Как сделать диодный мост для сварочного аппарата?

Диодный мост в сварочном аппарате: силовые выпрямители своими руками

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Особенность выпрямителей

Многие сварочные аппараты требуют доработки, заключающейся в применении специальных выпрямителей. Для их изготовления часто применяют диоды, способные пропускать напряжение исключительно в одну сторону.

Изначально для усовершенствования сварки мастера использовали диодные схемы из четырех диодов на радиолампах. Но данная технология была слишком сложной и дорогой. В наши дни силовые диоды стали доступными по стоимости, поэтому активно используются в сварных операциях.

Электрическая схема выпрямителя для сварки.

Схема для такого приспособления не отличается особой сложностью: она состоит из проводников, пропускающих электрический поток и направленных в актуальную сторону.

Выпрямители на диодах характеризуются разной мощностью, поэтому вид электрода необходимо подбирать с учетом этого параметра. Чем выше мощность, тем более толстый электрод потребуется.

На промышленном производстве требуется применить мощную аппаратуру, которая позволит выполнять сварные соединения без каких-либо пауз. Для бытового использования подойдут менее мощные выпрямители для сварки.

Применение в сварке

Диодную схему можно собрать из отдельных диодов или приобрести монолитную конструкцию с разными параметрами. Первый вариант менее предпочтителен, чем второй. Но при сгорании одного диода не требуется менять все четыре элемента, как в случае монолитной конструкции.

Если применить такие агрегаты для переориентации сварки на работу с постоянным током, можно добиться расширения ее функциональных возможностей.

Применение выпрямителя из диодов поможет:

• устранить перебои напряжения в сети;
• упростить задачу розжига электрической дуги в условиях номинального и пониженного напряжения;
• увеличить тепловой режим при длительной работе сварочного аппарата.

На заметку! С помощью выпрямителя из диодов для сварочного аппарата можно поддерживать электрическую дугу на стабильном уровне, что позволяет повысить эстетические качества созданных своими руками сварных соединений на металлических конструкциях.

Выпрямитель для сварки собирается по мостовой схеме, но при этом важно учесть, что корпус агрегата находится под напряжением.

Поэтому при установке диодного моста на радиатор, важно изолировать агрегат от иных элементов схемы, от корпуса сварочного аппарата, соседних диодов. А это чревато определенными неудобствами для сварщика: нужно использовать более крупный по размеру корпус сварки.

Выпрямитель тока для сварочных работ.

Как следствие, аппарат получается тяжелым и громоздким.

Чтобы уменьшить габариты сварки, можно подобрать выпрямительный прибор ВЛ200 с другой полярностью, объединив полупроводники на два парных радиатора. Но еще лучше, установить в едином корпусе сварки мощные, но при этом максимально компактные диодные мосты.

Такое решение обойдется сварщику в несколько раз дешевле, нежели покупка диодов В200. Деталь по размеру не больше, чем спичечный коробок. Она имеет площадку для установки радиатора, работает на максимальном, прямом токе ‒ 30-50 А.

Важно! Если в процессе выполнения сварных работ потребовался более мощный мост, стоит воспользоваться параллельным подключением мостовых сборок. Главное понимать, что при таком решении надежность конструкции будет ниже, чем при одиночных мощных диодах.

Если говорить о схемах полупроводникового типа с устройством выпрямителя, важно отметить следующее:

1. Лучшие показатели имеет трехфазная система, позволяющая использовать мощность сети до 380 В.
   Ее применяют на промышленных предприятиях, где важно создать длительный непрерывный сварной процесс без пауз для соединения больших по размеру металлических деталей: ворот, контейнеров, хозяйственных металлических сооружений и т.п.
2. Система с одной фазой подходит для бытового использования, когда сварной процесс длится короткий промежуток времени, и нет необходимости в более длительной сварке.

Установка

Если планируется установить параллельную схему соединения диодных мостов, важно учесть некоторый разброс по параметрам каждого диода. Подбирать элементы нужно так, чтобы оставался некоторый запас прочности. Тогда можно получить компактный диодный мост для сварочного аппарата.

Диодные сборки можно разместить на одном радиаторе, но для повышения показателей теплоотдачи их монтируют через теплопроводящую пасту. Актуальное количество таких схем для выпрямителя определяется требуемым сварочным током: стандартное количество 3-5 сборок.

