Poglavlje 1. Malo istorije
1.1. Izum električnog zavarivanja
1.2. Razvoj elektro zavarivanja u 20. veku
Poglavlje 2: Osnove elektrolučnog zavarivanja
2.1. Električni luk
Fizički entitet
Volt-amper karakteristike
Ručno DC zavarivanje
Poluautomatsko DC zavarivanje
AC Welding
2.2. Proces zavarivanja
Zavarivanje elektrodama koje se ne troše
Zavarivanje potrošnim elektrodama
Metalni transfer
2.3. Glavne karakteristike izvora struje za zavarivanje
Poglavlje 3. SwCAD III Simulator
3.1. Simulacija rada napajanja
Mogućnosti simulacije
Simulacijski programi elektronska kola
Karakteristike programa LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Kako radi SwCAD III
Pokretanje programa
Crtanje kola jednostavnog multivibratora na PC-u
Definiranje numeričkih parametara i tipova komponenti kola
Simulacija rada multivibratora
3.3. Simulacija jednostavnog napajanja
Niskonaponsko DC napajanje
Testni čvor
Poglavlje 4. Izvor napajanja za zavarivanje naizmeničnom strujom
4.1. Ručno zavarivanje štapnim elektrodama
Uslovi za obezbeđivanje Visoka kvaliteta zavarivanje
Model AC električnog luka
Izvor zavarivanja sa balastnim reostatom (aktivni otpor)
Izvor zavarivanja sa linearnom prigušnicom (induktivna reaktansa)
Izvor zavarivanja sa prigušnicom i kondenzatorom
4.2. Transformator za zavarivanje
Karakteristike specijaliziranih transformatora za zavarivanje
Kako izračunati induktivnost curenja?
Zahtjevi za transformator za zavarivanje
Kalkulacija transformator za zavarivanje
Određivanje konfiguracije prozora jezgre transformatora
Projektiranje izvora napajanja za zavarivanje naizmjeničnom strujom
Poglavlje 5. Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje
5.1. Osnove poluautomatskog zavarivanja
5.2. Proračuni elemenata kola
Određivanje parametara i proračun izvornog energetskog transformatora
Procedura postavljanja modela
Proračun omskog otpora namotaja
Proračun induktivnosti i otpora namotaja transformatora
Kalkulacija ukupne dimenzije transformator
Završetak proračuna transformatora
Proračun prigušnice izvora struje napajanja
5.3. Opis dizajna jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Dijagram jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Delovi za poluautomatski aparat za zavarivanje
Projektovanje i izrada transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 6. Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje sa tiristorskim regulatorom
6.1. Podešavanje struje zavarivanja
6.2. Osiguravanje kontinuiteta struje zavarivanja
6.3. Proračun transformatora za zavarivanje
6.4. Kontrolni blok
6.5. Opis dizajna izvora zavarivanja sa tiristorskim regulatorom
Šema električnog kola
Detalji
Dizajn transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 7. Elektronski regulator struje zavarivanja
7.1. Zavarivanje u više stanica
Višestruko zavarivanje sa vezom preko individualnog balastnog reostata
Elektronski analog balastnog reostata ERST
7.2. Proračun glavnih komponenti ERST-a
7.3. Opis ERST
Osnovne opcije zaštite.
