EDW Gluszek Spawarka Cz2

  • Author
    kokisko

  • View
    448

  • Download
    50

Embed Size (px)

Text of EDW Gluszek Spawarka Cz2

  • 7/31/2019 EDW Gluszek Spawarka Cz2

    1/4

    W pierwszej czci artykuu podany by opisukadu i cz wskazwek dotyczcych montau.

    Jeeli chodzi o tranzystory duej mocy,proponuj przeszlifowa drobnoziarnistympapierem ciernym na kawaku szka. Po-dobnie mona postpi z radiatorem. Polep-szy to kontakt termiczny midzy korpusema powierzchni ukadu chodzenia. Elementymocy polecam montowarubami M4, w tymcelu naley rozwierci nieco otwr w obudo-wie IGBT. Dodatkowo warto wykona doci-skacze (zgodnie z fotografi 7). Umoliwione rwny docisk tranzystora do powierzchni

    radiatora. Do ich wykonania potrzebna jest

    mosina blacha walcowana, poniewa jestsztywna i sprysta.Przekadki izolacyjne wprowadzaj dodatko-wy opr termiczny midzy korpus klucza a po-

    wierzch-

    ni radia-tora. Najlepiej

    stosowa dzielonyradiator, a tylko diody cho-dzi przed podkadki. Jeli jednak zaj- d z i e

    potrzeba zastosowania przekadek, to najlepiejuy ceramicznych. Niestety sone do kruchei amliwe, czsto przez ze skadowanie potrafisiodksztaca i nie trzymajparametrw. Ichdostpno take pozostawia wiele do yczenia.Jest jeszcze moliwo stosowania przekadekmikowych, jednak muszby one bardzo cien-kie (rzdu 40m). W handlu sdostpne w gru-

    bociach rzdu 0,15mm, jednak dajsidoa-two rozwarstwia i z jednej mona otrzyma a3. Najlepiej uy do tego nowego ostrza noykado tapet. Podkadkkadziemy na stole i trzyma-

    jc ostrze prbujemy siwci midzy warstwy.Kiedy wejdzie ono do poowy naley je delikat-nie przekrci i mika powinna sirozwarstwi.Przestrzegam przed stosowaniem przekadek si-likonowych. Majone nieporwnywalnie wik-szrezystancjcieplnni mika (przez nie upa-liem kilka IGBT). Pokusiemsinawet o wykonanie badatakich przekadek na pro-

    fesjonalnej stacji testujcej(wasno serwisu Mod-Pla-net). Wyniki wspczynnikaK/W, dla mocy 50W przed-

    stawiajsinastpujco: sama pasta 0,273367,

    mika 0,491811,

    silikon 1,098462.

    Niestety nie mam dostpudo przekadek ceramicz-nych o takiej powierzchni,

    aby przykryy cay rdzestacji. W przypadku pod-

    kadki silikonowej, w stacji

    zaczynao wcza si za-bezpieczenie termiczne (a

    to jedynie 50W).

    Na dzielony radiator falow-

    nika idealnie nadaje sikom-puterowy boxowy ukad chodze-

    nia pod Socket 939. Wystarczy prze-

    ci go na p, w miejscu gdzie przebiegapodfrezowanie na zapink. Krawdzie po ci-ciu naley rwno wyszlifowa. Radiator nale-y przykrci do laminatu przy pomocy 4 rubM3. Na grze trzeba umiecicznik z mate-riau izolacyjnego (fotografia 5), ktry unie-moliwi zczenie si dwch czci radiatora

    podczas wstrzsw. Najlepiej jeszcze midzyobie powki woy nieco wikszy kawaek

    NOMEX-u, czy tereszpanu. Uniemoliwi onzwarcie np. opikiem elaza, ktry moe wpa

    podczas prac warsztatowych. Na radiator wartoskierowa strumie powietrza z dodatkowegowentylatora 80mm. Fotografia 6 przedsta-

    wia zmontowany falownik. Falownik naleyprzykrci do podstawy (najlepiej metalowej,poniewa odprowadzi ona ciepo z mostka pro-stowniczego) przez rub dociskajcmostek

    prostowniczy, oraz kawaek tekstolitu ktrybdzie peni rolizolatora i mocowania po-wek radiatora. W tym kawaku tekstolitu nale-