Проводники стоит соединять с контактами при помощи пайки, и иначе в местах контакта потери мощности, или соединение сильно нагревается. При необходимости выполнить сварные операции, выпрямитель подключается к аппарату для сварки.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

• параметры магнитопровода;
• актуальное количество витков;
• размеры сечения шин, проводов.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный выпрямитель, созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Электролитический конденсатор в составе схемы необходим в качестве сглаживающего фильтра для снижения пульсаций.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

Оно может происходить при касании проволоки о металл без зажигания дуги. Если в это время на конденсаторе нет сопротивления, он мгновенно разрядится, произойдет щелчок, электрод разрушится или прилипнет к металлу.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

Особенность сборки диодного моста для сварочного аппарата

Диод – это полупроводниковый прибор, который обладает различной проводимостью в зависимости от прикладываемого напряжения. Имеет всего два вывода: анод и катод. При подаче прямого напряжения (на анод подается положительный потенциал по сравнению с катодом) он открыт. При подаче отрицательного напряжения он закрывается.

Эта особенность прибора широко используется в электротехнике, в частности диодный мост применяют для сварочного аппарата, чтобы выпрямлять переменный ток, улучшая качество сварки.

Основные характеристики

Главными параметрами, на которые обращают внимание при выборе выпрямителей для сварочных аппаратов, являются:

• максимально допустимое постоянное обратное напряжение;
• максимальный средний прямой ток за период;
• рабочая частота переключения;
• постоянное прямое напряжение при максимальном прямом токе;
• максимально допустимая температура корпуса.

Амплитуда бытовой сети составляет около 310 В, поэтому нужно использовать диоды с обратным напряжением 400 В и выше. Прямой ток жестко связан с мощностью прибора, и на него также обращают внимание. Рабочая частота показывает, в каком выпрямителе можно использовать полупроводник, применять его в сетевом или выходном блоке инвертора.

Прямое напряжение полупроводника характеризует мощность рассеяния на самом приборе. Это позволяет рассчитать размеры радиатора или системы охлаждения. Предельная температура корпуса сварочного аппарата дает возможность предусмотреть схему защиты от перегрева.

Применение на практике

Для примера, рассмотрим инверторный аппарат TELWIN Force 165. Во входном выпрямителе используются диодные сборки GBPC3508. Выпрямительный мост GBPC3508 может работать с током 35 А, обратное напряжение – 800 В.

С ним вместе идет обязательно сглаживающий фильтр из конденсаторов большой емкости. Кроме этого имеется фильтр электромагнитной совместимости, который не пропускает помехи от инвертора в бытовую сеть.

На выходе инвертора используются мощные сдвоенные диоды с общим катодом. Они имеют высокое быстродействие в отличие от диодов расположенных на входе устройства.

Благодаря малому времени восстановления, менее 50 наносекунд, приборы успевают переключать высокочастотный ток на выходе вторичной обмотки.

В данном приборе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFH30US30DN или VS-60CPH03, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один прибор (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт.

Устанавливаются на радиатор. Для защиты полупроводников от перегрузки используется RC фильтр. Схема управления требует стабильный источник питания без бросков напряжения.

Для этого в приборе предусмотрены стабилитроны или уже готовый интегральный стабилизатор, которые обеспечивают стабильное питание на микросхемах управления. В результате получается компактное устройство, позволяющее качественно варить металл.

Диодный мост для сварочного аппарата: что это такое и как работает, зачем нужен, как выбрать

Механизм сварочного аппарата включает в себя разные компоненты и узлы. От правильной сборки зависит правильность и полноценность функционирования агрегата.

Одна из ключевых деталей сварочного аппарата – это диодный мост. Работая с другими деталями механизма, он отвечает за преобразование постоянной энергии в пульсирующую.

Что такое диоды, предназначенные для сварочной аппаратуры, определить сложно. Существует много трактовок этого термина, из-за чего новичкам сложно разобраться в определении диодов для сварки.

Многие сварщики имеют свое мнение на этот счет, учебники тоже дают разную информацию. Самостоятельно понять этот термин можно, лишь разбираясь в электротехнике.

Здесь будет коротко рассказано о значении сварочных диодов и диодных мостов, нюансах сборки и работы.

Общая информация

Несмотря на разные варианты значений термина «диодный мост», по сути, он является стандартным выпрямителем. По строению же это набор силовых диодов, которые формируют единую цепочку. Существует стандартная схема диодного моста.

Однако при необходимости проводится модификация строения цепи. В сварочном аппарате этот узел располагается у радиатора, для прикрепления к которому используются болты и гайки.

