Zvýšení zapalovacího napětí svářecího trafa - II.

V předešlém článku byla popsána úprava pro zvýšení napětí naprázdno svařovacího transformátoru pomocí přivinutých závitů sekundárního vinutí. Výhodou této úpravy je to, že trafosvářečku se zvýšeným napětím je možné používat samostatně a těšit se z vyššího zapalovacího napětí i při svařování střídavým proudem. Nevýhodou je však pokles maximálního svařovacího proudu. V tomto druhém pokračování popíšeme další možné úpravy, které ale vyžadují, aby byl k trafosvářečce připojen přídavný usměrňovač.

Všechny následující úpravy mají jednu společnou výhodu - nemají vliv na maximální svařovací proud původního trafa. První úpravu popsal na svarfóru uživatel s nickem hood. Pojďme si ji představit, resp. nechme autora, aby nám svou úpravu popsal sám:

Zvýšení napětí naprázdno trafosvářečky s usměrňovačem.

Jsem "hrdým" majitelem trafosvářečky Primex Weldy 140. Ne, že bych to potřeboval, ale prostě jen tak ze zvědavosti jsem si k ní postavil usměrňovač. Ten často diskutovaný, vychvalovaný i proklínaný s "malou" tlumivkou. Naprázdno mi transformátor dává od 44 V do 47 V podle nastavení svařovacího proudu. Po usměrnění jsem dostal, podle očekávání, cca 66 V stejnosměrných. Na rutilku to samozřejmě s rezervou stačilo. Oblouk byl klidnější než na střídavý proud a líp se zapaloval. Ale nadalo mi to a spáchal jsem ještě velice jdnoduché udělátko, takže jsem naprázdno dostal asi 78 - 80 V stejnosměrných.

V podstatě jde o to, že jsem přidal ještě jeden pomocný usměrňovač jehož pomocí "dokrmuju" napětí naprázdno. Úprava (ale netvrdím, že finální) se mi docela líbí, protože je jednoduchá a levná. Ale potřebujete do usměrňovače táhnout 3 kabely - dva svařovací (10-16 mm2) a jeden pomocný (stačí 2 mm2). Pomocný kablík mám izolačkou připevněný k jednomu ze svařovacích kabelů a na čelní straně trafa pro něj mám speciální terminál - zdířku. Tento kablík stačí dimenzovat na max. 3 A (a i to je moc), protože slouží jen pro zvýšení zapalovacího napětí.

Na sekundár svařovacího trafa jsem přivinul asi 8 závitů drátem 2,5 mm2. Jeden konec jsem spojil s jedním terminálem pro svařovací kabel a druhý jsem vyvedl na uvedenou speciální zdířku. V usměrňovači jsem jej usměrnil obyčejnou diodou na 10A a připojil na PLUS kondenzátoru (mám tlumivku v plusové větvi). Problém ale byl, že mi dioda neustále hořela, protože jí tekl moc velký proud. Vlastně mi shořela jen jednou, protože pak už mi došlo, kde je problém. Nakonec jsem to vyřešil tak, že jsem propojení provedl pomocí ocelových pozinkovaných drátů, které mají docela velký odpor a ten se navíc se zahříváním zvyšuje. Vytvořil jsem tak v podstatě poměrně měkký zdroj napětí, které slouží pouze pro zvednutí napětí naprázdno. Nevýhodou je, že se tyto "odpory" za provozu dost zahřívají, ale maximálně na nějakých 120°C. Vzhledem k nízkému zatěžovateli svářečky se mi dříve přehřeje (a vypne) trafo, než by se stačil přehřát usměrňovač.

Oněch 8 závitů na sekundáru stačí na to, aby se napětí naprázdno na výstupu usměrňovače zvedlo o 14 V na již uvedených 78 - 80 V stejnosměrných. A to stačí na zapálení a celkem pohodové svařování s bazickou EB 121. Osobně ale používám stále jen rutilky - nemusí se sušit. V polohách stejně moc svařovat neumím a na ten upadlý pant na zahradní brance to bohatě stačí. Nic víc s tím stejně nikdy svařovat nebudu.

V původním příspěvku na Svarfóru autor přiložil i schéma svého konkrétního zapojení trafosvářečky a usměrňovače. My jsme si dovolili toto schéma nepoužít a připravili jsme schémata vlastní tak, aby odpovídaly zapojením usměrňovačů s malou tlumivkou z našich předešlých článků. Na prvním schématu je svařovací transformátor s připojeným usměrňovačem s malou tlumivkou, která je v kladné větvi. Pomocné vinutí a obvody jsou zakresleny červeně.

(kliknutím na obrázek otevřete okno s velkým obrázkem)

Schéma zapojení úpravy.

Na druhém schématu je svařovací transformátor s připojeným usměrňovačem s malou tlumivkou, která je v záporné větvi (např. UD-160). Pomocné vinutí a obvody jsou opět zakresleny červeně.

