Reparación y revisión por su cuenta de inversores de soldadura

El contenido del artículo

• Circuito típico y principio de funcionamiento del inversor.
• Unidades actualizables
• Mejorando la disipación de calor
• Pantalla de corriente de soldadura
• Aumento del tiempo de encendido
• Bobinado del estrangulador de salida
• Conclusión

Las características de la mayoría de los inversores económicos no se pueden llamar sobresalientes, al mismo tiempo, pocas personas renunciarán al placer de usar equipos con un margen significativo de confiabilidad. Mientras tanto, hay muchas formas de mejorar un inversor de soldadura económico..

Circuito típico y principio de funcionamiento del inversor.

Cuanto más caro es el inversor de soldadura, más unidades auxiliares en su circuito están involucradas en la implementación de funciones especiales. Pero el circuito del convertidor de potencia en sí permanece prácticamente sin cambios incluso con equipos costosos. Las etapas de la transformación de la corriente eléctrica de la red en corriente de soldadura son bastante fáciles de rastrear: una cierta parte del proceso general tiene lugar en cada uno de los nodos principales del circuito..

Desde el cable de red a través del interruptor de protección, la tensión se suministra al puente de diodos rectificadores, junto con filtros de alta capacidad. En el diagrama, esta sección es fácil de ver, hay impresionantes «bancos» de condensadores electrolíticos. El rectificador tiene solo una tarea: «girar» la parte negativa de la sinusoide simétricamente hacia arriba, mientras que los capacitores suavizan la ondulación, llevando la dirección de la corriente a una «constante» casi pura..

El esquema del inversor de soldadura.

Además, según el diagrama, está el propio inversor. Esta parte también es fácilmente identificable y alberga el radiador de aluminio más grande. El inversor está construido sobre varios transistores de efecto de campo de alta frecuencia o transistores IGBT. Muy a menudo, varios elementos de poder se combinan en un cuerpo común. El inversor vuelve a convertir la corriente continua en corriente alterna, pero al mismo tiempo su frecuencia es mucho más alta, alrededor de 50 kHz. Tal cadena de conversión permite el uso de un transformador de alta frecuencia, que es varias veces más pequeño y ligero que uno convencional..

El rectificador de salida elimina el voltaje del transformador reductor, porque queremos soldar en corriente continua. Gracias al filtro de salida, la naturaleza de la corriente cambia de una ondulación de alta frecuencia a una línea casi recta. Naturalmente, en la cadena de transformación considerada hay muchos eslabones intermedios: sensores, circuitos de control y control, pero su consideración va mucho más allá del alcance de la electrónica de radioaficionados..

Diseño de inversor de soldadura: 1 – condensadores de filtro; 2 – rectificador (conjunto de diodos); 3 – transistores IGBT; 4 – ventilador; 5 – transformador reductor; 6 – tablero de control; 7 – radiadores; 8 – estrangulamiento

Unidades actualizables

El parámetro más importante de cualquier máquina de soldar es la característica voltio-amperio (VAC), por lo que se asegura la combustión estable del arco con sus diferentes longitudes. La característica I – V correcta se crea mediante el control del microprocesador: el pequeño «cerebro» del inversor cambia el modo de funcionamiento de los interruptores de potencia sobre la marcha y ajusta instantáneamente los parámetros de la corriente de soldadura. Desafortunadamente, es imposible reprogramar el inversor económico de ninguna manera: los microcircuitos de control que contiene son analógicos y reemplazarlos con electrónica digital requiere un conocimiento extraordinario de los circuitos.

Sin embargo, las «habilidades» del circuito de control son suficientes para nivelar la «curvatura» de un soldador novato, que aún no ha aprendido a sostener el arco de manera estable. Es mucho más correcto centrarse en eliminar algunas enfermedades de la «infancia», la primera de las cuales es un fuerte sobrecalentamiento de los componentes electrónicos, que lleva a la degradación y destrucción de las teclas de encendido..

El segundo problema es el uso de radioelementos de dudosa fiabilidad. La eliminación de este inconveniente reduce en gran medida la probabilidad de averías después de 2 a 3 años de funcionamiento del dispositivo. Finalmente, incluso un técnico de radio novato será bastante capaz de darse cuenta de la indicación de la corriente de soldadura real para poder trabajar con marcas especiales de electrodos, así como realizar una serie de otras mejoras menores..