Диодный мост выполняет одну основную функцию – преобразование полученного типа тока в пульсирующий. Сама цепь находится под постоянным напряжением. Процесс преобразования называется выпрямлением. А диодный узел, соответственно, выпрямителем.

Существуют версии от разных производителей. У собранных на заводе версий есть свои плюсы и минусы. Из плюсов – возможность плавной регулировки тока.

Из минусов – заводской образец потребляет около двенадцати киловатт электричества. А вес его при этом составляет примерно сто килограмм. Это делает модель не совсем подходящей для мелкой сварки в гараже или на даче.

Поэтому заводские выпрямители применяются для сварки в промышленных масштабах. А для любительских работ применяют самоделки либо малогабаритные версии мостов.

Помимо основной функции преобразования тока, диодный выпрямитель отвечает за стабилизацию напряжения. Это помогает при нестабильной электросети запустить маломощные аппараты.

При включении выпрямителя в механизм сварочного аппарата, проще производить поджиг сварочной дуги при низких показателях напряжения.

Также он стабилизирует горение дуги, улучшает ее показатели. В результате качество шва, сформированного аппаратом с выпрямителем, возрастает.

Виды диодов для сварки

Диодный выпрямитель состоит из силовых диодов. Существуют разные виды этих элементов. У каждого вида свои показатели и характеристики.

Сварщики, имеющие достаточный уровень знаний в электротехнике берут комплектующие на рынках.

Это позволяет сэкономить, однако приобретение деталей у непроверенных продавцов чревато получением некачественных материалов. Более того, такие детали могут быть небезопасны.

По целевому предназначению диоды делятся на:

• Светодиоды
• Выпрямительные
• ИК
• Фотодиоды
• Стабилитроны
• Варикалы
• Тиристоры
• Иммисторы
• Диоды категории Шотки

Также классификация проводится по силе тока. Здесь есть три категории мощности: малая, средняя и высокая. Каждой категории соответствует свой показатель, исчисляемый в милиамперах: до 3*102, от 3*102 до 10 и свыше 10, соответственно категориям.

Помимо этого образцы высокой мощности бывают двух типов: плоскостного и точечного. Первые предназначены для низкой частоты работы, вторые – для остальных типов работ.

Для сборки выпрямителя используются все виды диодов. Однако качество работы моста зависит от качества сварочного аппарата, на который он установлен.

Строение диодного моста

В цепи выпрямителя используется от двух до пяти диодных элементов. Стандартная схема предполагает наличие четырех. Количество элементов в цепи связано с мощностью силы тока, которая потребуется для выполнения работы.

Это прямая связь – больше диодных элементов, выше показатель тока. Здесь будет рассмотрена цепь на четыре диода.

Чтобы собрать стандартный мост, два элемента подключаются друг к другу параллельным образом. Направленность у них при этом разная.

При сборке параллелей подключения стоит учитывать, что рабочие характеристики деталей могут иметь отличия. Это относится и к диодам одного типа.

Поэтому расчет мощности каждого элемента и напряжения, которое он даст, нужно просчитывать очень четко. Правильный расчет – залог получения необходимого функционала и эффективности моста.

Собранный узел устанавливается на радиатор. Однако также его можно крепить к корпусу сварочного аппарата, либо не закреплять вовсе, применяя отдельным элементом. При установке на радиатор стоит предварительно нанести теплопроводящую пасту.

Проводники между сварочным аппаратом и выпрямителем скрепляются контактной спайкой. Это защитит от снижения рабочей мощности.

Для облегчения сварочного процесса с применением четырех-диодного моста дополнительно в схему оборудования включается электролитический конденсатор.

Заключение

Начинающим сварщикам будет достаточно сложно сразу понять строение и суть диодного моста. Эта статья рассказывает лишь основы терминологий и сборки этого сварочного узла.

Но для понимания этой темы в полном объеме нужно изучение основ электротехники. Это поможет разобраться в процессе работы сварочных выпрямителей.

Для изучения можно использовать любые материалы, доступные в сети. Это потребуется в любом случае, если есть желание улучшать свои навыки и развиваться как сварщику.

Диодный мост для сварочного аппарата своими руками – Справочник металлиста

• Дата: 15-06-2015
• 663
• : 17

Выпрямитель сварочный предназначен для питания электротоком поста сварки при ручной и электродуговой сварке.

Он используется для того, чтобы преобразовывать ток переменной частоты в непрерывный разряд электричества, который нужен для осуществления плавления заготовки.