Svrha glavnih komponenti ERST-a
Princip rada
Princip rada i konfiguracija bloka A1
Princip rada i konfiguracija bloka A2
Princip rada stabilizatora
Postavke
Formacija vanjske karakteristike ERST
Princip rada ERST upravljačke jedinice
Princip rada pogonske jedinice ključnog tranzistora
Konačna postavka ERST-a
Poglavlje 8. Inverterski izvor zavarivanja
8.1. Praistorija
8.2. Opšti opis izvora
8.3. Preporuke za self-made ISI
8.4. Proračun prednjeg pretvarača transformatora
8.5. Proizvodnja transformatora
8.6. Proračun gubitaka snage na tranzistorima pretvarača
8.7. Proračun filtarske prigušnice struje zavarivanja
8.8. Simulacija rada pretvarača
8.9. Proračun strujnog transformatora
8.10. Proračun transformatora galvanske izolacije
8.11. PWM kontroler TDA4718A
Upravljačka jedinica (CU)
Oscilator kontroliran naponom (VCO)
Ramp generator napona (RPG)
Komparator faza (PC)
Okidač za brojanje
Komparator K2
Trigger Trigger
Komparator K3
Komparator K4
Meki start
Okidač greške
Komparatori K5, K6, K8 i VRF nadstrujni
Komparator K7
Izlazi
Referentni napon
8.12. Upravljačka jedinica za inverterski izvor zavarivanja “RytmArc”
Shematski dijagram
Komponente upravljačke jedinice
8.13. Formiranje karakteristike opterećenja izvora
Glavni dijelovi strujno-naponske karakteristike
Sredstva za formiranje strujno-naponskih karakteristika
8.14. Metodologija postavljanja upravljačke jedinice
8.15. Korištenje alternativnog PWM kontrolera
Zamjena zastarjelog TDA4718A PWM kontrolera
Karakteristike TDA4718A čipa
8.16. Transformer driver
Poglavlje 9 Korisne informacije
9.1. Kako testirati nepoznati hardver?
9.2. Kako izračunati transformator?
9.3. Kako izračunati prigušnicu sa jezgrom?
Karakteristike proračuna
Primjer proračuna br. 1
Primjer proračuna br. 2
Primjer proračuna br. 3
9.4. Kako izračunati radijator?
9.5. Kako napraviti elektrode za zavarivanje?
Spisak korišćene literature i Internet resursa
Na tržištu postoji mnogo jeftinih poluautomatskih aparata za zavarivanje koji nikada neće raditi kako treba jer su od samog početka pogrešno napravljeni. Pokušajmo to popraviti na aparatu za zavarivanje koji je već propao.
Naišao sam na kineski poluautomatski aparat za zavarivanje Vita (od sada ću ga zvati jednostavno PA), u kojem je pregorio energetski transformator, prijatelji su me samo zamolili da ga popravim.
Žalili su se da im je, dok su još radili, nemoguće bilo šta skuvati, bilo je jakog prskanja, pucketanja itd. Zato sam odlučio da to dovedem do zaključka, a ujedno i podijelim svoje iskustvo, možda nekome bude od koristi. Pri prvom pregledu shvatio sam da je transformator za PA krivo namotan, jer su primarni i sekundarni namotaj bili odvojeno namotani, na fotografiji se vidi da je ostao samo sekundar, a primarni je namotan pored (tako je dovezen transformator meni).
To znači da takav transformator ima strmo opadajuću strujno-naponsku karakteristiku (volt-amperska karakteristika) i pogodan je za elektrolučno zavarivanje, ali ne i za PA. Za Pa, potreban vam je transformator sa krutom strujno-naponskom karakteristikom, a za to se sekundarni namotaj transformatora mora namotati na vrh primarnog namota.
Da biste započeli premotavanje transformatora, morate pažljivo odmotati sekundarni namotaj bez oštećenja izolacije i odrezati pregradu koja razdvaja dva namota.
Za primarni namot koristit ću bakrenu emajliranu žicu debljine 2 mm, za potpuno premotavanje trebat će nam 3,1 kg bakarne žice, odnosno 115 metara. Zavijamo se za okretanje s jedne strane na drugu i nazad. Moramo namotati 234 okreta - to je 7 slojeva, nakon namotavanja napravimo slavinu.
Primarni namotaj i slavine izoliramo platnenom trakom. Zatim namotavamo sekundarni namotaj istom žicom koju smo namotali ranije. Namotavamo čvrsto 36 zavoja, sa drškom od 20 mm2, otprilike 17 metara.