    21E le k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h Stycze 2008

    Projekty AVT+++++++++

    Spawarkainwertorowa 130A

    Fot. 7 Dociskacz tranzystorw

    Fot. 5 cznik izolacyjny

    Fot. 6 Gotowy falownik

  • 7/31/2019 EDW Gluszek Spawarka Cz2

    2/4

    22

    Projekty AVT

    E le k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c hStycze 2008

    y wywierci 5 otworw. Dwapod ruby majce kontakt zradiatorem, naley je gbokowpuci w materia, aby niedotykay do podstawy, gdygrozi to w najlepszym wypad-

    ku zwarciem, a w najgorszym

    poraeniem prdem elektrycz-nym. Pomocbdzie rysunek11. W otworach mocujcychfalownik do podstawy naleyzrobi gwint pod rub M4.Kluczowe elementy przedsta-

    wione sna fotografiach i rysunkach.Ukad prostowniczy naley zmontowa in-dywidualnie, wedug posiadanych diod. Do

    pocze najlepiej uy blachy miedzianej.Oczywicie nic nie stoi na przeszkodzie, abyuy kilku mniejszych diod poczonych rw-nolegle. Elementy RC mona podczy bez-

    porednio do wyprowadze na tzw. pajka lubumieci je na maej pytce obok i podczykablami. Do izolacji paskw blachy doskonale

    nadaj si koszulki termokurczliwe. Pocze-nia powinny by moliwie krtkie. Wielkoradiatora zaley od posiadanych diod i szybko-ci nawiewu powietrza. Im mniejsze napicie

    przewodzenia bdmiay, tym ukad chodze-nia bdzie mniejszy. Najlepiej w tej konku-rencji wypadaj szybkie diody Schottky-ego,gdzie Uf jest na poziomie 0,3V. Gotowy ukad

    prostowniczy przedstawiono na fotografii 8.

    Do wszystkich elementw, ktre si grzejnaley przyklei wyczniki termiczne tj. ra-

    diator falownika, radiator diod, transformato-ra gwny i dawik. Do mocowania najlepiejuy kleju na bazie ywicy epoksydowej. W

    przypadku transformatora i dawika, termikiwarto woy pod wierzchniwarstw izola-cyjn. Dziki temu bdmiay lepszy kontaktz uzwojeniami. Wszystkie termostaty naley

    poczy szeregowo. Nastpnie naley je pod-czy do zcza TERMOSTAT w sterowniku.Monta przetwornicy pomocniczej jest kla-syczny, wzr pytki mona zobaczy na ry-sunku 12. Naley jedynie zwrci uwagna pocztki i koce uzwoje transformatora.Przetwornicwarto uruchamia przez arw-k60W - zminimalizuje to ryzyko uszkodze-nia elementw w przypadku zwarcia. arw-

    ka nie powinna wieci, anisiarzy. Kiedy spawarka

    bdzie ju cakiem po-skadana, mona odczyrezystor 100 na wyjciu

    przetwornicy. Zamiast nie-

    go warto wlutowa kon-densator stay o wartoci470nF przystosowany do

    pracy impulsowej. Odci-y on nieco kondensatorelektrolityczny, przez co

    wyduy ywotno przetwornicy. Jeli tran-zystor bdzie sigrza, mona przylutowa doniego kawaek blaszki miedzianej, ktra po-wikszy powierzchnioddawania ciepa.Po uruchomieniu wszystkich moduw osobno,mona wstpnie poczy je ze sob, opierajcsio schemat montaowy (rysunek 13). Urucho-mienie spawarki naley wykonywa etapami:1. Przetwornicpomocnicznaley podczy

    do sieci 230V przez arwk60W. Natomiastfalownik naley zasili z transformatora pod-czonego take przez arwk60W do sieci.Transformator ten powinien dawa ok. 30V nawyjciu. Do wyjcia spawarki mona podczywoltomierz. Oscyloskopem naley zmierzy