(kliknutím na obrázek otevřete okno s velkým obrázkem)

Schéma zapojení úpravy s opačně polarizovanými diodami
(vhodné pro UD-160)

Ovšem jak později k příspěvku ve fóru poznamenal uživatel pkod, je možné další vylepšení a zjednodušení celého zapojení. Jde o to, že pomocné diody D5 a D6 usměrňovače s malou tlumivkou lze vlastně vynechat a připojit vyšší pomocné zapalovací napětí z D7 přímo na kondenzátor C. Dále je také nutné upozornit na možnost překročení povoleného napětí kondenzátoru. To je nutné si pohlídat a kondenzátor v případě nutnosti vyměnit za typ pro vyšší napětí!

Dále je potřeba si dát pozor, abyste to s tím zvýšením nepřehnali a nedostali se s napětím nad povolenou hodnotu, viz. tabulka v předešlém článku.

Další možnosti - zdvojovač a násobič napětí.

Předchozí nápad, jak zvýšit napětí naprázdno svařovacího trafa s přídavným usměrňovačem nás přivedl na myšlenku použití klasického násobiče, tzv. Villardova násobiče napětí. Zkrátka nám v předchozím řešení pořád vadil ten "třetí drát" a koumali jsme, jak se obejít bez něj. Tyto odstavce ovšem berte jen jako inspiraci pro vlastní bádání. Nepředstavují totiž hotové a dlouhodobě vyzkoušené řešení.

Použití násobiče ve svářečce není nic neobvyklého. Právě dvoustupňový Villardův násobič měl na svědomí skvělé zapalování populárního invertoru Fronius TransPocket 1400. Blokové schéma tohoto invertoru je na následujícím obrázku. Pozor, oproti zvyklostem je schéma kresleno zprava doleva. Když si překreslíte ten obvod na sekundáru trafa do přehlednější podoby zjistíte, že za označením BSVA se skrývá právě dvoustupňový Villardův násobič. Tedy násobič dvěma, tedy zdvojovač. Původní napětí naprázdno je totiž pouze 45 V. Po vynásobení 2 dostáváme na výstupu krásných 90 V a TP 1400 zapaluje jako víno.

(kliknutím na obrázek otevřete okno s velkým obrázkem)

Blokové schéma TP1400 s násobičem na výstupu.

Schéma zapojení obecného Villardova násobiče je na následujícím obrázku. Ve svařovací technice asi přichází v úvahu jen násobení 2, takže postačí dva stupně s C1, C2 a D1, D2.

Villardův násobič napětí.

Další možností je tzv. Delonův zdvojovač napětí, který nám vstupní napětí zdvojí, tedy také vynásobí 2. Jeho schéma je níže.

Delonův zdvojovač napětí.

Právě Delonův zdvojovač se nám zdál vhodný pro zvýšení napětí trafosvářečky s usměrňovačem s malou tlumivkou. Vyzkoušeli jsme tedy připojení zdvojovače k naší Einhellce CEN 160 s připojeným prototypem usměrňovače UD-160. Sice to nebylo třeba, protože Einhell s UD-160 dává bez úprav naprázdno krásných 72 - 73 V, ale šlo o to vyzkoušet připojení zdvojovače v praxi. Zdvojovač jsme postavili ze šuplíkových zásob stylem vrabčí hnízdo, neboli vzdušná montáž. Viz obrázek níže. Odpory na výstupu zdvojovače omezují proud diodami při zkratu (zapalování oblouku).

Bastl verze delonova zdvojovače.

Jak již bylo řečeno, dává trafo Einhell CEN 160 s usměrňovačem UD-160 naprázdno 72-73 V. Po připojení zdvojovače se napětí dle očekávání zvýšilo na dvojnásobek, tedy 146 V. To už je samozřejmě moc a odporuje to předpisům, viz. tabulka v předešlém článku. Ale chtěli jsme to vyzkoušet.

Napětí naprázdno bez a s připojeným zdvojovačem.

Zapalování oblouku se 146 V naprázdno bylo pohádkové. Elektroda chytá prakticky "na přiblížení". Oblouk je velmi stabilní a má příjemný zvuk. Trošku je "problém" s ukončením svařování, protože se oblouk prakticky nedá utrhnout

Celé pokusování ukončila exploze kondenzátorů. Ale s tím se počítalo, neboť jsme v šuplíkových zásobách vyhrabali pouze kousky na 50 V (pro účely focení jsme zdvojovač postavili znovu s jinými kondenzátory, tento již ale nesvařoval). Dalším problémem bude výběr vhodných diod a omezovacích odporů. Ty, co jsme použili my, by dlouhodobě také nevydržely. Ale za pokus to stálo. Teď se toho může ujmout někdo další a doladit to celé pro praktické použití