>>>

Плазморіз

Простий апарат плазмового різання.

Значення апарату плазменного різання для народного господарства важко переоцінити. Так наприклад одна тільки економія металу при розкрої становить 10-15%. Не кажучи вже про можливість вирізати отвори і деталі різної форми в листовому металі. Поява на ринку зварювальних інверторів і витратних матеріалів для плазмотронів зробило цей спосіб обробки металу доступним для широких мас населення.
У нашому випадку в якості робочого середовища плазми використовується осушене атмосферне повітря тиском 3.5 - 4 Атм. Плазматрон CUT-40 як один з найдоступніших. І інвертор зварювального струму вихідним напругою 100-140 вольт, 10-40 А. Цього цілком вистачає для різання металу товщиною 0,5 - 6 мм. Виходячи з даних - сила струму для різу 1 мм. товщини металу повинна бути приблизно 6 А

Теорія.

Як видно на умовному зображення пальника, атмосферне повітря одночасно є робочим середовищем для утворення плазми і охолоджує елементи пальника.
У перший момент дуга розпалюється високовольтним розрядом між електродом і соплом за умови контакту останнього з анодом тобто металом. Далі утворилася плазма видувається потоком повітря. Для підтримки стабільної дуги необхідно витримувати зазор між соплом пальника і металом близько 1 мм. , Що вельми важко. Для цього пропонуються спеціальні насадки. Але як стверджують фахівці вони тільки заважають. Я повністю поділяю їхню думку і тому просто веду без натиску соплом пальника по заготівлі. Помічено при недостатньому струмі сопло "прилипає" до металу. Про успішне процесі різання можна судити по видимих ​​іскрам зі зворотного боку металу. Після закінчення різання не слід відводити пальник, краще перервати процес зняттям напруги. Так продовжується термін служби електрода зі вставкою з гафнію.

інвертор

Для силової частини добре підходить схема інвертора AVT-200. Даний інвертор вже неодноразово повторювався і добре відомий в мережі Інтернет. Оригінал статті автора доступний в архіві AVT-200.rar. Зміни торкнулися вузла формування пилкоподібної напруги на струмовому вході компаратора і ланцюгів завдання струму. Змінено друкована плата.
Вузол завдання струму харчується стабільною напругою 15 В, що покращує повторюваність. Для зниження рівня перешкод в ланцюгах токового компаратора встановлений резистор R90. Велика індуктивність вихідного дроселя дозволяє спростити схему формування "пили". В іншому схема мало відрізняється від оригіналу. Для токового шунта необхідно використовувати манганіновим дріт. У моєму випадку при діаметрі 0.9 мм довжина шунта 20 мм.
Окремо відзначу в схемі відсутній вузол захисту від перевищення струму і К.З. в навантаженні. Зрозуміло такі вузли необхідні. Але коротке замикання в правильно зібраної пальнику CUT-40 неможливо. Якщо звичайно сопло зовсім розплавиться і залишиться тільки електрод.

осцилятори

У більшості випадків для успішного розпалювання плазми вистачає високовольтного розряду напругою 20-22 кВ. постійного струму. Схема з іскровим розрядником найпростіша в реалізації. Для зниження вимог до що підвищує трансформатора використовується умножитель напруги. Розрядник виготовлений з контактів реле, зазор 1 - 1.5 мм. Високовольтний трансформатор намотаний на феритових сердечнику діаметром 8 мм. довжиною 80 мм Первинна обмотка 7-8 витків проводом МГТФ-0,35. Вторинна мідним дротом ПЕВ- 2 діаметром 1,5 мм. Просякнутий епоксидною смолою. Між обмоточках ізоляція обов'язкове. Накопичувальний конденсатора узятий з стартера часів СРСР для лампи денного світла потужністю 80 Вт. Як виявилося інші конденсатори - 10n 6,3 kV. згорають після 3-й спроби розпалювання.

Схема управління.

Для роботи реалізована проста послідовність управління.
При натисканні кнопки оператора S3 послідовно відбувається
1 Подача повітря.
2 Пауза 0.5-1 сек. (Цей час необхідний для продувки плазмотрона)
3 Включення інвертора.
4 Включення осцилятора на 2 сек.
При розмиканні кнопки вимикається інвертор і з затримкою 3-4 сек. знімається напруга з повітряного клапана. Цього часу достатньо для охолодження пальника.