Сварочный выпрямитель своими руками изготавливается чаще всего для использования конструкции в бытовых условиях и мелко-подрядном бизнесе.

Бытовые аппараты для сварки — это конструкции небольшой мощности, которые имеют относительно невысокий номинальный ток сварки. Устройства имеют паузу для остывания между этапами работы большой длительности, потому конструкции неэффективны в процессе выполнения объемных работ в промышленных условиях.

Стандартная компоновка конструкции для сварки состоит из таких элементов:

• трансформатор для понижения;
• выпрямитель (мост из составляющих полупроводника);
• блок конденсатора (отвечает за подавление пульсаций на выходе преобразовательного элемента).

Перед тем как изготовить аппарат для сварки, понадобится определить, для выполнения каких работ будет использоваться конструкция. От этого будут зависеть различные показатели конструкции, размер электрода и характеристики материала соединяемых заготовок.

Электрическая схема самодельного сварочного аппарата на постоянном токе.

Лучшими показателями по качеству тока на выходе обладают трехфазные приспособления, которые подключаются к электрической сети 380 В.

Их можно использовать длительный период, при этом не понадобится делать перерывы для остывания. С помощью подобных конструкций можно обрабатывать более крупные конструкции из стали.

Устройства отлично подходят для соединения контейнеров, ворот от гаражей и т.д. Приспособление подходит для малого бизнеса.

Значительным недостатком конструкции является затрудненный доступ к сети питания. Не все села и гаражные кооперативы имеют доступ к подобным коммуникациям. Следует понимать, что аппарат для сварки, который обладает трехфазным трансформаторным приспособлением, будет весить в 1,5-2 раза больше однофазного устройства. Общий вес конструкции в большинстве случаев превышает 100 кг.

Одному человеку подобный вес не под силу, потому понадобится установить колеса для перемещения. Можно также использовать специальное трансформаторное приспособление, которое снижает общий вес на 20-40%. Однако следует учитывать, что наматывать его нужно будет самостоятельно.

Однофазный сварочный выпрямитель, который установлен на однофазной трансформаторной конструкции для электросети 220 В, имеет меньший вес. Его масса в большей степени зависит от веса трансформатора для понижения и составляет приблизительно 40-70 кг.

Подобный сварочный аппарат способен обеспечить шов отличного качества при соединении простых конструкций. Легкость и доступность электросети делают однофазные приспособления мобильными. Их можно использовать не только на верхних этажах высоких домов, но и в местах, где отсутствует электричество.

В последнем случае можно использовать бензиновый генератор.

Как сделать сварочный выпрямитель для однофазной электросети

Однофазная мостовая схема выпрямления (а). Графики напряжений и тока в трансформаторе (б), напряжения и тока в нагрузке (в).

Переменный ток представляет собой волну, которая образует колебания с частотой 50 Гц. Следовательно, 1 секунду электричество 25 раз будет течь в одном направлении и 25 раз в другом. Для сварочного процесса будет нужно протекание электричества лишь в одном направлении.

Если цепочка вторичной обмотки трансформаторной конструкции будет дополнена полупроводником, то она сможет пропустить электричество исключительно в одну сторону, следовательно, будет получен постоянный ток. Однако в данном случае ток будет переменным и иметь частоту 25 Гц. После каждой волны будет пауза без тока, что недопустимо.

Установив несколько полупроводников по направлению друг к другу, получают ток, который представляет собой волны, увеличивающиеся от нуля до максимально возможного значения направления, на которое рассчитывается вторичная обмотка трансформаторной конструкции. Также будут получены волны, спадающие до нуля, после достижения которого начинается другая волна.

Трехфазная мостовая схема выпрямления (а). Графики напряжений и токов (б).

Таким образом можно получить положительный полюс тока, отрицательный полюс будет размещаться в центральной части вторичной обмотки трансформаторной конструкции. По этой причине данная схема может использоваться исключительно в случае, если у трансформаторной конструкции есть необходимый вывод. Если трансформаторную конструкцию намотать самому, то можно сделать и вывод.

Если его не сделать, то понадобится разбирать обмотку, что делать не рекомендуется. Преимуществом подобной схемы является небольшое количество применяемых полупроводников. В данном случае вторичная обмотка конструкции разделяется на несколько частей. Это означает, что некоторое время будет использоваться одна часть обмотки.