Mejorando la disipación de calor

El primer inconveniente que padece la inmensa mayoría de los dispositivos inversores económicos es un circuito de eliminación de calor deficiente de los interruptores de potencia y los diodos rectificadores. Es mejor comenzar el refinamiento en esta dirección aumentando la intensidad del flujo de aire forzado. Como regla general, los ventiladores de caja se instalan en máquinas de soldar alimentadas por circuitos de servicio con un voltaje de 12 V. En los modelos «compactos», el enfriamiento por aire forzado puede estar completamente ausente, lo que ciertamente es una tontería para la ingeniería eléctrica de esta clase..

Es suficiente simplemente aumentar el flujo de aire instalando varios ventiladores en serie. El problema es que lo más probable es que tenga que quitar el enfriador «nativo». Para que funcionen eficazmente en un montaje en serie, los ventiladores deben tener la misma forma y número de palas, así como la velocidad de rotación. Es extremadamente fácil ensamblar refrigeradores idénticos en una “pila”, es suficiente juntarlos con un par de pernos largos a lo largo de orificios de esquina diametralmente opuestos. Además, no se preocupe por la capacidad de la fuente de alimentación del servicio, como regla, es suficiente instalar 3-4 ventiladores..

Si no hay suficiente espacio dentro del inversor para colocar los ventiladores, se puede instalar un conducto de alto rendimiento en el exterior. Su instalación es más fácil debido a que no se requiere conexión a circuitos internos, la energía se desconecta de los terminales del botón de encendido. El ventilador, por supuesto, debe instalarse frente a las rejillas de ventilación, algunas de las cuales se pueden cortar para reducir la resistencia aerodinámica. Dirección óptima del flujo de aire: hacia el escape de la carcasa.

La segunda forma de mejorar la disipación de calor es reemplazar los radiadores de aluminio estándar por otros más eficientes. Se debe elegir un nuevo radiador con el mayor número de aletas lo más delgadas posible, es decir, con la mayor área de contacto con el aire. Es óptimo utilizar radiadores para enfriar las CPU de las computadoras para estos fines. El proceso de reemplazo de radiadores es bastante simple, solo siga algunas reglas simples:

1. Si el radiador estándar está aislado de las bridas de los elementos de radio con juntas de mica o goma, deben conservarse al reemplazar.
2. Para mejorar el contacto térmico, es necesario utilizar grasa térmica de silicona..
3. Si es necesario cortar el radiador para que quepa en la carcasa, los bordes cortados deben procesarse cuidadosamente con una lima para eliminar todas las rebabas; de lo contrario, el polvo se asentará abundantemente sobre ellos..
4. El radiador debe presionarse firmemente contra los microcircuitos, por lo tanto, primero debe marcar y perforar los orificios de montaje en él, es posible que deba cortar un hilo en el cuerpo de la suela de aluminio.

Adicionalmente, notamos que no tiene sentido cambiar la pieza de disipadores de calor de llaves independientes, solo se reemplazan disipadores de calor de circuitos integrados o varios transistores de alta potencia instalados en fila..

Pantalla de corriente de soldadura

Incluso si se instala un indicador de ajuste de corriente digital en el inversor, no muestra su valor real, sino un cierto valor de servicio escalado para visualización visual. La desviación del valor actual real puede ser de hasta un 10%, lo cual es inaceptable cuando se utilizan marcas especiales de electrodos y se trabaja con piezas delgadas. Puede obtener el valor real de la corriente de soldadura instalando un amperímetro.

Un amperímetro digital del tipo SM3D costará dentro de mil rublos, incluso se puede integrar perfectamente en la caja del inversor. El principal problema es que se requiere una conexión en derivación para medir corrientes tan altas. Su costo está en el rango de 500-700 rublos para corrientes de 200-300 A. Tenga en cuenta que el tipo de derivación debe cumplir con las recomendaciones del fabricante del amperímetro, como regla, estos son insertos de 75 mV con una resistencia intrínseca de aproximadamente 250 μOhm para un límite de medición de 300 A.

Puede instalar la derivación en el terminal positivo o negativo desde el interior de la carcasa. Por lo general, el tamaño del bus de conexión es suficiente para conectar un inserto de unos 12-14 cm de largo. Es imposible doblar la derivación, por lo que si la longitud del bus de conexión no es suficiente, debe reemplazarse por una placa de cobre, una coleta hecha de un cable de un solo hilo limpio o un trozo de núcleo de soldadura..

El amperímetro está conectado con salidas de medición a los terminales opuestos del shunt. Además, para que el dispositivo digital funcione, se requiere suministrar un voltaje de suministro en el rango de 5–20 V. Se puede quitar de los cables de conexión del ventilador o encontrar en los puntos de la placa con potencial para suministrar microcircuitos de control. El consumo propio del amperímetro es insignificante.

