As características da maioria dos inversores de orçamento não podem ser chamadas de extraordinárias, ao mesmo tempo, poucas pessoas abrirão mão do prazer de usar equipamentos com uma margem de confiabilidade significativa. Enquanto isso, existem muitas maneiras de melhorar um inversor de soldagem barato..
Circuito típico e princípio de operação do inversor
Quanto mais caro for um inversor de soldagem, mais unidades auxiliares em seu circuito estão envolvidas na implementação de funções especiais. Mas o circuito conversor de energia em si permanece praticamente inalterado, mesmo com equipamentos caros. As etapas da transformação da corrente elétrica da rede em soldagem são bastante fáceis de rastrear – em cada um dos nós principais do circuito, ocorre uma certa parte do processo geral.
Do cabo de alimentação à chave de proteção, a tensão é fornecida à ponte de diodos retificadora, acoplada a filtros de alta capacidade. No diagrama, esta seção é fácil de ver, existem impressionantes “bancos” de capacitores eletrolíticos. O retificador tem apenas uma tarefa – “girar” a parte negativa da sinusóide simetricamente para cima, enquanto os capacitores suavizam a ondulação, trazendo a direção da corrente para quase uma “constante” pura.
O esquema do inversor de soldagem
Além disso, de acordo com o diagrama, existe o próprio inversor. Esta parte também é facilmente identificável e abriga o maior radiador de alumínio. O inversor é baseado em vários transistores de efeito de campo de alta frequência ou transistores IGBT. Muitas vezes, vários elementos de energia são combinados em um corpo comum. O inversor novamente converte a corrente contínua em corrente alternada, mas ao mesmo tempo sua frequência é significativamente maior – cerca de 50 kHz. Essa cadeia de conversão permite o uso de um transformador de alta frequência, que é várias vezes menor e mais leve do que um convencional..
O retificador de saída remove a tensão do transformador abaixador, porque queremos soldar em corrente contínua. Graças ao filtro de saída, a natureza da corrente muda de pulsante de alta frequência para uma linha quase reta. Naturalmente, na cadeia de transformação considerada existem muitos elos intermediários: sensores, circuitos de controle e controle, mas sua consideração vai muito além do âmbito da eletrônica de rádio amador.
Projeto do inversor de soldagem: 1 – capacitores de filtro; 2 – retificador (conjunto de diodo); 3 – transistores IGBT; 4 – ventilador; 5 – transformador abaixador; 6 – placa de controle; 7 – radiadores; 8 – estrangulamento
Unidades atualizáveis
O parâmetro mais importante de qualquer máquina de soldar é a característica corrente-tensão (VAC), pelo qual é garantida uma queima estável do arco com seus diferentes comprimentos. A característica I – V correta é criada pelo controle do microprocessador: o pequeno “cérebro” do inversor muda o modo de operação dos interruptores de energia instantaneamente e ajusta instantaneamente os parâmetros da corrente de soldagem. Infelizmente, é impossível reprogramar o inversor de orçamento de qualquer forma – os microcircuitos de controle nele são analógicos e substituí-lo por eletrônicos digitais requer conhecimento extraordinário de circuitos.
No entanto, as “habilidades” do circuito de controle são suficientes para neutralizar a “curvatura” de um soldador iniciante que ainda não aprendeu a segurar o arco de maneira estável. É muito mais correto focar na eliminação de algumas doenças da “infância”, a primeira das quais é um forte superaquecimento dos componentes eletrônicos, levando à degradação e destruição das chaves de energia.
O segundo problema é o uso de elementos de rádio de confiabilidade duvidosa. A eliminação desta desvantagem reduz muito a probabilidade de avarias após 2-3 anos de operação do dispositivo. Finalmente, mesmo um técnico de rádio novato será perfeitamente capaz de perceber a indicação da corrente de soldagem real para poder trabalhar com marcas especiais de eletrodos, bem como realizar uma série de outras pequenas melhorias.
Melhorando a dissipação de calor
A primeira desvantagem de que a esmagadora maioria dos dispositivos inversores baratos sofre é um circuito de remoção de calor deficiente dos interruptores de energia e diodos retificadores. É melhor começar o refinamento nessa direção aumentando a intensidade do fluxo de ar forçado. Via de regra, os ventiladores do gabinete são instalados em máquinas de solda alimentadas por circuitos de serviço com tensão de 12 V. Nos modelos “compactos”, o resfriamento a ar forçado pode estar completamente ausente, o que certamente é um absurdo para a engenharia elétrica desta classe.
