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无线电电子与电气工程百科全书 用旧电视机零件组装而成的焊接机。 无线电电子电气工程百科全书
家庭中的许多人需要一种用于电焊黑色金属零件的设备。 由于大量生产的焊接机非常昂贵，许多无线电爱好者自己生产。 本文是关于其中一种设备的。 从我工作的一开始，我就为自己设定了使用广泛使用的零件和组件制造最简单、最便宜的焊接机的任务。 在设备设计的两个主要选项中 - 使用焊接变压器或基于转换器 - 选择了第二个。 事实上，焊接变压器是一个大而重的磁路和大量用于绕组的铜线，这是许多人无法接触到的。 转换器的电子元件，只要选择正确，并不稀缺，而且相对便宜。
由于对基于晶体管和三极管的各种类型的转换器进行了相当长时间的实验，得到了图 1 所示的电路。 XNUMX. 简单的晶体管转换器被证明是极其反复无常和不可靠的，而三晶体管转换器可以承受输出短路而不会损坏，直到保险丝熔断。 此外，三晶体管的发热比晶体管少得多。 如您所见，电路设计并非原创 - 它是一个普通的单周期转换器，其优点在于设计简单且没有稀缺元件，该设备使用了大量旧电视的无线电元件。 最后，它实际上不需要调整。 该焊机具有以下主要特点: 焊接电流调节限值，A ........ 40 ... 130 空闲时电极上的最大电压，V ................................................... . 90 网络消耗的最大电流，A.................................20 频率为 50 Hz 的交流供电网络中的电压，V ................................. 220 焊接电极最大直径，mm......................... 3 负载持续时间 (PN)，%，在 25 °C 的空气温度和输出电流下 100 安 ...................... 60
仪器尺寸，mm.......................350x 180x 105 不带电源线和电极架的设备重量，kg.................................................5,5 焊接电流种类——恒定，调节——平稳。 用直径为 3 mm 的焊条对 3 mm 厚的钢板进行对焊时，机器从电源消耗的稳定电流不超过 10 A。 焊接电压通过位于焊钳上的按钮打开，一方面，它允许使用增加的引弧电压并提高电气安全性，另一方面，因为当焊钳松开时，电压电极上的自动关闭。 增加的电压有利于电弧的点燃并确保其燃烧的稳定性。 使用与焊接电压相反极性的直接焊接电流可以连接薄板零件。 电源电压对二极管桥 VD1-VD4 进行整流。 流过灯 HL1 的整流电流开始对电容器 C5 充电。 该灯用作充电电流限制器和此过程的指示器。 只有在 HL1 灯熄灭后才能开始焊接。 同时，电池电容C1-C6通过电感L17充电。 HL2 LED 亮起表示设备已连接到网络。 Trinistor VS1 仍然关闭。 当您按下 SB1 按钮时，脉冲发生器以 25 kHz 的频率启动，组装在单结晶体管 VT1 上。 发生器脉冲打开 VS2 三极管，进而打开并联连接的 VS3-VS7 三极管。 电容器 C6-C17 通过电感器 L2 和变压器 T1 的初级绕组放电。 电路扼流圈 L2 - 变压器 T1 的初级绕组 - 电容器 C6-C17 是一个振荡电路。 当电路中电流方向变为相反时，电流开始流经二极管VD8、VD9，三极管VS3-VS7闭合，直到晶体管VT1上的发生器产生下一个脉冲。 然后重复该过程。 出现在变压器 T1 的绕组 III 上的脉冲打开三极管 VS1。 其将二极管VD1-VD4上的市电整流器与三极管变换器直接连接。 HL3 LED 用于指示脉冲电压的生成过程。 二极管VD11-VD34对焊接电压进行整流，电容器C19-C24对其进行平滑，从而有利于焊接电弧的引燃。 开关 SA1 是一个电流至少为 16 A 的分组开关或其他开关。 