проверяют работоспособность блокировочного конденсатора. При повреждении этой детали оператор рискует получить электротравму.
Настраивают и регулируют аппарат только в отключенном от сети состоянии. Это же касается процесса очищения поверхностей от нагара.
Постоянно контролируют частоту импульсов. Она не должна быть более 40 мкс.

Для плазмореза

Осциллятор настраивают в соответствии с параметрами режущего устройства, в сочетании с которым он будет работать. Тиристоры подбирают опытным путем, ориентируясь на устойчивость дуги. При работе с устройством особо тщательно соблюдают технику безопасности.

Принцип работы осциллятора

При сварках где участвуют цветные металлы обычно применяют аргонодуговые аппараты, в которых вольфрамовые электроды подплавливают края и создают своеобразную ванну. Алюминиевый материал и нержавеющую сталь сшивают, когда источником напряжения и тока является инвертор.

В любых случаях наблюдается одна и та же проблема — первоначальное разжигание дуги. При работе с цветными металлами постукивают электродом по поверхности, в результате чего образуются трещины и следы, которые требуют дальнейшей обработки. Осциллятор — это то, что нужно для аргонной сварки.

Сборка этих приборов может быть разная, но все они необходимы для возбуждения сварочной дуги между электродом и изделием на расстоянии около пяти миллиметров. Осциллятор размещают между источником тока и горелкой с электродом из вольфрама.

Принцип работы заключается в изменении входящего напряжения в высокочастотные короткие импульсы. Эти импульсы суммируются со сварочным током и принимают активное участие в розжиге. Можно собрать такой осциллятор для инвертора своими руками.

Эти устройства могут питаться от переменного или постоянного тока и повышают как значение напряжения, так и частоту электротока. Если на вход прибора подать напряжение 220В с частотой тока в 50 Герц, то на выходе получится напряжение от 2500 до 3000В при частоте от 150 000 до 300 000 Герц. Полученные импульсы имеют продолжительность десятков микросекунд.

Какие виды осцилляторов доступны для домашнего изготовления

Существует 3 типа устройств, изготавливаемых своими руками.

На непрерывной подаче тока

Сварочный осциллятор вырабатывает электрические импульсы частотой до 250 кГц, величина напряжения достигает 6000 В. Это приводит к быстрому возгоранию дуги на любом расстоянии от детали. Наложение выдаваемого осциллятором электричества на сварочный ток способствует стабильной работе аппарата. Из-за невысокой мощности устройство не представляет опасности для сварщика.

Осциллятор непрерывной подачи тока соединяется с источником питания последовательно или параллельно. Первый способ подключения считается более удобным. Он не требует использования дополнительных средств защиты блока питания от высокого напряжения.

Импульсный осциллятор

Такой прибор совместим с агрегатами, работающими на переменном токе. Осциллятор помогает удерживать дугу во время перемены полярности, наблюдающейся постоянно. Устройство выдает кратковременный импульс, помогающий зажечь начальную дугу.

C дополнительными конденсаторами

Прибор с накопительными элементами функционирует по принципу заряд-разряд. Для питания конденсаторов применяется отдельный модуль. На первом этапе детали передают энергию дуге. После этого конденсаторы разряжаются, отключаются от схемы, подсоединяются к зарядному блоку. При угрозе обрыва дуги синхронизирующее средство повторно переводит разрядники на рабочую линию агрегата.

Схема работы

Схема осциллятора для сварки алюминия, включенного параллельно

Схема осциллятора для сварки алюминия

Схема осциллятора, включенного последовательно

Схема осциллятора для сварки алюминия, включенного последовательно

Вторичное напряжение в повышающем трансформаторе во время полупериода конденсатор заряжался, до тех пор, пока не возникнет пробой разрядника. После этого колебательный контур получается в состоянии короткого замыкания, что и помогает создавать затухающие колебания, у которых имеется резонансная чистота такие колебания, через конденсатор и обмотку прикладываются к дуговому промежутку. Блокировочный конденсатор помогает предотвратить шунтирование другого промежутка с источником напряжения при помощи своей обмотки. Дроссель, который включен в сварочную цепь, защищает от пробоя изоляцию обмотки. Мощность такого аппарата может составлять около 250-250 Вт. Длительность импульсов не превышает десятков микросекунд.

Осциллятор для сварки своими руками

Стоит отметить, что приборы последовательного включения на практике оказываются более действенными, так как для них не требуется установка специального источника защиты в общей цепи. Во время работы осциллятора разрядник слегка потрескивает. Искровой зазор устанавливается при помощи регулировочного винта, но данная процедура возможна только если устройство отключено от сети.