Transformator je spreman, sada poradimo na prigušnici. Gas je jednako važan dio u PA, bez kojeg neće normalno raditi. Napravljen je pogrešno jer nema razmaka između dva dijela magnetnog kola. Namotaću prigušnicu na gvožđe od transformatora TS-270. Rastavljamo transformator i iz njega uzimamo samo magnetni krug. Namotavamo žicu istog poprečnog presjeka kao na sekundarnom namotu transformatora na jednu krivinu magnetskog kruga ili na dva, spajajući krajeve u seriju, kako želite. Najvažnija stvar u induktoru je nemagnetski razmak, koji bi trebao biti između dvije polovice magnetskog kola, a to se postiže PCB umetcima. Debljina zaptivke kreće se od 1,5 do 2 mm, a određuje se eksperimentalno za svaki slučaj posebno.
Uvedeno prije više od stotinu godina, elektrolučno zavarivanje stvorilo je tehnološku revoluciju. Do danas je praktično zamijenio sve druge tehnologije zavarivanja metala. Knjiga daje potrebne informacije o ručnom i poluautomatskom elektrolučnom zavarivanju, kao i, po složenosti, opise različitih izvora zavarivanja pogodnih za ponavljanje.
Pripovijedanje je popraćeno potrebnim metodama proračuna, dijagramima i crtežima. Velika pažnja posvećena je modeliranju pomoću popularnog programa SwCAD 111. Slijedeći preporuke autora, čitatelji će moći samostalno izračunati i proizvesti izvore za ručno i poluautomatsko zavarivanje, a oni koji žele kupiti gotov uređaj mogu napraviti pravi izbor. Knjiga je namijenjena širokom krugu domaćih majstora i radio-amatera zainteresiranih za pitanja elektrozavarivanja.
Poglavlje 1. Malo istorije
1.1. Izum električnog zavarivanja
1.2. Razvoj elektro zavarivanja u 20. veku
Poglavlje 2: Osnove elektrolučnog zavarivanja
2.1. Električni luk
Fizički entitet
Volt-amper karakteristike
Ručno DC zavarivanje
Poluautomatsko DC zavarivanje
AC Welding
2.2. Proces zavarivanja
Zavarivanje elektrodama koje se ne troše
Zavarivanje potrošnim elektrodama
Metalni transfer
2.3. Glavne karakteristike izvora struje za zavarivanje
Poglavlje 3. SwCAD III Simulator
3.1. Simulacija rada napajanja
Mogućnosti simulacije
Programi za simulaciju elektronskih kola
Karakteristike programa LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Kako radi SwCAD III
Pokretanje programa
Crtanje kola jednostavnog multivibratora na PC-u
Definiranje numeričkih parametara i tipova komponenti kola
Simulacija rada multivibratora
3.3. Simulacija jednostavnog napajanja
Niskonaponsko DC napajanje
Testni čvor
Poglavlje 4. Izvor napajanja za zavarivanje naizmeničnom strujom
4.1. Ručno zavarivanje štapnim elektrodama
Uslovi za osiguranje visokog kvaliteta zavarivanja
Model AC električnog luka
Izvor zavarivanja sa balastnim reostatom (aktivni otpor)
Izvor zavarivanja sa linearnom prigušnicom (induktivna reaktansa)
Izvor zavarivanja sa prigušnicom i kondenzatorom
4.2. Transformator za zavarivanje
Karakteristike specijaliziranih transformatora za zavarivanje
Kako izračunati induktivnost curenja?