SA1.3 部分在关闭时将电容器 C5 与电阻器 R6 闭合，并快速对该电容器放电，这样就可以检查和修复该电容器，而不必担心电击。设备。 VN-2风扇（根据方案配备M1电动机）为设备组件提供强制冷却。 不建议安装功率较小的风扇，否则您将不得不安装多个风扇。 电容器 C1 - 任何设计用于在 220 V 交流电压下运行的电容器。 整流二极管 VD1-VD4 的额定电流至少为 16 A，反向电压至少为 400 V。它们必须安装在尺寸为 60x15 mm、厚度为 2 mm、由铝合金制成的板状角散热器上. 代替单个电容器 C5，您可以使用多个并联的电池，每个电池的电压至少为 400 V，而电池容量可能大于图中所示的容量。 扼流圈 L1 在钢制磁路 PL 12,5x25-50 上制成。 只要绕组放置在其窗口中，任何其他相同或更大横截面的磁路也将起作用。 绕组由 175 匝 PEV-2 1,32 线组成（不能使用更小直径的线！）。 磁路必须有 0,3 ... 0,5 mm 的非磁隙。 扼流圈电感 - 40±10 μH。 电容器 C6-C24 应具有较小的介电损耗角正切，C6-C17 还应具有至少 1000 V 的工作电压。我测试过的最好的电容器是用于电视的 K78-2。 您还可以使用这种不同容量的更广泛的电容器，使总电容达到图中所示的值，以及进口薄膜电容器。 尝试使用为低频电路设计的纸或其他电容器通常会在一段时间后导致它们的故障。 三极管 KU221 (VS2-VS7) 最好与字母索引 A 一起使用，或者在极端情况下为 B 或 G。实践表明，在设备运行期间，三极管的阴极端子明显受热，这可能导致到板上焊点的破坏，甚至三极管失效。 如果活塞管由厚度为 0,1 ... 的镀锡铜箔制成，则可靠性会更高。 活塞（绷带）应覆盖整个导线长度，几乎到底部。 有必要快速焊接，以免三极管过热。 你会有一个问题：是否可以安装一个大功率的三极管而不是几个相对低功率的三极管？ 是的，当使用频率特性优于（或至少可比）KU221A 三极管的设备时，这是可能的。 但在可用的产品中，例如 PM 或 TL 系列，没有。 向低频设备的过渡将迫使工作频率从 25 kHz 降低到 4 ... 6 kHz，这将导致设备许多最重要的特性恶化，并在焊接过程中发出尖锐的吱吱声。 此外，已经发现一个强大的三极管不如几个并联的可靠，因为它们更容易为散热提供更好的条件。 在一块厚度至少为 3 毫米的散热板上安装一组三极管就足够了。 由于均流电阻R14-R18（C5-16 V）在焊接过程中会变得非常热，因此必须在安装前通过烧制或通电加热将其从塑料外壳中释放出来，其值必须通过实验选择。 二极管VD8和VD9与三极管安装在一个普通的散热器上，VD9二极管用云母垫片与散热器隔离。 代替KD213A，KD213B和KD213V以及KD2999B、KD2997A、KD2997B是合适的。 安装二极管和三极管时，必须使用导热膏。 电感器 L2 是由 11 匝导线组成的无框螺旋线，其横截面至少为 4 mm2，采用耐热绝缘材料，缠绕在直径为 12...14 mm 的心轴上。 焊接时节流阀非常热，因此，在缠绕螺旋时，应在匝之间留出 1 ... 1.5 mm 的间隙，并且节流阀的位置必须使其处于风扇的气流中。
T1变压器的磁路由铁氧体30NMS-16折叠在一起的三个PK3000x1磁路组成（它们用于旧电视的水平变压器）。 初级和次级绕组各分为两段（见图2），用钢丝PSD1,68x10,4缠绕在玻璃纤维绝缘层中，并按照规定串联。 初级绕组包含 2x4 匝，次级 - 2x2 匝。 部分缠绕在特制的木制心轴上。 两根由直径为 0,8 ... 1 mm 的镀锡铜线制成的绷带可防止这些部分展开。 绷带宽度 - 10...11 毫米。 在每个绷带下放置一条电子纸板或缠绕几圈玻璃纤维胶带。 缠绕后，绷带被焊接。 每个部分的绷带之一作为其开头的输出。 为此，护罩下的绝缘层从内部直接与部分绕组的开始接触。 缠绕后，将绷带焊接到该部分的开头，为此预先从线圈的该部分去除绝缘并镀锡。 应牢记绕组 I 在最恶劣的热条件下工作。