Виды

Существует два основных вида осциллятора, которые применяются в сварочном деле. Они серьезно отличаются, как по методу подключения, так и по типу работы, поэтому, нужно точно определиться с правильным выбором. Это может быть:

Импульсный – данная разновидность используется для аппаратов, которые работают на переменном токе. Импульсный осциллятор подключается параллельно к основному сварочному аппарату.
Непрерывный – данная разновидность используется для аппаратов, которые работают на постоянном токе. Непрерывный осциллятор подключается последователь к основному сварочному аппарату.

Также стоит выделить основные модели данного оборудования, которые производятся для сварки и являются часто используемыми в промышленности.

Параметр	ОСП3-2М	ОСЦВ-2	М-3	ОСПП3-300М
Напряжение падания, В (все работают на переменном токе)	220	65	200
Вторичное напряжение при холостом ходу, В	6000	2300	2600	6000
Ток дуги	Постоянный, переменный	Переменный	Постоянный, переменный
Вид подключения к сети	Параллельно	Последовательно
Мощность потребления устройства, кВт	0,045	0,08	0,14	–
Вес, кг	6,5	16	20	–

Осциллятор для сварки алюминия своими руками

Схема осциллятора для сварки алюминия своими руками должна максимально соответствовать заводской модели. Разработка разрядника считается одним из самых сложных моментов, так как именно в нем и проходит электрическая искра. Также требуется подобрать блокировочный конденсатор вместе с колебательным контуром. Существует множество схем создания и основа успеха состоит в том, чтобы правильно подобрать компоненты. Таким образом, в итоге можно получить все те же импульсные или непрерывные осцилляторы. При выборе второго варианта в схеме еще должна присутствовать защита от высокого напряжения. Импульсный легче в изготовлении и более эффективный в работе, благодаря своей простоте.

Естественно, что техника безопасности в данном вопросу должна стоят на первом месте, так как при неправильном подключении схемы или некорректном выборе элементов все может испортиться и стать опасным для жизни и здоровья человека. Изготовлением данных вещей должен заниматься только специалист с большим опытом.

Условия эксплуатации и меры предосторожности

Перед тем как запустить устройство в эксплуатацию его необходимо зарегистрировать и пройти инспектирование электросвязи;
Разрешается применять осциллограф, как в открытых, так и в закрытых помещениях;
Нельзя использовать технику на открытой территории при осадках;
Рабочая температура техники лежит в пределах от -10 до +40 градусов Цельсия;
Влажность воздуха должна быт не более 98%;
Запрещается применение в запыленных помещениях, а также в комнатах с едкими газами или парами;
Также запрещается работа без заземления;
Перед использованием всегда нужно контролировать правильность присоединения к аппарату;
Работа должна проводиться только в специальном кожухе, который снимается только при отключенном от питания аппарате.

Разновидности установок

Осцилляторы можно применять в разных целях – с учетом типа и особенностей выполняемых работ. Единая для всех установок характеристика – преобразование токового импульса до значений максимально до 500 кГц.

Осцилляторы отличаются временными характеристиками высокочастотных импульсов.

Модель непрерывного цикла поддерживают горение дуги. Подключение нужно делать последовательным – это защитит мастера от негативного влияния высоких показателей напряжений, присутствующих внутри электроцепи. Установки накладывают высокие частотные токи поверх сварочных, розжиг происходит быстро и без препятствий, сварку можно проводить на минимальных токах. Установками оснащают инверторы, трансформаторы.

Второй вид осцилляторных аппаратов используют в ходе бесконтактных дуговых поджигов. Данный принцип активно задействуется в аргоновых установках. Электродный элемент из вольфрама будет быстро затупляться в ходе чирканья, что снизит качество шва, увеличит его толщину, начнет рассеивать дугу. Регулярные затачивания кончика иглы возможны, но они замедляют рабочий процесс. Введение в схему осцилляторной установки с импульсом кратковременного типа даст возможность возбуждать дугу, избежав контакта с рабочей поверхностью.

Как своими руками сделать осцилляторное устройство

Как уже говорилось выше, осцилляторы позволяют зажигать сварочную дугу без касания электродом поверхности соединяемых деталей, а также поддерживать ее стабильность в процессе горения. Обеспечивается такая функциональность данного устройства за счет того, что на электрический ток, поступающий от сварочного аппарата, накладывается ток, обладающий высокой частотой и большим значением напряжения. Используется такое приспособление, которое можно сделать и своими руками, преимущественно для сварки деталей из алюминия.