Zahtjevi za transformator za zavarivanje
Proračun transformatora za zavarivanje
Određivanje konfiguracije prozora jezgre transformatora
Projektiranje izvora napajanja za zavarivanje naizmjeničnom strujom
Poglavlje 5. Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje
5.1. Osnove poluautomatskog zavarivanja
5.2. Proračuni elemenata kola
Određivanje parametara i proračun izvornog energetskog transformatora
Procedura postavljanja modela
Proračun omskog otpora namotaja
Proračun induktivnosti i otpora namotaja transformatora
Proračun ukupnih dimenzija transformatora
Završetak proračuna transformatora
Proračun prigušnice izvora struje napajanja
5.3. Opis dizajna jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Dijagram jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Delovi za poluautomatski aparat za zavarivanje
Projektovanje i izrada transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 6. Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje sa tiristorskim regulatorom
6.1. Podešavanje struje zavarivanja
6.2. Osiguravanje kontinuiteta struje zavarivanja
6.3. Proračun transformatora za zavarivanje
6.4. Kontrolni blok
6.5. Opis dizajna izvora zavarivanja sa tiristorskim regulatorom
Šema električnog kola
Detalji
Dizajn transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 7. Elektronski regulator struje zavarivanja
7.1. Zavarivanje u više stanica
Višestruko zavarivanje sa vezom preko individualnog balastnog reostata
Elektronski analog balastnog reostata ERST
7.2. Proračun glavnih komponenti ERST-a
7.3.Opis ERST
Osnovne opcije zaštite
Svrha glavnih komponenti ERST-a
Princip rada
Princip rada i konfiguracija bloka A1
Princip rada i konfiguracija bloka A2
Princip rada stabilizatora
Postavke
Formiranje eksternih karakteristika ERST
Princip rada ERST upravljačke jedinice
Princip rada pogonske jedinice ključnog tranzistora
Konačna postavka ERST-a
Poglavlje 8. Inverterski izvor zavarivanja
8.1. Praistorija
8.2. Opšti opis izvora
8.3. Preporuke za samoproizvodnju ISI
8.4. Proračun prednjeg pretvarača transformatora
8.5. Proizvodnja transformatora
8.6. Proračun gubitaka snage na tranzistorima pretvarača
8.7. Proračun filtarske prigušnice struje zavarivanja
8.8. Simulacija rada pretvarača
8.9. Proračun strujnog transformatora
8.10. Proračun transformatora galvanske izolacije
8.11. PWM kontroler TDA4718A
Upravljačka jedinica (CU)
Oscilator kontroliran naponom (VCO)
Ramp generator napona (RPG)
Komparator faza (PC)
