Делаем сварочный инвертор Barmaley'я. Часть 1-я. Опции

[Nexor]

Делаем инвертор Barmaley’я

Схема однотактного прямохода на косом полумосте (автор Barmaley) –
http://nexor.electrik.org/svarka/barmaley/kosoy1/
То-же самое – версия 2 –
http://nexor.electrik.org/svarka/barmaley/kosoy/
Схема источника питания для ПЛАЗАРа (автор Кровяков Юрий) –
http://www.y-u-r.narod.ru/ist_pit/Plazar.htm

Все эти схемы имеют одну основу. Поэтому для создания источника питания для ПЛАЗМАТРОНА очень привлекателен вариант изготовления инвертера по схеме Бармалея и после удачного запуска, переделать его под плазматрон, опираясь на схему Кровякова Юрия.

Хочу предложить посетителям форума принять участие в Он-Лайн проекте – Делаем инвертер Barmaley’я. Вместе подумаем над компоновкой, нарисуем необходимые печатные платы, подумаем, что и как лучше сделать. Выслушаем кучу бредовых идей и методом исключения выберем то, что нам подходит. Так скомпонуем народный инвертер, который уже давно завоевал доверие на форуме Master City – ”А кто нибудь пробовал сделать сварочник?”

Ну и заключительным моментом будет переделка этого инвертера под источник питания для плазмы, но это уже потом.

Посмотрите схемы, переварите идею, а я пока подумаю с чего начать.

[Nexor]

Мои соображения по первому пункту (Входной выпрямитель с конденсаторами):

Диодный МОСТ:
Диодный мост ставят марки KBPC3510, KBPC5010 (35 и 50 Ампер соответственно, 1000 Вольт). Мощный, дешёвый, распространённый. В Рунете (где, не помню) читал мнение, что у 35 амперных выводные ножки греются меньше, чем у 50 Амперных. С чем это связано и соответствует ли действительности, не знаю. Я бы поставил KBPC5010 по цене около 2$.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ заряда входных конденсаторов:
При включении инвертера в сеть, начинается зарядка выходных конденсаторов. Первоначальный ток их зарядки (при полностью разряженных кондёрах) очень велик, сравним с КЗ, и может привести к выгоранию диодного моста. Не говоря уже о том, что для кондёров это тоже чревато выходом из строя. При прямом включении в сеть конденсатора ёмкостью 1000 мкФ, у меня выбивало автомат на 2 Ампера, и сгорал импульсный БП, который питался от этого конденсатора (тут следует обратить внимание на то, что автомат имел уставку 10-11, т.е. при резком скачке тока, отключается при токе в 10-11 раз большем его номинала. Если же через этот автомат пойдёт ток, например 5 Ампер, то он отключится не сразу, а когда сработает тепловой расцепитель. Т.е. скачёк тока был действительно не шуточный).
Чтобы избежать такого резкого скачка тока в момент включения, ставят ограничители заряда конденсаторов. В схеме Бармалея это 2 резистора по 30 Ом, мощностью по 5 ватт, итого 15 Ом х 10 Ватт. Резистор ограничивает ток зарядки конденсаторов и после их зарядки можно уже подавать питание напрямую, минуя эти резисторы, что и делает релюшка.
В сварочнике Бармалея применена релюшка WJ115-1A-12VDC-S, фирмы – WANJIA. Питание катушки реле – 12 вольт DC, коммутируемая нагрузка 20 Ампер, 220 Вольт AC. В самоделках (и даже в промышленном ТОРУС 200) очень распространено применение автомобильных релюшек – 12 Вольт, 30 Ампер. Они не предназначены для коммутации тока до 20 Ампер, сетевого напряжения, но, тем не менее, дёшевы, доступны и вполне справляются со своей задачей.
Токоограничивающий резистор лучше ставить обычный проволочный, он выдержит любые перегрузки и более дёшев, чем импортные, как у Бармалея. У меня под рукой есть резистор марки С5-37 В 10 (20 Ом, 10 Ватт, проволочный), его бы и поставил.
Вместо резисторов можно поставить токоограничивающие конденсаторы, последовательно в цепь переменного напряжения. Например, такие как К73-17, 400 Вольт, суммарной ёмкостью 5-10 мкФ (Заряд конденсаторов будет происходить очень плавно. У меня кондёры 3 мкФ, заряжали ёмкость 2000 мкФ, примерно за 5 сек). Расчёт тока зарядки конденсаторов примерно такой: 1 мкФ ограничивает ток на уровне 70 милиампер. 3 мкФ соответсвтенно на уровне 70х3=210 милиампер.

Входные КОНДЕНСАТОРЫ:
Конденсаторы нужны для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.
Посмотрев в Рунете различные сварочные инвертеры, как самодельные, так и промышленные, отметил для себя, что входная ёмкость имеет номинал от 1000 до 2500 мкФ. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 вольт (рекомендуется 450).
Во время работы сварочника, через эти кондёры качается большой ток. Обычные электролиты не рассчитаны на большие токи и пульсации, что вызывает их сильный разогрев. Снизить нагрузку на конденсаторы можно, поставив батарею параллельных кондёров, тогда ток между ними распределится пропорционально ёмкости каждого бачёнка.
Мне говорили, что есть конденсаторы, рассчитанные на большие пульсации. Внешне они коричневого цвета, по сравнению с обычными электролитами (которые чёрного цвета) они менее высокие, но более широкие. Их ставить предпочтительнее, но достать их сложнее.
Есть также специальные конденсаторы, рассчитанные на работу при высоком токе и повышенной частоте. Мне попались такие кондёры фирмы RIFA и PHILIPS.
На корпусе надпись: 1000 mF, Ur 350 VDC, Ieff (20 kHz) 9,1 A (70 C).
Хотелось бы конечно на 400-450 вольт, но уж, какие достал. Кондёры будут работать в штатном для них режиме, значит подвести не должны. Выводы у таких конденсаторов сделаны с резьбой под винт.

В сварочном источнике Сергея Смирнова (http://valvolodin.narod.ru/schems/Smirnov.html) стоит батарея из отечественных электролитов.
http://valvolodin.narod.ru/schems/foto2.jpg
Раньше в виду отсутствия импорта это был выход, а сейчас ставить электролиты подобного вида я бы не стал. Мало того, что они на напряжение не более 350 вольт, да ещё и не первой свежести. Температуру они не держат, на большие пульсации не рассчитаны, высохнут и начнут взрываться.
Знаю, что кондёры большой ёмкости, на напряжение 400-450 вольт, стоят дорого, а специальные силовые ещё дороже, поэтому присматривайтесь, где плохо лежат импортные электролиты ёмкостью 220 и более мкФ, на напряжение 400-450 Вольт и в карман

Есть что добавить ? Пишите, предлагайте, поправляйте.