Для изготовления самодельного сварочного осциллятора можно воспользоваться наиболее простой и распространенной схемой. Основным элементом схемы такого устройства является трансформатор, который обеспечивает увеличение значения напряжения со стандартных 220 до 3000 В. Основную трудность при изготовлении осциллятора своими руками представляет разрядник, через который и проходит мощная электрическая искра.

Самодельный одноискровый разрядник

Важнейшим элементом схемы сварочного осциллятора выступает колебательный контур, в котором обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор. Такой контур, в состав которого входят также разрядник и катушка индуктивности, решает основную задачу осциллятора – генерирование затухающих высокочастотных импульсов, облегчающих зажигание сварочной дуги и ее поддержание в стабильном состоянии.

Как серийный, так и сделанный своими руками, такой аппарат может быть выполнен по двум основным схемам: непрерывного и импульсного действия. Осцилляторы, работающие по схеме непрерывного действия, считаются менее эффективными, в их конструкции необходимо использовать устройства, защищающие их от повышенного напряжения. Более эффективными являются импульсные осцилляторы, которые обеспечивают быстрое зажигание сварочной дуги и ее стабильное горение при работе на переменном токе.

Принципиальная схема сварочного аппарата с осциллятором

Основным элементом управления осциллятором является кнопка, которая одновременно включает разрядник и отвечает за подачу защитного газа в область выполнения сварочных работ. Сами высокочастотные импульсы, обеспечивающие эффективное выполнение сварочных работ, вырабатывают разрядник и высоковольтный трансформатор. Выходными элементами такого устройства являются два контакта – плюсовой и минусовой. Первый, подающийся от высоковольтного трансформатора, подключается к горелке сварочного аппарата, второй – к свариваемым деталям.

Для того чтобы своими руками изготовить такое устройство, значительно упрощающее процесс сварки деталей из цветных металлов и нержавеющей стали, достаточно обладать элементарными знаниями электротехники и навыками сборки электрических устройств.

Конечно, можно приобрести такое устройство в магазине или на строительном рынке, но это обойдется вам недешево. Если использовать его вы собираетесь не постоянно, а время от времени, то есть смысл изготовить его своими руками.

Пошаговое изготовление

Порядок сборки осциллятора зависит от типа оборудования, с которым он будет использоваться.

Самодельный осциллятор для плазмореза

Вместо трансформатора в схему включают умножитель напряжения. Сила тока не является важным параметром. Устройство компактно, его можно собрать из простых деталей. При намотке умножителя обеспечивают качественную изоляцию. В противном случае напряжение пробьет первичную обмотку, блок выйдет из строя. Чтобы витки не вибрировали во время работы прибора, их обрабатывают эпоксидной смолой.

Самым сложным моментом считается подбор конденсаторов. Лучшими параметрами обладает деталь, извлекаемая из стартера люминесцентной лампы.

Устройство из катушки зажигания

Осциллятор можно сделать из катушки зажигания. В таком случае схему дополняют ВВ-диодом. Такой способ изготовления считается самым простым. Автомобильную катушку можно найти в любом гараже. Однако характеристики этого элемента не совсем подходят для сборки осциллятора. Поэтому остальные компоненты цепи придется подбирать более тщательно. Придется устанавливать разные блоки тиристоров, добиваясь уверенного горения электрической дуги.

Осциллятор для инвертора

При подготовке деталей учитывают такие факторы:

Назначение сварочного инвертора. Определяют, какие металлы придется варить. Любой материал имеет особенности, которые учитываются при выборе компонентов для осциллятора.
Характеристики тока.
Максимальную мощность. При необходимости получения высоких показателей придется использовать дорогие детали.

В бытовых условиях чаще всего сваривают алюминиевые детали. Поэтому прибор собирают по схеме, соответствующей данному типу работ.

Для сборки осциллятора выполняют следующие действия:

Дорабатывают трансформатор, заменяя первичную и вторичную обмотки. Сердечник обматывают кабелем, сечение которого зависит от требуемых параметров вырабатываемого тока.
Размещают разрядник, проводящий искру. После этого включают в цепь колебательный контур. Его снабжают конденсатором, вырабатывающим импульсы высокой частоты. С помощью этой детали прибор приобретает необходимые для работы характеристики. Зажигание дуги упрощается, она становится стабильной.
Проверяют работоспособность готового прибора. Для начала нажимают клавишу пуска, активирующую разрядник. После этого подносят электрод к детали, дожидаются возникновения дуги.