Чаще всего используется мостовая схема выпрямления. Она являет собой квадрат, во всех сторонах которого находятся полупроводники. С двух других углов фигуры будет сниматься постоянное напряжение, а на остальных углах напряжение будет исходить со вторичной обмотки трансформаторной конструкции.

Преимуществом подобного выпрямителя является то, что в данном случае отсутствует необходимость выводить отдельный провод со вторичной обмотки. Недостаток — применение большого количества вентилей полупроводника.

Среднее напряжение во всех вышеописанных схемах меньше, чем напряжение, которое выходит со вторичной обмотки.

Ток сварки будет небольшой, потому диаметр установленного электрода и толщина соединяемой заготовки тоже будут небольшими. Для того чтобы уменьшить колебания напряжения, на выходе сварочный аппарат, который изготавливается, должен иметь параллельно включенное нагрузке конденсаторное приспособление.

Выпрямители, сконструированные для питания трехфазной электросети, имеют небольшую пульсацию напряжения на выходе.

В данном случае фазы электросети будут перекрывать друг друга, при этом напряжение не сможет снизиться до нуля. Один из способов изготовления сварочного аппарата для трехфазной электросети — включение в каждую из фаз полупроводника за обмоткой трансформаторной конструкции. Подобные выходы от полупроводников нужно будет обязательно коммутировать в единый вывод.

Преимущество подобного приспособления — использование трех полупроводников. Недостатком является нулевой вывод с обмотки трансформаторной конструкции.

Это означает, что соединять обмотки трансформаторной конструкции для питания можно исключительно по схеме «звезда».

Конструкция сварочного аппарата для выпрямления

Выпрямитель для устройства сварки строится вокруг полупроводников, которые используются для того, чтобы пропускать потоки электричества в едином направлении. В схемах выпрямления можно использовать следующие приспособления:

Чертеж сварочного аппарата, изготовленного своими руками.

1. Диод. Рекомендуется использовать данное приспособление, так как в случае его применения в схему конструкции для выпрямления не понадобится включать блоки управления.
2. Тиристор. Чтобы протекал ток, элемент должен получить сигнал от системы управления. Вентиль запрется, когда проходящий ток опустится до нуля или напряжение на элементе уменьшится.
3. Транзистор. Вентиль, которым можно управлять. Чтобы его открыть или закрыть, понадобится подать сигнал на электрод управления. Данное приспособление является наиболее дорогостоящим.

Следует заметить, что в процессе использования диодов электрическая цепочка потребует добавления резистора, чтобы была возможность производить регулировку силы тока.

Любой из вышеописанных компонентов следует подбирать с запасом, иначе они выйдут из строя. Протекающий по цепочке ток должен быть в несколько раз меньше, чем номинальный.

Процесс изготовления выпрямителя для сварки

Элементы, которые будут необходимы для изготовления сварочного аппарата для выпрямления:

Сварочный выпрямитель должен состоять из таких элементов, как: трансформатор, радиатор, диод, электрод, дроссель, конденсатор, сердечник, проволока никелиновая.

1. Трансформатор.
2. Диод.
3. Радиатор.
4. Дроссель.
5. Электрод.
6. Конденсатор.
7. Керамический сердечник.
8. Никелиновая проволока.
9. Схема подобной конструкции.

Первым делом надо будет попытаться подобрать готовую трансформаторную конструкцию для понижения с необходимыми параметрами.

В большинстве случаев данное приспособление подобрать не получается, потому понадобится намотать его самостоятельно.

Полупроводник, который собран по мостиковой схеме, понадобится установить на радиатор для обмена тепла и охлаждения. Диоды с большой мощностью будут выделять большое количество тепла в процессе работы. Чтобы была возможность обеспечить падающую характеристику тока, в цепочку нужно последовательно включить дроссель.

Выбор диодного моста для сварочного аппарата

Современный аппарат для сварки состоит из множества компонентов и узлов, которые отвечают за полноценную работу оборудования.

Одним из важнейших компонентов является диодный мост сварочного оборудования. В связке с остальными узлами он играет первостепенную роль, преобразовывая энергию из постоянной в пульсирующую.

У диодных мостов есть масса достоинств, которые улучшают и ускоряют работу.

Существует множество определений, что из себя представляют диоды для сварочного аппарата.

Каждый мастер трактует по-своему, ровно как и учебники, поэтому многим начинающим сварщикам трудно понять, что из себя представляют сварочные диоды и каков принцип их действия.

Особенно, если сварщик не обладает особыми знаниями в области электротехники. В этой статье мы постараемся кратко рассказать все о диодах и диодных мостах, поведаем об особенностях их строения и подключения.