Basta simplesmente aumentar o fluxo de ar instalando vários ventiladores em série. O problema é que o cooler “nativo” provavelmente terá que ser removido. Para funcionar com eficácia em uma montagem em série, os ventiladores devem ter forma e número de pás idênticos, bem como velocidade de rotação. É extremamente fácil montar resfriadores idênticos em uma “pilha”, bastando juntá-los com um par de parafusos longos ao longo de orifícios de canto diametralmente opostos. Além disso, não se preocupe com a capacidade da fonte de alimentação de serviço, como regra basta instalar 3-4 ventiladores..
Se não houver espaço suficiente dentro do inversor para acomodar os ventiladores, um duto de alto desempenho pode ser instalado do lado de fora. A sua instalação é mais fácil porque não é necessária nenhuma ligação aos circuitos internos, a alimentação é removida dos terminais do botão de alimentação. O ventilador, é claro, deve ser instalado em frente às grelhas de ventilação, algumas das quais podem ser cortadas para reduzir o arrasto aerodinâmico. Direção ideal do fluxo de ar – em direção à exaustão da caixa.
A segunda maneira de melhorar a dissipação de calor é substituir os radiadores de alumínio padrão por outros mais eficientes. Um novo radiador deve ser escolhido com o maior número de aletas o mais finas possíveis, ou seja, com a maior área de contato com o ar. É ideal usar dissipadores de calor para resfriar CPUs de computador para essa finalidade. O processo de substituição dos radiadores é bastante simples, basta seguir algumas regras simples:
- Se o radiador padrão for isolado dos flanges dos radioelementos com gaxetas de mica ou borracha, eles devem ser mantidos durante a substituição.
- Para melhorar o contato térmico, você precisa usar pasta térmica de organossilício.
- Se o radiador precisar ser cortado para caber na caixa, as bordas cortadas devem ser cuidadosamente processadas com uma lima para remover todas as rebarbas, caso contrário, a poeira se acumulará abundantemente sobre elas.
- O radiador deve ser pressionado firmemente contra os microcircuitos, portanto, você deve primeiro marcar e fazer os furos de montagem nele, pode ser necessário cortar uma rosca no corpo da sola de alumínio.
Além disso, notamos que não faz sentido trocar os radiadores de peças de chaves independentes, apenas os dissipadores de calor de circuitos integrados ou vários transistores de alta potência instalados em uma fileira são substituídos.
Exibição da corrente de soldagem
Mesmo que esteja instalado no inversor um indicador digital da configuração atual, ele não mostra seu valor real, mas um determinado valor de serviço, escalonado para exibição visual. O desvio do valor real da corrente pode ser de até 10%, o que é inaceitável ao usar marcas especiais de eletrodos e trabalhar com peças finas. Você pode obter o valor real da corrente de soldagem instalando um amperímetro.
Um amperímetro digital do tipo SM3D custará cerca de 1 mil rublos, e pode até ser perfeitamente embutido na caixa do inversor. O principal problema é que uma conexão shunt é necessária para medir essas altas correntes. Seu custo está na faixa de 500-700 rublos para correntes de 200-300 A. Observe que o tipo de shunt deve estar de acordo com as recomendações do fabricante do amperímetro, como regra, são inserções de 75 mV com uma resistência intrínseca de cerca de 250 μOhm para um limite de medição de 300 A.
Você pode instalar o shunt no terminal positivo ou negativo de dentro da caixa. Normalmente, o tamanho do barramento de conexão é suficiente para conectar um inserto com cerca de 12-14 cm de comprimento. O shunt não pode ser dobrado, portanto, se o comprimento do barramento de conexão for insuficiente, ele deve ser substituído por uma placa de cobre, um pigtail feito de um cabo de fio único limpo ou um pedaço de núcleo de soldagem.
O amperímetro é conectado com as saídas de medição aos terminais opostos do shunt. Além disso, para o dispositivo digital funcionar, é necessário fornecer uma tensão de alimentação na faixa de 5–20 V. Ela pode ser removida dos fios de conexão do ventilador ou encontrada nos pontos da placa com potencial para fornecer microcircuitos de controle. O consumo próprio do amperímetro é insignificante.
