Якщо людина вміє користуватися паяльником і на достатньому рівні розбирається в сучасній електротехніці, він здатний зробити зварювальний інвертор своїми руками, заощадивши тим самим чималі гроші, які довелося б витратити на придбання заводського агрегату.

Яким вимогам повинен відповідати саморобний інвертор?
Зварювальний апарат інверторного типу, як відомо, являє собою блок живлення високої потужності, який може функціонувати в режимі формування на виході дугового заряду, а потім і підтримки останнього в палаючому стані. Зазначений режим є важким, тому далеко не кожен силовий модуль в змозі працювати в ньому. У той момент, коли зварювальник "чиркає" кінцем стрижня по зварювального виробу, в зварювального ланцюга фіксується коротке замикання.

Саме дане явище вважається найбільш критичним для блоку живлення (для того, щоб відбувся достатній розігрів електрода і його подальше розплавлення, необхідно затратити дуже багато енергії). З цієї причини, якщо ви плануєте зробити зварювальний інвертор своїми руками, слід подбати про те, щоб його модуль живлення розташовував достатнім запасом потужності. В іншому випадку саморобний апарат просто-напросто не зможе підпалити дугу, необхідну для виконання зварювання.

Більшість електродів перетином до чотирьох міліметрів демонструють стабільне горіння при силі струму в районі 120-130 ампер. Але ось запалити їх на подібному струмі буде нереально, а значить, потрібно передбачити таку потужність блоку живлення, щоб він без проблем видавав 180-190 ампер.
Інший момент. Вольт-амперний показник (його зазвичай називають характеристикою дуги) при стандартних кліматичних умовах описується падаючим виглядом. Це означає, що напруга буде мати тим меншу величину, ніж більш висока сила струму присутній в електродуги. Наведене твердження вірне для струмів не вище 80 ампер. Лише при більш високих показниках сили струму спостерігається стабілізація електричної дуги (при підвищенні струму напруга не змінюється).

Варити металеві вироби нестабільної дугою не має ніякого сенсу. Якісного зварного з'єднання ви ніколи не отримаєте. Замість цього на металі стовідсотково будуть прожогом, непровари, та й сам шов буде характеризуватися високою пористістю і мінімальної надійністю.

Блок живлення саморобного зварювального агрегату повинен відповідати наступним вимогам:
• наявність повної розв'язки (гальванічної) від 220-вольтової побутової електричної мережі;
• максимально плавна настройка струму на виході;
• потужність від 5 кіловат (якщо ви хочете, щоб апарат працював з коефіцієнтом корисної дії не менше 80 відсотків);
• наявність системи, яка оберігає агрегат при залипанні зварювального стрижня від перевантажень;
• напруга (вихідна) холостого ходу має бути 45 вольт і більше.

Крім того, бажано встановлювати на інвертор систему, яка полегшує розпал електродуги на невеликих за величиною токах. Розібравшись з "теорією", можна переходити до самостійного виготовлення инверторной установки для зварювання. Відразу ж скажемо, що в нашій статті будуть міститися загальні поради по даному процесу, які допоможуть вам своїми руками зібрати ефективний апарат для зварювання. Якщо ж вас цікавлять конкретні електричні схеми инверторного агрегату, їх краще пошукати в спеціалізованій літературі.

Як виконати обмотку зварювального трансформатора?
Обмотку можна робити з ПЕВ-проводу з великим числом окремих жил загальним перетином близько 0,7 міліметра. Даний варіант простий, але не найкращий. Справа в тому, що між жилами є повітряні зазори, які знижують площа перерізу приблизно на третину. Подібної проблеми не спостерігається тоді, коли намотування здійснюється за допомогою жерстяних мідних смужок товщиною порядку 0,3 міліметрів.
Застосовувати слід саме тонкі смужки, щоб уникнути так званого "ефекту Skin". При появі цього ефекту утворюється надмірний нагрів трансформаторного пристрої і вихід його з ладу через те, що великі по товщині смуги сформують таку серцевину, яка просто-напросто не буде функціонувати. Термопрослойку найкраще виготовляти з паперу, що закладається в ксерокс, або з тією, яка використовується на касових установках.

Другий варіант кращий, оскільки "касова" папір має велику довжину, що спрощує її намотування. Крім того, вона не рветься за рахунок своїх досить високих механічних властивостей. Виконувати вторинну обмотку бажано також з мідних смужок. Один від одного їх зазвичай відокремлюють за допомогою прошарку з фторопласту. Після намотування "вторинки" не забудьте укласти термічну прошарок (знову ж таки з вказаної вище папери).
Трансформаторне пристрій, який під час використання інвертора буде активно нагріватися, слід в обов'язковому порядку оснастити вентиляторами. Підійдуть 0,15-амперні кулери, які стоять в старих комп'ютерах. При бажанні дозволяється взяти і більш потужні охолоджуючі механізми, але тільки в тому випадку, якщо ви думаєте застосовувати інвертор дуже активно.