Определение

Говоря простыми словами, диодный мост — это стандартный выпрямитель. Он состоит из нескольких мощных силовых диодов, связанных в единую цепь. Справа схема диодного моста. Это его стандартная схема, которую с опытом можно модифицировать под свои нужды.

Диоды крепятся к радиаторам с помощью болтов и гаек. Вся эта конструкция находится под постоянным напряжением и призвана выполнять простую, но важную роль — преобразовать ток переменный в ток пульсирующий.

Этот процесс называется выпрямлением, поэтому сварочные мосты называют выпрямителями.

Кстати, один из самых эффективных выпрямителей — ВД 306. Его изготавливают многие заводы и даже сами сварщики делают его своими руками из подручных средств.

Экземпляры, изготовленные на заводе, позволяют плавно регулировать ток, но при этом потребляют достаточно много электроэнергии — около 12 киловатт, и весят 100 кг. Согласитесь, не очень удобный прибор для любительской сварки в гараже. Поэтому его используют в цехах и на заводах.

А в домашних условиях используют самодельные выпрямители из диодов или более компактные приборы.

Использование диодов позволяет решить сразу несколько проблем:

• Диодный мост стабилизирует перепады напряжения и помогает запуститься аппаратам со слабыми техническими характеристиками.
• Качество сварного шва становится лучше.
• Дуга заживается проще и быстрее, даже если аппарат выдает малый показатель напряжения.
• Диодный мост на сварочном аппарате улучшает характеристики дуги. Она горит стабильнее и дольше.

Типы сварочных диодов и их особенности

Ключевой элемент сварочного диодного моста — это сами диоды. Сейчас в магазине представлено множество силовых диодов, со своими характеристиками и особенностями. Ниже вы можете видеть таблицу с классификацией диодов.

Опытные сварщики умудряются покупать их на барахолках или радиорынках, экономя деньги. Вы тоже можете попробовать поискать нужные вам диоды на ближайшем рынке, но учтите, что нечестные продавцы часто продают неработающие или небезопасные комплектующие.

Приобретайте их только если разбираетесь в электротехнике.

Вне зависимости от типа диоды также делятся по силе тока. Они могут быть малой мощности (с показателем до 3*102 миллиампер), средней мощности (с показателем от 3*102 миллиампер до 10 ампер) и высокой мощности (от 10 ампер и более). Мощные сварочные диоды бывают точечными и плоскостными.

Если диоды использовать с хорошим сварочным аппаратом, то можно добиться более качественного преобразования тока.

Сборка диодного моста

Обычно для диодного моста используют 4 диода, но можно использовать от 2 до 5 штук. Количество диодов зависит от значения тока, который нам нужно получить; чем больше диодов, тем больше ток. Мы будем использовать 4 штуки.

Два диода подключаются друг к другу параллельно и имеют разную направленность. Еще два диода подключаются так же параллельно, но направлены друг к другу. При правильном подключении все компоненты как раз и образуют диодный мост.

При параллельном подключении диодов друг к другу учтите, что они могут несколько отличаться по своим характеристикам в работе, даже если вы купите идентичные комплектующие. Так что тщательно рассчитывайте необходимое напряжение и мощность диодов, которые вам необходимы для изготовления моста. В таком случае диодный мост на сварочник получится более компактным и эффективным.

Диодный мост можно смело устанавливать на один радиатор. Готовую конструкцию можно прикрепить к корпусу сварочника с любой удобной стороны или просто использовать как отдельный прибор. Мы рекомендуем устанавливать их на радиатор с предварительным нанесением теплопроводящей пасты.

Проводники лучше скреплять с контактами методом пайки, чтобы сократить вероятность потери мощностей через контакты при работе. Также обратите внимание, что при изготовлении моста по стандартной схеме нужно дополнительно использовать электролитический конденсатор с большой емкостью, чтобы облегчить сварочные работы.

Диодный мост для сварочного аппарата своими руками – Станки, сварка, металлообработка

> Инструмент > Что представляет собой сварочный выпрямитель

До широкого распространения инверторных сварочных аппаратов сварка переменным током была основным способом. Среди достоинств сварочных аппаратов переменного тока можно выделить низкую стоимость и простоту изготовления.

Сварочный выпрямитель «SELMA ВДГ-303-3»

Недостатки таковы:

• неустойчивость дуги и трудности с ее поджигом;
• невозможность сварки углеродистых и нержавеющих сталей;
• требуются сварочные электроды, исключительно рассчитанные на переменный ток.