Из микроволновки

Трансформатор СВЧ-печи можно использовать в качестве основного блока осциллятора для дуговой сварки. Напряжение на магнетроне достигает 2200 В. Повысить это значение можно путем установки 3 последовательно соединяемых конденсаторов. Прибор начинает подавать на разрядник напряжение в 5200 В. Сердечник для второго (высокочастотного) трансформатора можно добыть из отклоняющей системы старого монитора.

Для первичной обмотки используют медную жилу толщиной 1,5 мм. Она состоит из 2 витков. Вторичная обмотка формируется из шины сечением 45 мм². Жила наматывается в 10 витков, покрывается виниловой изоляцией и трансформаторной бумагой. Для изготовления разрядников используют болты на 6 с полированными торцами и сплющенные медные трубки соответствующего диаметра. Также устанавливают клавишу пуска и блок питания для нее. Клапан подачи аргона покупают в готовом виде.

Принцип действия прибора

При сопряжении цветных металлов применяются аргонодуговые агрегаты и вольфрамовые электроды, подплавляющие кромки и создающие защитную ванну. Изделия из нержавейки и алюминия соединяются посредством агрегатов инверторного типа.

В обоих случаях имеется проблема – трудности с первоначальным образованием дуги. Для цветных металлов применяется постукивание стержнем по изделию, но при этом образуются следы от прилипания и трещины, требующие удаления. Применение осциллятора позволяет избавиться от таких проблем при соединении аргоном.

При работе с тонкостенными заготовками на низких токах дуга периодически тухнет, ее вторичное формирование требует затрат рабочего времени. Здесь также используется осциллятор с целью устранения проблемы.

Приборы собираются по различным схемам, но каждый из них нужен для образования дуги промеж заготовкой и стержнем на удалении порядка 5 мм. Осциллятор располагают в интервале от аппарата до горелки.

Оборудование функционирует таким образом:

изменение поступившего напряжения в непродолжительные высокочастотные импульсы;
суммирование импульсов и сварного тока с целью улучшения розжига.

Преобразователи подключаются к сетям постоянного либо переменного тока для наращивания основных токовых характеристик. Номинальная мощность устройств находится в диапазоне 250-350 Вт.

Разбираемся в конструкции и принципе действия осциллятора

Сварочные осцилляторы, способные работать с источниками переменного и постоянного тока, необходимы для того, чтобы одновременно повысить как величину напряжения, так и частоту электрического тока. Если на входе такого устройства напряжение составляет 220 В, а частота тока – 50 Гц, то на выходе уже получается 2500–3000 В и 150000–300000 Гц. Продолжительность импульсов, которые создает осциллятор, составляет десятки микросекунд. Мощность этих устройств, с помощью которых в сварочную цепь поступает ток высокой частоты и с большим значением напряжения, – 250–350 Вт.

Технические возможности, которыми обладает осциллятор, обеспечиваются его конструкцией и характеристиками его элементов.

Электрическую схему аппарата составляют следующие компоненты:

колебательный контур, выступающий в роли искрового генератора затухающих колебаний (в состав такого контура входят конденсатор и катушка индуктивности – подвижная обмотка высокочастотного трансформатора);
разрядник;
дроссельные катушки в количестве двух штук;
повышающий трансформатор;
трансформатор высокой частоты.

Функциональная схема осциллятора

Кроме того, осциллятор содержит элементы, обеспечивающие безопасность как самого устройства, так и сварщика. К таким элементам относятся конденсатор, защищающий сварщика от удара электрическим током, и предохранитель, размыкающий электрическую цепь при пробое конденсатора.

Осциллятор, который используется в паре со сварочным аппаратом, работает по следующему принципу. После прохождения по обмоткам повышающего трансформатора напряжение поступает на конденсатор колебательного контура и начинает заряжать его. Когда конденсатор заряжается до величины, предусмотренной его емкостью, он выдает разряд на разрядник, что приводит к пробою. После этого колебательный контур оказывается закороченным, что и вызывает возникновение резонансных затухающих колебаний. Высокочастотный ток, формирующий эти колебания, через блокировочный конденсатор и обмотку катушки поступает на сварочную дугу.