Aumento na duração
O ciclo de trabalho no contexto de inversores de soldagem é mais razoavelmente chamado de duração de carga. Esta é a parte do intervalo de dez minutos em que o inversor realiza o trabalho diretamente, o tempo restante deve ficar ocioso e resfriar..
Para a maioria dos inversores baratos, o ciclo de trabalho real é de 40–45% a 20 ° C. Substituir os radiadores e o dispositivo de fluxo de ar intensivo pode aumentar esse valor para 50-60%, mas isso está longe do teto. É possível obter um PN da ordem de 70-75% substituindo alguns radioelementos:
- Capacitores de encadernação de chave do inversor devem ser substituídos por elementos de mesma capacidade e tipo, mas projetados para uma tensão superior (600-700 V);
- Diodos e resistores da ligação da chave devem ser substituídos por elementos com uma maior dissipação de energia.
- Diodos retificadores (válvulas), bem como MOSFETs ou transistores IGBT podem ser substituídos por semelhantes, mas mais confiáveis.
A substituição das próprias chaves de energia deve ser discutida separadamente. Primeiro, você precisa reescrever a marcação no corpo do elemento e encontrar uma folha de dados detalhada para um elemento específico. De acordo com os dados do passaporte, é bastante simples escolher um elemento para substituição, os principais parâmetros são os limites da faixa de frequência, a tensão de operação, a presença de um diodo embutido, o tipo de invólucro e a corrente de limitação a 100 ° C. É melhor calcular este último com as próprias mãos (para o lado da alta tensão, levando em conta as perdas no transformador) e comprar radioelementos com uma margem de corrente limite de cerca de 20%. International Rectifier (IR) ou STMicroelectronics são considerados os fabricantes mais confiáveis deste tipo de eletrônica. Apesar do preço bastante alto, é altamente recomendável comprar peças dessas marcas específicas..
Enrolamento de choke de saída
Uma das adições mais simples e ao mesmo tempo mais úteis para um inversor de soldagem será o enrolamento de uma bobina indutiva que suaviza a ondulação CC que inevitavelmente permanece durante a operação de um transformador de pulso. A principal especificidade de tal empreendimento é que o estrangulamento é feito individualmente para cada dispositivo individual e também pode ser corrigido ao longo do tempo conforme os componentes eletrônicos se degradam ou quando o limite de energia muda..
Para fazer um estrangulamento, você não precisará de nada: um condutor de cobre isolado com uma seção transversal de até 20 mm2 e um núcleo, de preferência ferrite. Como um circuito magnético, um anel de ferrite ou um núcleo de transformador blindado são ideais. Se o núcleo magnético for feito de chapa de aço, deve ser perfurado em dois lugares com um recuo de cerca de 20–25 mm e puxado junto com rebites para poder cortar a lacuna sem problemas.
O estrangulamento começa a funcionar a partir de uma volta completa, mas o resultado real é visível a partir de 4-5 voltas. Durante o teste, as curvas devem ser adicionadas até que o arco comece a se esticar perceptivelmente, evitando a separação. Quando ficar difícil cozinhar com separação, você precisa desligar uma volta da bobina e conectar uma lâmpada incandescente de 24 V paralela ao estrangulador.
O ajuste fino do acelerador é realizado usando uma braçadeira de parafuso do encanamento, que pode reduzir a lacuna no núcleo, ou uma cunha de madeira, que pode aumentar essa lacuna. É necessário garantir que a queima da lâmpada ao acender o arco seja o mais brilhante possível. Recomenda-se fazer diversos choques para operação em faixas de até 100 A, de 100 a 200 A e mais de 200 A.
Conclusão
Todos os “acessórios”, como um afogador ou um amperímetro, são montados melhor com um acessório separado, que é conectado à lacuna de qualquer um dos cabos de soldagem por meio de um plugue de baioneta. Assim, haverá espaço suficiente para ventilação dentro da caixa do inversor, e dispositivos adicionais podem ser facilmente desconectados se desnecessários..
Recorde-se que não será possível realizar uma modernização radical e profunda, ou seja, “RESANTU” não pode ser transformada em KEMPPI por meios e forças razoáveis. No entanto, fazer acessórios e pequenas modificações no equipamento é uma ótima maneira de aprender melhor a tecnologia de soldagem a arco e ficar imbuído de sutilezas profissionais..
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