Як правило, монтується шість кольорів. Причому на обмотку трансформатора необхідно направити половину з них. Не забудьте і про отвори, через які в апарат буде надходити свіже повітря. Їх потрібно розмістити так, щоб забезпечити максимальний приплив повітря (оптимально - безпосередньо навпроти кольорів).
Правильний вибір транзисторів та інших елементів електросхеми

Силові ключі (саме так називають транзистори) потрібно підбирати максимально грамотно. Ваш апарат не якісно функціонувати, якщо не виконати цю умову. Щоб правильно вибрати ключі, потрібно розрахувати (наближено) величину потужності інвертора, який ви хочете отримати. Припустимо, при 24-вольтной напрузі (усереднена величина, при якій електродуги стабільно горить) ви плануєте отримати дугу не менше 160 ампер.
При множенні 160 на 24 у нас виходить показник потужності (корисної), яку зможе віддавати інверторний саморобний апарат. У нашому прикладі - це 3,48 кіловат. Якщо коефіцієнт корисної дії становитиме 85 відсотків, транзистори зобов'язані зуміти пропустити через себе ті самі 3,48 кіловат, помножені на ККД. У підсумку отримуємо фінальну величину близько 4,5 кіловат. Це число є показником спільності ключів. Знаючи його, можна визначити і показник сили струму, яку видаватиме апарат.

У тих випадках, коли конструюється зварювальний агрегат для підключення до побутової мережі (220 вольт), сила струму дорівнюватиме 20 ампер (розділили 4500 ват на 220). Як бачимо, нам знадобляться транзистори, які здатні забезпечити ампераж в 20 одиниць. І жодного ампера менше!
Тепер давайте розберемося з тим, яка напруга повинні мати силові ключі. Даний показник в транзисторної бруківці (стандартної) схемою вибирається на рівні 400 вольт. Деякі умільці запевняють, що краще встановити ключі з великим вольтажем (аж до 1,2 кВ). Повірте, робити цього не слід. Додамо, що фахівці практично одностайно радять купувати транзистори IGBT. Втім, ви можете використовувати силові ключі та інших виробників (IR, MOSFET та інші).

Поради щодо побудови силової схеми:
• міст найчастіше монтується на двох радіаторах;
• діоди (їх висновки) розташовують навпроти ключів;
• для мінімізації втрат потужності на транзисторах в схему додаються спеціальні снаббери з конденсаторами.

Потрібно також подбати про зниження резонансних викидів при роботі агрегату. Для цього на плату ставлять 10-20 конденсаторів (по 630 В і 0,15 мк кожен).
Правила настроювання і регулювання саморобного інвертора
Після того, як ви виконали всі необхідні дії, і зібрали зварювальний апарат, необхідно провести його налаштування. Без проведення даного заходу користуватися інвертором не можна. Налаштування включає в себе кілька операцій, які слід здійснювати послідовно. На першому етапі регулювання установки на широтно-імпульсний модулятор (іншими словами на плату ШІМ) агрегату подають 15 вольт харчування. І в цей же самий час даємо розряд на вентилятори.

Зазначені дії дають можливість налаштувати синхронність включення кольорів і перевірити їх працездатність. Після того, як плата отримала харчування (через 4-8 секунд), необхідно буде упевнитися в тому, що на резистори спрацьовує спеціальне замикає реле. Якщо все гаразд, приступаємо до налаштування модулятора, переконуючись в тому, що при спрацьовуванні реле на платі з'являються прямокутні імпульси.
Наступна стадія налаштування та перевірки функціональності плати виконується так: виставляється холостий хід; на міст подається струм силою до 100 мА. Така перевірка елементарна і при цьому дуже важлива, тому що вона дозволяє упевнитися в працездатності моста.

Обов'язково потрібно і регулювання рівня шуму, що відзначається на фазах трансформаторного пристрою. В ідеалі ніяких сторонніх звуків при роботі інвертора на фазах бути не повинно. Якщо ви чуєте шуми, найімовірніше, полярність була встановлена ??невірно. Просто поміняйте її. Зазначену перевірку "на шуми" дозволяється виконувати за допомогою будь-якого електроприладу, використовуваного у побуті (наприклад, звичайного електричного чайника), який має потужність не менше 2,2 кВт.
Крім того, потрібно перевірити точність монтажу фаз трансформатора, незалежно від того, за якою схемою виконувався інверторний апарат, а також від того, яку саме конструкцію він має. Виконується подібна перевірка осциллографом з двома променями, які приєднуються до первинної та вторинної обмотці. На правильно зробленому инверторе скачки напруги не можуть бути більше 330 вольт.

Наостанок наводимо кілька важливих порад для тих, хто самостійно робить зварювальний інвертор:
• в затворах силових ключів необхідні спеціальні стабілітрони з двома анодами (часто застосовуються вироби КС213);
• підключення агрегату до електричної мережі слід виконувати проводом діаметром не менше 1,5 міліметра (краще взяти навіть кабель перетином 2-2,5 міліметра);
• бажано виконувати парне скручування кабелів, які підключаються до затворам транзисторів;
• паралельно диодам (силовим) завжди потрібно монтувати ланцюжка RC, які оберігають зазначені елементи від пробою;
• на вході інвертора ставиться 25-амперний автоматичний вимикач;
• силові ланцюга потрібно пропоювати, щоб гарантувати їх надійний контакт (при неякісному з'єднанні внутрішні вузли інвертора можуть в будь-який момент спалахнути через небезпеку розплавлення силових ланцюгів).

Крім того, обов'язково необхідно виконати ізоляцію (від виходу і корпусу) всіх високовольтних ланцюгів агрегату для зварки.