Пример изготовления платы осциллятора

Блокировочный конденсатор устроен таким образом, что через него может свободно проходить только ток высокой частоты, отличающийся и большим значением напряжения. Низкочастотный ток через такой конденсатор проходить не способен из-за слишком большого сопротивления. Благодаря данной характеристике блокировочного конденсатора через него не может пройти и низкочастотный ток от сварочного аппарата, что защищает осциллятор от короткого замыкания.

Принцип работы

Осциллятор предназначен для бесконтактного розжига сварочной электрической дуги и поддержания ее стабильности в процессе дальнейшей работы. Прибор является дополнением к используемому аппарату электродуговой сварки, и может располагаться в одном корпусе с ним. Можно сделать осциллятор для сварки своими руками, и подключить его отдельно, улучая условия работы.

Основная идея применения осциллятора заключается в следующем. На электрод обычного сварочного аппарата поверх номинального напряжения сварки накладываются импульсы повышенного напряжения и частоты.

Амплитуда импульсов достигает 3000 – 6000 Вольт, частота – от 150 до 500 кГц. Эти высокочастотные импульсы имеют очень малую длительность, мощность сигнала составляет 200 – 300 Ватт.

Такая мощность импульсов слишком мала, чтобы они могли служить генератором сварочного тока, их роль заключается в кратковременном электрическом пробое воздушного промежутка.

Работает осциллятор следующим образом. Сварщик приближает кончик электрода к свариваемой заготовке на расстояние около 5 мм.

Нажимает кнопку, которая обычно располагается в удобном месте держателя электрода (или горелки, как называют держатель электрода в аргонодуговых аппаратах), запуская осциллятор.

Электрические импульсы высокой частоты напряжением несколько киловольт мгновенно ионизируют воздушный промежуток, который при этом пробивается тонким разрядом. Поскольку ионизированный воздух становится электропроводящим, по нему начинает протекать сварочный ток основного аппарата, то есть, загорается полноценная сварочная дуга.

Далее в процессе работы импульсы, генерируемые осциллятором, поддерживают горение основной сварочной дуги в моменты, когда возникают предпосылки для ее гашения.

Например, ошибочное движение руки сварщика, случайно увеличившее воздушный промежуток, не приводит к немедленному гашению дуги, и процесс может продолжаться.

Принцип действия и назначение

Применение осциллятора позволяет обеспечить бесконтактный розжиг дуги, что существенно облегчает задачу сварщика, а также влияет на стабильность электрической дуги в процессе работы. Хотя мы отметили, что устройство является обособленным элементом, иногда оно интегрировано в сварочный инвертор, то есть, источник питания и осциллятор находятся в одном корпусе. При достаточном объеме знаний в области электроники и электричества возможно изготовление самодельного осциллятора

Именно на этом обычно концентрируют свое внимание читатели, так как экономия денежных средств всегда выглядит привлекательно

Начнем с того, что сформулируем основную идею работы данного устройства. При работе сварочного инвертора на электроды подается напряжение 220 В. Если сварка ведется переменным током, то его частота составляет 50 Гц. «Поверх» этого напряжения в импульсном режиме подается высокая разность потенциалов и высокая частота. Количество таких импульсов, как правило, невелико. Добавочный высокочастотный ток должен лишь разжечь дугу. На это уходят доли секунды. Для качественно оценки следует подчеркнуть, что амплитуда колебаний напряжения достигает 6 кВ, а частота при этом составляет 500 кГц. Но за счет малой продолжительности импульса мощность электрического тока не превышает 300 Вт.

Среди пользователей возникает лаконичный вопрос: «Может ли осциллятор генерируемым током проводить сварку металлов?». Действительно, это было бы логично, однако низкая мощность не позволяет расплавить металл и присадку, поэтому импульс используется исключительно для пробоя воздушного зазора. В задачи сварщика входит лишь приближение электрода на расстояние примерно 5 мм и нажатие кнопки. В осцилляторах интегрированного типа кнопка локализуется прямо на держателе. Длительность импульса соответствует времени удержания кнопки. Далее сварка проводится в обычном режиме.

Высокочастотный ток протекает через диэлектрик (воздух) после активной ионизации. Практически моментально возникает дуговой разряд. Одновременно ионизированный воздух становится проводником, и основной ток сварочного аппарата течет, образуя электрическую дугу. Если процесс сварки автоматизирован и инвертор обладает микропроцессором, то осциллятор в процессе формирования шва автоматически включается при необходимости, когда возникает тенденция гашения дуги. Примером может служить ситуация с перепадом напряжения или случайного движения руки сварщика в сторону. В результате работы осциллятора можно получить качественный и равномерный шов.