Okidač za brojanje
Komparator K2
Trigger Trigger
Komparator kratkog spoja
Komparator K4
Meki start
Error Trigger
Komparatori K5, K6, K8 i VRF nadstrujni
Komparator K7
Izlazi
Referentni napon
8.12. Upravljačka jedinica za inverterski izvor zavarivanja “RytmArc”
Shematski dijagram
Komponente upravljačke jedinice
8.13. Formiranje karakteristike opterećenja izvora
Glavni dijelovi strujno-naponske karakteristike
Sredstva za formiranje strujno-naponskih karakteristika
Metodologija postavljanja upravljačke jedinice
8.14. Korištenje alternativnog PWM kontrolera
Zamjena zastarjelog TDA4718A PWM kontrolera
Karakteristike TDA4718A čipa
8.15. Transformer driver
Poglavlje 9. Korisne informacije
9.1. Kako testirati nepoznati hardver?
9.2. Kako izračunati transformator?
9.3. Kako izračunati prigušnicu sa jezgrom?
Karakteristike proračuna
Primjer proračuna br. 1
Primjer proračuna br. 2
Primjer proračuna br. 3
9.4. Kako izračunati radijator?
9.5. Kako napraviti elektrode za zavarivanje?
Spisak korišćene literature i Internet resursa
Poglavlje 1
Malo istorije
1.1. Izum električnog zavarivanja
1.2. Razvoj elektro zavarivanja u 20. veku
Poglavlje 2
Osnove elektrolučnog zavarivanja
2.1. Električni luk
Fizički entitet
Volt-amper karakteristike
Ručno DC zavarivanje
Poluautomatsko DC zavarivanje
AC Welding
2.2. Proces zavarivanja
Zavarivanje elektrodama koje se ne troše
Zavarivanje potrošnim elektrodama
Metalni transfer
2.3. Glavne karakteristike izvora struje za zavarivanje
Poglavlje 3
Simulator LTspice IV
3.1. Simulacija rada napajanja
Mogućnosti simulacije
Programi za simulaciju elektronskih kola
Karakteristike programa LTspice IV
3.2. Kako radi LTspice IV
Pokretanje programa
Crtanje kola jednostavnog multivibratora na PC-u
Definiranje numeričkih parametara i tipova komponenti kola
Simulacija rada multivibratora
3.3. Simulacija jednostavnog napajanja
Niskonaponsko DC napajanje
Testni čvor
Poglavlje 4
Izvori napajanja za zavarivanje naizmeničnom strujom
4.1. Karakteristike terminologije
4.2. Osnovni zahtjevi za izvor zavarivanja
4.3. Model AC električnog luka
4.4. Izvor zavarivanja sa balastnim reostatom (aktivni otpor)
4.5. Izvor zavarivanja sa linearnom prigušnicom (induktivna reaktansa)
4.6. Transformator za zavarivanje
4.7. Kako izračunati induktivnost curenja?
Induktivnost curenja transformatora sa cilindričnim namotajima
Induktivnost curenja transformatora sa razmaknutim namotajima
Induktivnost curenja transformatora sa disk namotajima
4.8. Zahtjevi za transformator za zavarivanje
4.9. Klasični AC izvor napajanja
Proračun transformatora za zavarivanje sa razvijenim magnetnim curenjem
Projektiranje izvora napajanja za zavarivanje naizmjeničnom strujom
4.10. Budyonny izvor zavarivanja
Načini smanjenja količine potrošene struje
Strukturna električna šema Budjonijevog izvora zavarivanja
Opći principi za projektovanje izvora zavarivanja
Budyonnyjev model izvora zavarivanja
Prevazilaženje ograničenja dizajna Budenny izvora zavarivanja
Određivanje ukupne snage transformatora
Izbor jezgra
Proračun namotaja
Proračun magnetnog šanta
Proračun induktivnosti curenja
Simulacija rezultata proračuna
Dizajn izvora zavarivanja sa alternativnim dizajnom transformatora
4.11. Izvor zavarivanja sa rezonantnim kondenzatorom
Proračun izvora zavarivanja sa rezonantnim kondenzatorom
Proračun transformatora za zavarivanje
Provjera položaja namotaja u prozoru transformatora za zavarivanje
Proračun induktivnosti curenja
Simulacija izvora zavarivanja
4.12. Stabilizatori AC luka
Karakteristike luka za zavarivanje naizmeničnom strujom
Princip rada stabilizatora luka
Prva verzija stabilizatora luka
Detalji
Druga verzija stabilizatora luka
Detalji
Poglavlje 5
Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje
5.1. Osnove poluautomatskog zavarivanja
5.2. Proračuni elemenata kola
Određivanje parametara i proračun izvornog energetskog transformatora
Procedura postavljanja modela
Proračun omskog otpora namotaja
Proračun induktivnosti i otpora namotaja transformatora
