Сварочный инвертор своими руками – экономим на покупке дорогостоящего оборудования

Сварочные аппараты прочно вошли в обиход домашних мастеров. Традиционные трансформаторы недорого стоят, легко ремонтируются, и такую конструкцию можно изготовить собственноручно.

Однако у них есть недостаток – для сварки металла толще автомобильного кузова, требуются высокие токи. Это дает нагрузку со стороны первичной обмотки 220 вольт, порядка 3-5 Вт.

Заварить трубу в квартире не удастся, по техническим условиям, ввод счетчика ограничен мощностью 3,5-5 Вт. Да и в частном доме гарантирован просад электроэнергии.

Для работы в бытовых условиях лучше пользоваться сварочным инвертором. Этот прибор имеет меньшую мощность, компактные габариты и небольшую массу.
инвертор Fubag
Стоимость такого автомата выше, чем обычного трансформаторного. Поэтому многие домашние «кулибины» изготавливают сварочный инвертор своими руками.

В отличие от трансформатора, при изготовлении которого вы боретесь с большим весом и толщиной вторичной обмотки, инвертор предлагает решить иные проблемы.

Схема сварочного инвертора может повергнуть в шок даже радиолюбителя со стажем, не говоря о домашнем мастере, познания которого сводятся к замене предохранителя.
Схема сварочного инвертора
Не стоит пугаться. Следуя инструкциям по сборке, любой радиолюбитель, умеющий держать в руках паяльник, соберет этот блок за несколько свободных вечеров.

Важно! Сварочный инвертор при работе использует токи высокой частоты, поэтому некоторые элементы сильно греются.

Любой инвертор, даже небольшой мощности, требует принудительного охлаждения. К этому добавим грамотное расположение компонентов внутри корпуса.

Разумеется, сам корпус должен быть снабжен проточными отверстиями для вентиляции. В противном случае постоянно будет срабатывать тепловая защита (необходимый элемент оборудования).

Предлагаем к рассмотрению варианты, как сделать сварочный своими руками.

Резонансный инвертор в фабричном корпусе

В качестве оболочки можно использовать привычный блок питания для компьютера. Чем старее будет возраст – тем лучше. 20 лет назад не жалели металла на стенки, и размеры блоков питания формата AT были крупнее.

От самого блока питания потребуется лишь вентилятор (если он в нормальном состоянии) и радиаторы охлаждения. Поэтому исправность электрической начинки донора нас не интересует. Так будет дешевле его приобрести.

Инвертор построен на б/у элементной базе от старых мониторов и телевизоров. Если нет доступа к подобным «запасникам» — покупка радиоэлементов на рынке, не сильно обременит кошелек.
Подробный рассказ как сделать сварочный инвертор своими руками — видео

Принцип построения резонансного инвертора, безопасность схемы

  1. Технологию ШИМ необходимо полностью исключить, поскольку для этого требуется стабилизированное напряжение питания задающего генератора. Это усложняет схему
  2. Затворы силовых транзисторов необходимо стабилизировать. Для этого подойдут стабилитроны типа KC213
  3. Управляющий трансформатор монтируется как можно ближе к силовым транзисторам. Провода, подающие напряжение на затворы, должны быть скручены витковой парой, для уменьшения паразитных наводок
  4. Особые требования к монтажной плате силового моста: дорожки на текстолите необходимо вытравить как можно большей ширины, затем залудить слоем припоя минимум 1 мм. Используйте тугоплавкий припой. Электрическая схема выполняется на текстолите толщиной минимум 3 мм, для лучшего рассеивания тепла.
  5. Важно! По этим дорожкам протекают токи до 25А, тонкая медь печатной платы перегорит от высокой температуры.

  6. Любые цепи, относящиеся к силовым блокам, должны быть тщательно пропаяны тугоплавким припоем. В противном случае возможно возгорание деталей от искрения
  7. Сетевой кабель выполняется сечением не менее 2,5 квадратов
  8. Входной автомат должен быть рассчитан на ток нагрузки плюс 50%. В нашем случае – 16А
  9. Высоковольтные цепи выполняются в двойной изоляции: на проводники надеваются несгораемые кембрики на основе слюды или стекловолокна
  10. Резонансный дроссель не должен иметь металлического кожуха. Крепление только на клеммах – никаких металлических скоб. Иначе наводки нарушат его параметры
  11. Проточная принудительная вентиляция – обязательное условие
  12. Выходные силовые диоды должны быть защищены от пробоя по напряжению. Обычно применяются RC цепочки.