    przebiegi wystpujce na bramkach, na trans-formatorze gwnym oraz midzy kolektorema emiterem IGBT. Na wyprowadzeniach trans-

    formatora nie powinno by adnych szpilek.Przebiegi powinny by czyste. Na woltomierzu

    p o -

    winno wystpowa napicie, zreguy jest ono mae. Nastpnienaley skrci na minimum po-tencjometr od regulacji prdu idalej naley podczy si sondoscyloskopu do bramki ktregoz IGBT. Naley zewrze wyjcie

    spawarki i zobaczy czy szero-ko impulsu bramkowego ulegachwilowej zmianie. Jeli tak, toznaczy e przekadnik jest dobrze

    podczony.2. W drugim etapie zostan prze-

    prowadzone prby na docelowym

    napiciu wejciowym. Wprowa-dzamy korektdo ukadu testowe-go wymieniamy transformator

    niskonapiciowy na transformatorseparacyjny o mocy co najmniej

    300W, lub arwk 150W (naj-lepiej przez oba zabezpieczenia).

    Tutaj naley doda, e napiciena falownik i na przetwornicpo-mocniczpodaje sijednoczenie.Dziki temu nastpuje opnienie

    zaczenia przekanika i sterownika. Podczasjaowej pracy arwka moe si lekko arzy,jednak nie moe wieci. Ponownie naley zba-da przebiegi na poszczeglnych elementach.Potencjometr od regulacji prdu naley ustawiw poowie. Nastpnie patrzc na przebieg bram-kowy zewrze wyjcie cienkim drucikiem mie-dzianym (ok. 0,5mm). Powinien on natychmiast

    spon, a impuls musi ulec zweniu. Jeli tak

    sinie stao, naley sprbowa odwrci prze-kadnik prdowy. Jeeli spawarka nie ma mocy,naley sprawdzi, czy transformator gwny jestdobrze podczony (koce i pocztki uzwoje).3. Ostatnim etapem jest podczenie spawarki

    bez arwek wedug schematu montaowe-go. Naley skontrolowa przebiegi. Nastp-nie sprbowa zajarzy uk. Na pocztek

    proponuj szybko przejecha elektrod pomateriale. Jeli bdzie sycha gony jazgot,moe znaczy to, e odwrotnie podczony

    ruby M3 Gwinty M4 do montau falownika

    Rys. 11 Belka czca dzielone

    radiatory falownika

    Fot. 8 Modu prostowniczy

    Rys. 12 Schemat

    montaowyprzetwornicy

    pomocniczej

    Falownik z prostownikem

    Zasilacz pomocniczy

    Elementy RC tumice oscylacjeR - 47ohm/2WC - 4,7n/400V

    Mona zastpi Esem

    Rys. 13 Blokowy schemat montaowy spawarki

  • 7/31/2019 EDW Gluszek Spawarka Cz2

    3/4

    23

    Projekty AVT

    E le k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h Stycze 2008

    jest przekadnik, ewentu-alnie transformator. Kiedy

    wszystko wyglda dobrze,mona sprbowa chwil

    pospawa. Warto zmierzyprd wyjciowy, ewentual-nie dokona korekty rezy-

    stora przy przekadniku.Wszdzie tam, gdzie zostazastosowany oscyloskop

    (chodzi gwnie o pomiarimpulsw bramkowych)

    moliwe jest uycie mier-nika czstotliwoci. Jednaktaki sposb uruchamiania

    nie zapewni bezpiecznego i agodnego uru-chomienia urzdzenia. Przykadowe przebiegi

    przedstawiono na rysunkach 14 15.

