Автоматическая защита от залипания электродов

Простая система автоматической защиты от залипания электродов в любых сварочных аппаратах переменного тока.

Большинство людей, а также радиолюбители имеют недорогие сварочные аппараты переменного тока в домашнем хозяйстве. Но в отличие от инвертора, который стоит намного дороже, у таких сварочников есть существенный недостаток, а именно - тяжело возникает дуга, и часто прилипает электрод. Он нагревается докрасна, отгорает обмазка, растут потребляемая мощность и ток в сети, горят провода, пакетники, вилки и розетки. Мягкий тонкий электрод трудно оторвать - он гнется, осыпается обмазка. В результате происходит короткое замыкание, чрезмерная нагрузка на электропроводку и чрезмерное гудение трансформатора. Далее перегрев трансформатора и даже возможен выход его из строя, а также возможно возгорание. Особенно это характерно для неопытных сварщиков. Дуга никак не возникает, трансформатор гудит, свет моргает, сварщик нервничает, и всё валится из рук. Конечно, некоторые в этом случае говорят, что “руки не от туда выросли, иди поучись”… Но учёба без ошибок не бывает. А иногда по оплошности сварочные электроды случайно перемкнулись, а сетевые провода удалены, и пока ходишь включать, сварочный трансформатор сгорает. Предохранитель тоже не всегда спасает положение.

В общем, вопрос актуальный, и многие на форумах в Сети спрашивают, как найти выход из сложившейся ситуации - решить проблему с залипанием. Конечно, инверторные аппараты имеют систему защиты от залипания, но не каждый радиолюбитель может позволить себе его приобрести.

Чтобы избежать залипания, безрезультатно пытаясь отыскать схему защиты и не найдя ни в справочниках, ни в Интернете, ни в журналах, я разработал, собрал и протестировал простую автоматическую защитную систему от залипания электродов. Представленную схему может собрать любой человек, умеющий держать паяльник в руках. Она встраивается в любой сварочный трансформатор, будь то самодельный или промышленный. После установки устройства работать со сварочным аппаратом стало намного легче и приятнее. Как и на инверторе электрод не прилипает, а если прилипает, то легко и спокойно его можно оторвать; легче возникает дуга, напряжение не падает, никаких перегрузок в сети не наблюдается. Сварочный аппарат со встроенной системой долгое время работает в домашней мастерской, показывая надежность, удобство и, главное, безопасность. Можно включать его в комнатную розетку, не боясь, что перегорит проводка в доме. Подключается система в первичную и вторичную обмотку сварочного трансформатора.

Принцип работы схемы автоматической защиты следующий. Ко вторичной обмотке сварочного трансформатора подключается выпрямитель переменного тока со стабилизатором напряжения. На выходе подключается любое слаботочное реле РЭС-10 на замыкание, в соответствии с напряжением стабилизатора. Последовательно к сварочному трансформатору включается керамический конденсатор С3 емкостью 2…10 мкФ и, в зависимости от мощности трансформатора, на напряжение не менее 400 вольт. При включении питания сварочного трансформатора через конденсатор, работающий как реактивный резистор, во вторичной обмотке появляется переменное напряжение, срабатывает реле Р2 и своими контактами включает мощное реле Р1 на напряжение 220 В, для надёжности срабатывания включённое через выпрямительный диод Д105; параллельно обмотке реле включён конденсатор С4, контакты которого расчитаны на ток не менее 20…25 ампер, которые закорачивают конденсатор С3, и трансформатор входит в рабочий режим. При нормальном горении дуги во вторичной обмотке поддерживается переменное напряжение в пределах 35…45 вольт, которого достаточно для удержания реле Р2. При коротком замыкании во вторичной обмотке исчезает переменное напряжение, реле Р2 обесточивается и отключает реле Р1. В результате первичная обмотка остаётся включённой через конденсатор С3, и всё сетевое напряжение концентрируется на нём, а это мизерный ток порядка 150…200 миллиампер, который не вызывает нагрузку в сети, и, соответственно, электроды не залипают, а если залипли, то легко отрываются без всякой спешки. При устранении короткого замыкания реле срабатывает, и трансформатор снова входит в рабочий режим. Схема первого варианта с мощным реле представлена на рис.1. Устройство работает надёжно, но слышны щелчки при коротком замыкании.

Чтобы не было такой неприятности, в силовую часть были включены тиристоры в ключевом режиме по схеме второго варианта, который был проверен мной на другом трансформаторе. Схема представлена на рисунке 2. Конденсатор можно заменить лампой накаливания 100…300 Вт. Тогда при коротком замыкании лампа вспыхивает в полный накал, индуцируя перегрузку. В перспективе от реле Р2 можно отказаться, включив вместо реле тиристорный оптрон, что увеличит надёжность и долговечность защитной системы, но увеличит стоимость устройства.

Схема первого варианта системы изображена на рис. 1.

Более совершенная схема на тиристорах, которая устраняет щелчки при коротком замыкании, представлена на рис. 2.

Схема с регулировкой выходного тока на тиристоре изображена рис. 3.

Система опробована на двух сварочных аппаратах и надёжно работает уже около 2 лет. Только тиристоры КУ202Л были заменены на более мощные.

г. Ростов-на-Дону, 15 марта 2011 г., Гордиенко Вячеслав Михайлович

Автор slava gord.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Управление реле одной кнопкой
Реле поворотников