Aumento del tiempo de encendido

El ciclo de trabajo en el contexto de los inversores de soldadura se denomina más razonablemente duración de carga. Esta es la parte del intervalo de diez minutos en el que el inversor está trabajando directamente, el tiempo restante debe estar inactivo y enfriar..

Para la mayoría de los inversores económicos, el ciclo de trabajo real es del 40 al 45% a 20 ° C. Reemplazar radiadores y un dispositivo para flujo de aire intensivo puede aumentar esta cifra al 50-60%, pero esto está lejos de ser un techo. Es posible lograr un PN del orden del 70-75% reemplazando algunos radioelementos:

1. Los condensadores de la unión de teclas del inversor deben reemplazarse con elementos de la misma capacidad y tipo, pero diseñados para un voltaje más alto (600-700 V);
2. Los diodos y resistencias de la combinación de teclas deben reemplazarse con elementos con una mayor disipación de potencia.
3. Los diodos rectificadores (válvulas), así como los transistores MOSFET o IGBT se pueden reemplazar con similares, pero más confiables.

El reemplazo de las teclas de encendido en sí se debe discutir por separado. Primero, debe volver a escribir la marca en el cuerpo del elemento y encontrar una hoja de datos detallada para un elemento específico. De acuerdo con los datos del pasaporte, es bastante simple elegir un elemento para reemplazar, los parámetros clave son los límites del rango de frecuencia, el voltaje de operación, la presencia de un diodo incorporado, el tipo de carcasa y la corriente límite a 100 ° C. Es mejor calcular este último con sus propias manos (para el lado de alto voltaje, teniendo en cuenta las pérdidas en el transformador) y comprar radioelementos con un margen de corriente límite de aproximadamente 20%. International Rectifier (IR) o STMicroelectronics son considerados los fabricantes más confiables de este tipo de electrónica. A pesar del precio bastante alto, se recomienda encarecidamente comprar piezas de estas marcas en particular..

Bobinado del estrangulador de salida

Una de las adiciones más simples y al mismo tiempo más útiles para un inversor de soldadura será enrollar una bobina inductiva que suaviza la ondulación de CC que inevitablemente permanece durante el funcionamiento de un transformador de pulso. La principal especificidad de tal empresa es que el estrangulador se hace individualmente para cada dispositivo individual y también se puede ajustar con el tiempo a medida que los componentes electrónicos se degradan o cuando cambia el umbral de potencia..

Para hacer un estrangulador, no necesitará nada en absoluto: un conductor de cobre aislado con una sección transversal de hasta 20 mm² y un núcleo, preferiblemente ferrita. Como circuito magnético, lo óptimo es un anillo de ferrita o un núcleo de transformador blindado. Si el núcleo magnético es de chapa de acero, debe perforarse en dos lugares con una muesca de unos 20-25 mm y unirse con remaches para poder cortar el espacio sin ningún problema..

El estrangulador comienza a funcionar a partir de una vuelta completa, pero el resultado real es visible a partir de 4-5 vueltas. Al realizar la prueba, se deben agregar giros hasta que el arco comience a estirarse perceptiblemente, evitando la separación. Cuando se vuelve difícil cocinar con una separación, debe tirar una vuelta de la bobina y conectar una lámpara incandescente de 24 V paralela al estrangulador.

El ajuste fino del acelerador se lleva a cabo utilizando una abrazadera de tornillo de plomería, que puede reducir el espacio en el núcleo, o una cuña de madera, que puede aumentar este espacio. Es necesario asegurarse de que la combustión de la lámpara al encender el arco sea lo más brillante posible. Se recomienda realizar varias bobinas para funcionamiento en rangos de hasta 100 A, de 100 a 200 A y más de 200 A.

Conclusión

Todos los «accesorios», como un estrangulador o un amperímetro, se montan mejor con un accesorio separado, que se conecta al espacio de cualquiera de los cables de soldadura por medio de un enchufe de bayoneta. Por lo tanto, hay suficiente espacio para la ventilación dentro de la carcasa del inversor y los dispositivos adicionales se pueden desconectar fácilmente si no son necesarios..

Cabe recordar que no será posible realizar una modernización radical y profunda, es decir, “RESANTU” no puede convertirse en KEMPPI por medios y fuerzas razonables. Sin embargo, la fabricación de accesorios y modificaciones menores de equipos es una excelente manera de aprender mejor la tecnología de la soldadura por arco y empaparse de sutilezas profesionales..