    Po udanych prbach, moduy skadowe naj-lepiej umieci w metalowej obudowie. Roz-mieszczenie poszczeglnych elementw jest

    bardzo wane. Warto zwrci uwag, na takiewymiary i ukad obudowy, aby wytworzy situnel powietrzny. Dziki niemu elementy bddobrze chodzone. W przypadku dzielonychradiatorw falownika naley uwaa na to,aby nie dotykay obudowy, gdy grozi to pora-eniem. Wraliwelektroniktj. przetwornic

    pomocniczi sterownik, warto oddzieli prze-grod. Dziki niej nie bd si kurzyy, po-winno to znacznie podwyszy niezawodnosprztu. ciank przedni i tylni najlepiejwykona z grubszej blachy, aby byy sztywne.Wentylatory naley zabezpieczy grillami.

    Wewntrz wszystkie przewody najlepiej spiw jedngrubwizk tak, aby nie utrudniaaona przepywu powietrza. Kabel zasilajcymusi posiada 3 yy. Powinny mie one conajmniej 2,5mm2 przekroju. Przewd uzie-

    miajcy musi mie dobry kontakt z obudow.Montujc wszystkie elementy do obudowy,naley uwaa na zwarcia. W miejscach nara-onych na wysokie potencjay (np. pod pytfalownika, czy przetwornicy pomocniczej)

    warto przyklei troch tereszpanu, lub folii.Monta przecznika ukadu AS jest opcjo-

    nalny, jednak czasami

    przydaje si moli-wo wyczenia tegosystemu. Diody sygnalizacyjne najlepiej za-

    montowa na kawaku tamy przewodowej,aby uzyska moliwo manipulacji.Wentylatory wewntrz obudowy najlepiejskierowa wylotem w stron tylnej cian-ki. Dziki temu powietrze bdzie zasysane z

    przodu, a wyrzucane z tyu. Gotowe urzdze-nie moe wyglda tak jak na fotografii 9.Pytz opisami mona zrobi na dwa sposoby.Pierwszy polega na zalaminowaniu papieru i

    przyklejeniu go do przedniej cianki tamdwustronn. W dru-gim naley przykry

    papier z opisami

    kawakiem pleksi-glasu. Wiercc w

    nim otwory monaatwo osadzi diodysygnalizacyjne.

    Po wsadzeniu

    wszystkiego w

    obudow monawczy spawar-k. Warto wykonatest na zadziaaniezabezpiecze ter-micznych. Monadokona tego, pod-

    czajc spawark pod so-lidn spiral grzejn (np. od

    pieca hartowniczego) lub wy-

    spawa kilkanacie elektrod.Fotografia 10 przedstawia

    gotowspawark.Opisan spawark dosko-

    nale spawa si elektrodamirutylowymi, celulozowymi

    i zasadowymi. Po dodaniu

    uchwytu TIG, spawarkmona wykorzysta jakordo spawalnicze. W tym

    przypadku, niestety nie b-dzie moliwoci bezstyko-wego zajarzania uku. Jest totemat na osobny artyku.

    Moliwoci zmianMoc spawarki mona dostosowa zalenieod swoich potrzeb. Na poniszej konstrukcji

    po drobnych modyfikacjach mona wykonaspawark300A zasilan z 3 faz. Jednak wy-maga to do rozbudowanej wiedzy z dziedzi-ny przetwornic impulsowych.

    W oparciu o jednofazowe zasilanie maksimum

    wyznacza sztywno sieci. Radznie przekra-cza wartoci 200A, poniewa jest to gronedla instalacji elektrycznej. Warto 200A tak-

    23

    Ok

    .1

    8V

    Rys. 14 Przykadowy przebieg

    wystpujcy na bramce IGBT

    Rys. 15 Przykadowy przebieg

    napicia wystpujcy na

    wejciu Current-Sense

    ukadu UC sterownika

    spawarki

    Fot. 9 Rozkad moduw w obudowie

    Fot. 10 Gotowa spawarka

  • 7/31/2019 EDW Gluszek Spawarka Cz2

    4/4

    24

    Projekty AVT

    E le k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c hStycze 2008

    e nie jest wielkoci sta, jak mona po-biera cigle. Przy takim prdzie przewodyw domowej instalacji elektrycznej na pewno

    bdsigrzay.Przy chci wycinicia 200A z podobnegoukadu, trzeba si liczy z koniecznoci za-stosowania potnego transformatora, bardziej

    rozbudowanego falownika oraz solidnego da-wika. Duprzeszkodbdzie wyprostowanietakiego prdu, oraz zachowanie sensownych

    przekrojw uzwoje.Autor nie ponosi odpowiedzialnoci za szko-dy wyrzdzone nieprawidow prac urz-dzenia lub nieprawidow jego eksploatacj.Jednoczenie przestrzega przed samotnymtestowym uruchamianiem tego urzdzenia zuwagi na niebezpieczestwo poraenia.