Более практичны аппараты постоянного тока. Они позволяют вести сварочные работы практически со всеми видами стали. Электроды, предназначенные для работы на переменном токе, также прекрасно справляются со своими задачами.

Сейчас на рынке электротоваров можно найти недорогие сварочные аппараты инверторного типа. Их достоинства:

• простота работы (даже для новичка);
• легкость;
• широкий диапазон применяемых электродов;
• возможность регулировать сварочный ток в больших пределах;
• высокий КПД.

Самый существенный недостаток источников питания инверторного типа – их сложность. Инвертор – это продукт высокотехнологичной электроники. Ремонтом такой аппаратуры занимаются только специализированные центры, а стоимость запасных частей порой сопоставима со стоимостью нового аппарата.

С другой стороны, есть много видов работ, которые требуют разового применения  варки, например, строительство в частном доме или на дачном участке. Ради этого приобретать сварочный инвертор не имеет смысла.

Теория выпрямления

Если есть старый сварочный аппарат переменного тока, не важно, промышленный или самодельный, то его можно с минимальными затратами переоборудовать для работ с постоянным током, изготовив сварочный выпрямитель своими руками.

Для начала следует разобраться с теорией выпрямления. График зависимости напряжения от времени для переменного тока представляет собой синусоиду, в которой выделяются положительный и отрицательный полупериоды (рис. ниже).

Форма переменного тока

Для выпрямления переменного тока используются полупроводниковые элементы – диоды. Их свойство таково, что они пропускают ток только в одном направлении. Существует много схем включения диодов выпрямителя:

• однополупериодная;
• двухполупериодная со средней точкой;
• мостовая.

Мостовая схема требует наибольшего количества выпрямляющих диодов, но в то же время только она позволяет наиболее полно использовать характеристики трансформатора, без необходимости переделки последнего (рис. ниже).

Мостовая схема выпрямителя

После выпрямления график напряжения имеет вид, как на рисунке ниже.

Форма выпрямленного тока

Теперь получается не переменный ток, а пульсирующий. Такой ток для сварки еще менее пригоден, чем переменный. Чтобы получить именно постоянный ток, выпрямитель следует дополнить конденсатором.

В момент наличия напряжения конденсатор запасает в себя электрическую энергию, а когда напряжение понижается, то он ее отдает обратно в цепь.

С учетом нагрузки колебания напряжения на конденсаторе имеют вид, как на рис. ниже.

Напряжение на конденсаторе фильтра

Таким током можно варить. Еще больше улучшить характеристики сварочного аппарата можно, дополнив схему дросселем (рис. ниже).

Схема выпрямителя с дросселем

На схеме напряжение U2 подается с выходной обмотки сварочного трансформатора на диодный мост VD1-VD4. Выпрямленное напряжение поступает на дроссель L1 с отводом от середины обмотки. Вместе с конденсатором C1 дроссель образует фильтр низких частот.

Данная схема представляет собой самое простое устройство сварочного выпрямителя, который несложно изготовить своими руками.

Изготовление выпрямителя

Что представляет собой заземление дома

Сварка производится большими токами, поэтому детали для выпрямителя будут несколько специфичными. Для начала надо определиться, какими электродами будет производиться сварка. Для электродов диаметром 3 мм максимальный сварочный ток составляет 150 А. Электродами диаметром 4 мм можно варить при токе до 200 А. Для домашних работ таких диаметров вполне достаточно.

Следовательно, диоды выпрямителя аппарата должны быть рассчитаны на ток не менее 200 А. А если учесть, что на максимальном токе работы вряд ли будут производиться, то можно обойтись широко распространенными и недорогими диодами ВК2-200. Данные диоды имеют резьбовой фланец для крепления на стандартный алюминиевый радиатор (рис. ниже).

Внешний вид выпрямительного диода с радиатором

Без радиаторов диоды использовать нельзя даже на минимальных токах.

Диоды ВК2-200 выпускаются промышленностью несколько десятилетий и отличаются высокой надежностью.

При желании можно уменьшить габариты аппарата и приобрести современные малогабаритные выпрямительные диоды с подходящими характеристиками, но их цена делает такую замену совсем неоправданной.

К тому же, используя сварку на приусадебном участке и учитывая вес основного сварочного трансформатора, вес и габариты выпрямителя можно в расчет не принимать.