Proračun ukupnih dimenzija transformatora
Završetak proračuna transformatora
Proračun prigušnice izvora struje napajanja
5.3. Opis dizajna jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Dijagram jednostavnog izvora za poluautomatsko zavarivanje
Delovi za poluautomatski aparat za zavarivanje
Projektovanje i izrada transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 6
Izvor zavarivanja za poluautomatsko zavarivanje sa tiristorskim regulatorom
6.1. Podešavanje struje zavarivanja
6.2. Osiguravanje kontinuiteta struje zavarivanja
6.3. Proračun transformatora za zavarivanje
6.4. Kontrolni blok
6.5. Opis dizajna izvora zavarivanja sa tiristorskim regulatorom
Šema električnog kola
Detalji
Dizajn transformatora za zavarivanje
Dizajn gasa
Izvorna veza
Poglavlje 7
Elektronski regulator struje zavarivanja
7.1. Zavarivanje u više stanica
Višestruko zavarivanje sa priključkom
preko individualnog balastnog reostata
Elektronski analog balastnog reostata ERST
7.2. Proračun glavnih komponenti ERST-a
7.3. Opis ERST
Osnovne opcije zaštite
Svrha glavnih komponenti ERST-a
Princip rada
Princip rada i konfiguracija bloka A1
Detalji
Princip rada i konfiguracija bloka A2
Princip rada stabilizatora
Detalji
Postavke
Formiranje eksternih karakteristika ERST
Princip rada ERST upravljačke jedinice
Princip rada pogonske jedinice ključnog tranzistora
Konačna postavka ERST-a
Poglavlje 8
Inverterski izvor zavarivanja
8.1. Malo istorije
8.2. Opšti opis izvora
8.3. Preporuke za samoproizvodnju ISI
8.4. Proračun prednjeg pretvarača transformatora
8.5. Proizvodnja transformatora
8.6. Proračun gubitaka snage na tranzistorima pretvarača
8.7. Proračun filtarske prigušnice struje zavarivanja
8.8. Simulacija rada pretvarača
8.9. Proračun strujnog transformatora
8.10. Proračun transformatora galvanske izolacije
8.11. PWM kontroler TDA4718A
8.12. Šematski dijagram upravljačke jedinice inverterskog izvora zavarivanja "RytmArc"
8.13. Formiranje karakteristike opterećenja izvora
8.14. Metodologija postavljanja upravljačke jedinice
8.15. Daljinski kontrolni panel (modulator)
8.16. Korištenje alternativnog PWM kontrolera
8.17. Transformer driver
8.18. Prigušni lanac koji ne rasipa energiju
Poglavlje 9
Inverterski izvor zavarivanja COLT-1300
9.1. opći opis
O čemu je ovo poglavlje?
Svrha
Glavne karakteristike
9.2. Power part
Podaci jedinice namotaja
9.3. Kontrolni blok
Funkcionalni dijagram
Princip rada
Shematski dijagram
Implementacija funkcije Anti-Stick
Implementacija funkcije Arc Force
9.4. Postavke
Poglavlje 10
Korisne informacije
10.1. Kako testirati nepoznati hardver?
10.2. Kako izračunati transformator?
10.3. Kako izračunati prigušnicu sa jezgrom?
Karakteristike proračuna
Primjer proračuna leptira za gas br. 1
Primjer proračuna leptira za gas br. 2
Primjer proračuna leptira za gas br. 3
10.4. Proračun prigušnica sa praškastim jezgrom
Prednosti praškastih jezgri
Adresa i instalacija softvera za dizajn induktora
Automatske proračunske funkcije softvera za projektovanje induktora
Dodatne karakteristike softvera za projektovanje induktora
Traka menija softvera za dizajn induktora
Primjer proračuna prigušnice u softveru za dizajn induktora
Dizajn magnetnih induktora pomoću praškastih jezgara
Primjer proračuna induktora u dizajnu induktora Magnetics pomoću praškastih jezgara
10.5. Kako izračunati radijator?
10.6. Histerezni model nelinearne induktivnosti LTspice simulatora
Kratak opis modela histereze nelinearne induktivnosti
Izbor parametara modela histereze nelinearne induktivnosti
10.7. Modeliranje složenih elektromagnetnih komponenti koristeći LTspice
Problem modeliranja
Princip sličnosti između električnih i magnetna kola
Dvostrukost fizičkih kola
Model nerazgranatog magnetnog kola
Simulacija razgranatog magnetnog kola
Simulacija složenog magnetnog kola
Adaptacija modela za magnetna kola koja rade sa delimičnom ili potpunom magnetizacijom
Kreiranje modela integrirane magnetske komponente
10.8. Kako napraviti elektrode za zavarivanje?