    Aleksander Olinek2 Guszek

    [email protected]

    Falownik

    Rezystory

    R1,R2 . . . . . . . . . . . . . . . 100 1W

    R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5W

    R4,R5 . . . . . . . . . . . . . . .100k 1W

    Kondensatory

    C1,C2 . . . . . . . . . . . . . 470F/400V

    C3,C4 . . . . . . . .1nF 1kV ceramiczne

    Pprzewodniki. . . . . . . . . . . . . . . . .

    D1,D2 . . . . . . . . . . . . . . HFA15TB60

    D3,D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . FR107

    T1,T2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IGBT

    Inne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .KBPC3506

    PK1 . . . . . . . . . . . . . 16A lub wikszy

    Przetwornica pomocnicza

    Rezystory

    R1 10k 0,25W

    R3,R10 . . . . . . . . . . . . .10 0,25W

    R4 . . . . . . . . . . . . . . . . 470 0,25WR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 2W

    R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . .220k 2W

    R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2W

    R11 220 0,25W

    R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1W

    R13 . . . . . . . . . . . . . . . . 47k 0,5W

    R14 . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 0,25W

    Kondensatory

    C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7nF stay

    C2,C8 . . . . . . . . . . . . . . . . 1nF stay

    C3,C4 . . . . . . . . . 100nF ceramiczne

    C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47F/35V

    C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 220F/25V

    C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7F/400V

    C9 . . . . . . . . . . .1nF 1kV ceramiczny

    Pprzewodniki

    D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148

    D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N5822

    D3-D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4007

    D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FR107

    D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zenera 13V

    IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .UC3845N

    OT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PC817

    T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IRF840

    Inne

    Tr1 transformator wedug opisu

    Sterownik

    Rezystory

    R1,R4,R10,R16,R23. . . . . . . . .470R2,R6,R8,R9 . . . . . . . . . . . . . .390

    R3,R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7

    R7,R12,R24. . . . . . . . . . . . . . .10k

    R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

    R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,6k

    R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2k

    R15 . . . . . . . . . . . . . *opis w tekcie

    R17,R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . 39k

    R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7k

    R20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,47k

    R21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,2k

    Kondensatory

    C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10nF

    C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2nF

    C3,C6,C7. . . . . . . . . . . . . . . . 100nF

    C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10F

    C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5nF

    C8 . . . . . . . . . . . . . . . . 1000F/16V

    C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . 470F/25V

    Pprzewodniki

    D1-D4,D6-D9 . . . . . . . . . . . 1N4148

    D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N5022

    IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .UC3845N

    LED1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AS!

    LED2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T!

    LED3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ready!

    LED4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ogr

    OK1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CNY17

    Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IRF540T1-T3,T5 . . . . . . . . . . . . . . . . BC547

    VR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TL431

    Inne

    SL1 przekadnik

    SL2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . AS-OFF

    SL3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . termostat

    SL4 . . . . . . . . . . . . . . . . . przekanik

    TR1 . . . . . . . . . . . . . . trafo sterujce

    Wykaz elementw

    Komplet podzespow z pytk jest dostpny w sieci handlowej AVT

    jako kit szkolny AVT-2XXX.

    Uwaga! Podczas uruchamiania

    i uytkowania urzdze HV w ich

    obwodach wystpuj napicia grone dla

    ycia i zdrowia. Osoby niedowiadczone i

    niepenoletnie mogwykonaje wycznie

    pod kierunkiem wykwalifikowanego

    opiekuna, na przykad nauczyciela.