Как было сказано выше, для диодов также необходимо приобрести радиаторы охлаждения.

Конденсаторы фильтра сварочного аппарата должны быть рассчитаны на максимальное напряжение пульсаций. Большинство публикаций опирается на расчет напряжения таким образом – берется напряжение холостого хода (75-80 В) и умножается на два. Поэтому все рекомендации сводятся к выбору конденсаторов с рабочим напряжением не более 150 В.

Емкость конденсаторов фильтра должна быть примерно 400 мкФ. Лучше всего применять конденсаторы типа МБГО, МБГЧ, но они имеют маленькую емкость (с таким напряжение обычно не более 4 мкФ), поэтому, соединенные параллельно в большом количестве, образуют весьма габаритную конструкцию.

Можно использовать мощные электролитические конденсаторы, рассчитанные на работу в силовых цепях. Преимущество электролитических конденсаторов в их габаритах.

Электролитические конденсаторы категорически запрещено подключать обратной полярностью. Также, собирая сварочный выпрямитель своими руками, нельзя применять обычные конденсаторы, которые установлены в радиоаппаратуре. Они не приспособлены для работы с большими импульсными токами.

Каркас для намотки дросселя изготавливают с учетом имеющегося сердечника из текстолита толщиной 1.5-2 мм. При определенных навыках предпочтительнее совсем отказаться от каркаса и сделать бескаркасную обмотку.

Намотка ведется медной изолированной шиной 8х3 мм. Вместо шины можно использовать гибкий провод, в частности, очень хорошо подходит провод марки БПВЛ. Сечение провода должно составлять не менее 20 мм2.

Число витков обмотки должно быть порядка 35-40. Сердечник дросселя собирают с зазором 2 мм.

Приклеивать обмотки или каркас к сердечнику пока нельзя, возможно потребуется регулировка зазора или количества витков дросселя.

Если есть возможность, то можно сделать несколько отводов от обмотки дросселя, например, от 30-го и 35-го витков.

Собранный дроссель выглядит примерно так, как на рис. ниже.

Внешний вид дросселя фильтра сварочного аппарата

Сборка конструкции

Все элементы выпрямителя закрепляются на прочном непроводящем основании. Лучше всего, если это будет текстолитовая пластина, но вполне можно обойтись и фанерой 10 мм. Фанеру надо пропитать олифой с двух сторон и дождаться, пока она высохнет.

Нежелательно крепить элементы вплотную друг к другу. При сварочных работах, особенно на больших токах, на диодах выпрямителя и дросселе выделяется большое количество тепла. Поэтому корпус готовой конструкции обязательно требуется оборудовать отверстиями для вентиляции.

Катоды диодов электрически соединены с радиатором, поэтому радиаторы не должны иметь между собой электрического соединения. Исключение составляют только те, диоды которых по схеме соединены своими катодами.

Методика регулировки следующая. Проводится пробная сварка электродами нескольких диаметров на разных отводах дросселя. Если все электроды варят удовлетворительно при переключении выводов, то на этом можно остановиться. Только надо не забыть, какой вывод и когда подключать.

Если на какой-то стадии опытов не удается достичь приемлемого результата, то надо изменить величину зазора и заново все проверить. Возможно, даже придется уменьшить или увеличить число витков обмотки.

Сварочный аппарат характеризуется высоким значением напряжения холостого хода. Как правило, оно составляет от 70 до 80 В. Такое напряжение аппарата, особенно при влажной погоде, может быть смертельно опасным.

Выпрямитель в работе.

На то, как работает сварочный выпрямитель, можно посмотреть в этом видео.

Все работы со сваркой необходимо выполнять в сварочной маске. В противном случае возможно непоправимое ухудшение зрения, поскольку сварочная дуга является мощным источником жесткого ультрафиолетового излучения.  Во избежание ожогов от брызг расплавленного металла или шлака, обувь и одежда должны быть из прочного и негорючего материала. На руки обязательно одеваются брезентовые рукавицы.

Источник: https://elquanta.ru/instrument/svarochnyjj-vypryamitel.html

Выбор диодного моста для сварочного аппарата

Современный аппарат для сварки состоит из множества компонентов и узлов, которые отвечают за полноценную работу оборудования.

Одним из важнейших компонентов является диодный мост сварочного оборудования. В связке с остальными узлами он играет первостепенную роль, преобразовывая энергию из постоянной в пульсирующую.

У диодных мостов есть масса достоинств, которые улучшают и ускоряют работу.