因此，在绕组部分和组装过程中，有必要通过在匝之间插入短接来在匝的外部之间提供气隙，用耐热胶、玻璃纤维嵌件润滑。 一般来说，绕组中的气隙越多，从变压器中散热的效率就越高。 此处还需要注意的是，使用上述插入件和垫圈制成的绕组部分与相同截面的 1,68x10,4 mm2 没有绝缘的导线在相同条件下会更好地冷却。 接下来，将初级绕组的两个部分一个接一个地堆叠在一起，使它们的绕组方向（从它们的末端数）相反，并且末端在同一侧（见图2）。 接触的绷带通过焊接连接，建议将一小段导线形式的铜焊盘焊接到前面的部分，作为部分的引线。 结果是变压器的刚性一体式初级绕组。 第二个是用同样的方法制作的。 不同之处仅在于各部分的匝数以及必须从中点提供输出的事实。 绕组以严格定义的方式安装在磁路上 - 这是 VD11 - VD32 整流器正确运行所必需的。 上绕组部分 I 的绕组方向（从上面看变压器时）必须是逆时针方向，从上端子开始，必须连接到 L2 扼流圈。 上绕组段II的绕组方向，相反，顺时针，从上输出开始，连接到VD21-VD32二极管块。 绕组 III 是直径为 0,35 ... 0,5 mm 的任何导线的线圈，耐热绝缘，可承受至少 500 V 的电压。它可以从侧面放在磁路的任何位置的最后。初级绕组。
为了确保焊机的电气安全和通过气流有效冷却变压器的所有元件，保持绕组和磁线之间的必要间隙非常重要。 该任务由在组件的最终组装期间放置在绕组中的四个固定板执行。 这些板由玻璃纤维制成，厚度为 1,5 毫米，如图 3 所示。 XNUMX、板材最终调整后，宜用耐热胶固定。 变压器通过三个由直径为 3 mm 的黄铜或铜线弯曲而成的支架连接到设备的底座上。 相同的支架固定磁路的所有元件的相互位置。 在将变压器安装到底座上之前，在三组磁路的每一半之间，需要插入厚度为 0,2 ... 0,3 mm 的由电纸板、getinaks 或 textolite 制成的非磁性垫圈。 对于变压器的制造，可以使用横截面至少为 5,6 cm2 的其他尺寸的磁路。 适合的，例如 W20x28 或两组 W 16x20 来自铁氧体 2000NM1。 用于铠装磁路的绕组 I 以单节八匝的形式制成，绕组 II - 与上述类似，由两节两匝制成。
二极管 VD11-VD34 上的焊接整流器在结构上是一个独立的单元，以书柜的形式制成（见图 4）。 它的组装方式是将每对二极管放置在两个尺寸为 44x42 毫米、厚度为 1 毫米的散热板之间，该板由铝合金制成。 整个封装由四个直径为 3 mm 的钢制螺柱拉在一起，位于两个 2 mm 厚的法兰（与板的材料相同）之间，两块板的两侧用螺丝拧紧，形成整流器引线。 块中的所有二极管都以相同的方式定向 - 如图所示，阴极引线向右 - 引线焊接到电路板的孔中，用作整流器和设备的公共正极引线整个。 二极管的阳极端子焊接到第二块板的孔中。 在其上形成两组结论，按照方案连接到变压器绕组II的极端结论。 考虑到流过整流器的总电流很大，它的三个端子中的每一个都由几根 50 毫米长的电线组成，每根电线都焊接到自己的孔中，并在另一端通过焊接连接。 一组十个二极管连接在五个部分，十四个 - 在六个中，第二个板与所有二极管的公共点 - 在六个中。 最好使用横截面至少为 4 毫米的柔性电线。 同理，器件主印刷电路板的大电流组输出。 整流板由 0,5 毫米厚的镀锡箔玻璃纤维制成。 每块板上的四个窄槽有助于减少热变形期间二极管引线上的应力。 出于同样的目的，二极管引线必须模制，如图所示。 四。 在焊接整流器中，还可以使用功率更大的二极管KD2999B、2D2999B、KD2997A、KD2997B、2D2997A、2D2997B。 他们的数量可能会更少。 因此，在该设备的一个变体中，一个由九个 2D2997A 二极管组成的整流器成功工作（一个臂中五个，另一个臂中四个）。 散热板的面积保持不变，可以将其厚度增加到 2 mm。 二极管不是成对放置的，而是在每个隔间中放置一个。 出版：radioradar.net
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