Важно! Невыполнение требований безопасности при монтаже силовой электроники приведет к порче оборудования, а в худшем случае – к травмам.

Задаем для себя параметры будущего сварочного аппарата:

  • Ток нагрузки на выходе: 5 – 120А
  • Напряжение холостого хода 90В
  • Продолжительность нагрузки для электродов 2 мм – 100%, для электродов 3 мм – 80%. (при высокой температуре воздуха, время охлаждения увеличивается на 20%-50%)
  • Потребляемый ток на входе: не более 10А
  • Масса без силовых проводов 2 кг
  • Регулятор тока
  • Вольтамперная характеристика – падающая. Поэтому можно работать в режиме полуавтомата с СО2.

Это достаточно простой сварочный инвертор, несмотря на то, что схема насыщенная:
Схема простого сварочного инвертора
Все номиналы элементной базы указаны на схеме, дублировать их отдельным списком не имеет смысла. Сердце задающего генератора собрано на популярной микросхеме SG3524.

Она используется в блоках питания компьютерных бесперебойников. Можно извлечь деталь из сгоревшего UPS.

Особенность инвертора – крайне низкая потребляемая мощность (по меркам сварочника, разумеется) – не более 2,5 Вт. Это позволяет использовать его не только в гараже, но и в квартире с входным автоматом 16А.

Силовой трансформатор собирается на сердечниках E42. Монтаж вертикальный, иначе не влезет в корпус. Подобные сердечники в изобилии присутствуют в старых ламповых мониторах, и дефицитом не являются в принципе. Для изготовления одного трансформатора потребуется «распотрошить» 6 мониторов.

Из этих же деталей (которые останутся от разобранных трансформаторов) выполняем дроссель. Сердечники для остальных компонентов делаются из стандартного феррита 2000 НМ.
самодельный инвертор
Основа силового блока – мощные диоды и транзисторы, которые нуждаются в рассеивании тепла. Их можно установить на радиаторы от блока питания (в котором собирается инвертор), или набрать из тех же старых компьютерных мониторов.
силовой блок инвертора
До включения вольтодобавки, холостой ход поддерживается величиной 35В. За счет такого малого напряжения силовая часть не перегружается. Длина схватываемой дуги составляет 3-4 мм. Это комфортное значение, позволяющее уверенно работать даже начинающим сварщикам.

Выпрямленное напряжение имеет форму синуса (это особенность резонансных инверторов). Для окончательного сглаживания полуволн, необходимо уложить выходные кабели в ферритовые трубки индуктивностью 3-4mkH. Можно использовать фильтрующие кольца от того же блока питания для компьютера, и уложить провод в 2 витка.
выходные кабели уложены в ферритовые трубки
Дополнительная обмотка трансформатора добавляет напряжение, поэтому при начале работ дуга зажигается моментально, вне зависимости от атмосферных условий. Главное – качественная обмазка электродов.

Трансформаторы тока подключены во вторичной обмотке. Это конструктивная особенность схемы – в первичной обмотке максимальный ток возможен лишь во время образования резонанса.

Защита инвертора

Залипание электрода предотвращает полевой транзистор IRF510. На схеме хорошо видно этот участок. Им же обеспечивается плавный пуск. Отметим, что такое устройство добавляет комфорта для неопытного сварщика.

На микросхеме SG3524, вход shutdown прерывается в трех случаях:

  1. Срабатывание термодатчика
  2. Блокировка транзисторной схемой при коротком замыкании
  3. Отключение тумблером.

Важно! Самодельный сварочный инвертор не имеет заводского сертификата безопасности. Поэтому защита оператора – это ответственность создателя устройства.

В схеме предусмотрены основные моменты безопасности, их не следует исключать из конструкции. Корпус не должен иметь лишних отверстий (кроме вентиляционных) и открытых полостей. Силовые выходные клеммы устанавливаются на термостойких прочных изоляторах.
самодельный сварочный инвертор
Итог:
Собрать инвертор своими руками возможно. Пусть вас не пугает множество деталей в схеме – это забота разработчика. Настраивать готовое изделие не придется, сварочник сразу готов к работе. При условии, что вы все правильно припаяете и скомпонуете модули в корпусе.