У початковому стані всі реле знеструмлені і копка оператора S3 відтиснуті. При замиканні S3 спрацює реле REL 2 і своїми контактами замкне базові ланцюга транзисторів Т1, Т3, Т4, Т6. до загального проводу. Причому напруга на базі транзисторі Т1 з'явиться з невеликою затримкою обумовленої RC ланцюжком R4, C1. Стабілітрон в ланцюзі колектора Т1 визначає граничну напругу при відкритті транзистора, що також є своєрідним захистом від перешкод в ланцюгах управління.
Далі відкривається транзистор Т2 і спрацьовує реле включення інвертора. При натиснутій кнопці S3 транзистор Т3 закритий і на роботу схеми не впливає.
Одночасно з цим подається напруга на схему включення осцилятора.
Позитивне напруга з колектора транзистора Т1 через стабілітрон ZD4 потрапляє на базу Т8, що відкрився транзистор включає реле подачі напруги на осцилятор. Після закінчення часу заряду конденсатора С5 транзистор Т7 закриває транзистор Т8. Так час роботи осцилятора обмежена 1-2 секундами. Що цілком достатньо для впевненого розпалювання дуги в плазмотроне.
Реалізація тимчасових затримок для осцилятора і повітряного клапана реалізовані за схожими схемами.
При розмиканні кнопки S3 знімається напруга з обмотки реле REL 2. Далі позитивне напруга через резистор R16 відкриває транзистор Т3 який блокує транзистор Т2 і реле управління інвертором знеструмиться. Одночасно з цим конденсатор С4 розряджається через резистор R23 і перехід база емітер. Таким чином повітряний клапан вимикається з необхідною затримкою. При повторному натисканні кнопки S3 процес повторюється.

Деталі.

Як виявилося найбільша проблема - це перекрити потік повітря. Для цих цілей встановлений клапан КВП часів СРСР. Не дивлячись на напис 1 атм. ДУ 2.5мм. Він з честю перекриває 4 атм. Фільтр для очистки повітря 1/4 "Intrtool PT1412 обраний як найдоступніший.
Трансформатор інвертора на кільці CF138-T6325-C первинна і вторинна обмотки намотані в два дроти діаметром 1.2 мм. Вихідний дросель на кільці з альсифера 46х25х18 проводом 1.5 мм до заповнення в один шар. Обрано саме цей дросель тому в моєму випадку немає необхідності використовувати струми більше 20 А. Високовольтний трансформатор намотаний проводом 1.5 мм з цих же міркувань. Трансформатор осцилятора намотаний на сердечнику ETD-39 проводом ПЕВ-2 -0.45 послойная і між обмотками ізоляція обов'язкове.

Перевірка інвертора.

На час перевірки силової частини осцилятор і схема управління повинні бути відключені. Зрозуміло контакти реле блокування інвертора потрібно замкнути.
Перед включенням необхідно перевірити правильність монтажу. Першим перевіряється джерело живлення, передбачена можливість його окремого підключення через роз'єм JMP2. Потім необхідно переконається в наявності і правильності форми імпульсів частотою 50 кГц. на затворах силових транзисторів інвертора. Час "спаду" не повинно перевищувати 0,25us. Наступним кроком перевіряється робота інвертора на еквівалент навантаження. Я використовував два водяних Тена по 5 кВт. з'єднаних паралельно. Максимальний струм встановлюється резистором R78. Мінімальний струм при даній схемі не потребує регулювання. Його значення близьке до 10 А. У кінці статті в файлах SDS00003 і SDS00004 наведені форми напруги на колекторі транзистора T8 інвертора при відсутності струму і навантаженні 10 А.

Під час перевірки струм в ланцюзі навантаження контролюється стрілочним амперметром з вимірювальним шунтом. Розпал дуги і робота осцилятора перевіряється імпровізованим імітатором. Дві мідні дроту діаметром 0.8 -1 мм. підключаються до анода і катода при цьому забезпечується зазор 2-3 мм. Електрична дуга повинна надійно розпалюватися з першого включення осцилятора. При цьому мідь природно згорає, а дуга гасне.

Далі - пробний рез не товста металу. Пофарбований бажано не використовувати. Регулятором розташованому на фільтрі встановити тиск повітря 4 атм. Продути різак повітрям 3-4 сек. для цього примусово відкрити повітряний клапан натисканням кнопки S2. Доторкнувшись соплом до заготівлі натиснути кнопку на ручці різака. При цьому на 2 сек. включається осцилятор. І що утворився факелом плазми різати, без особливого натиску ведучи по наміченої лінії соплом.

Не варто нехтувати елементарними правилами ТБ. Величина вихідної напруги і струму можуть бути небезпечні для життя! Захист органів зору обов'язкове!

Традиційно обговорюється на форумі все не написане тут.

файли:
Oscil_1
Oscil_2
Оригінал статті "AVT"
Плати формат LAY6
схема силової частини

Всі питання в Форум .