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
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.
Recommended