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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore termico per saldatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologie radioamatoriali L'autore di questo articolo propone un'idea molto interessante: utilizzare il suo avvolgimento di riscaldamento come sensore di temperatura per il sistema di stabilizzazione della temperatura della punta di un saldatore elettrico. L'implementazione dell'idea consente di stabilizzare termicamente il saldatore senza alterarlo. Il dispositivo può essere utilizzato per stabilizzare la temperatura e altri dispositivi di riscaldamento. Quei radioamatori che usano saldatori elettrici fabbricati in fabbrica di solito usano un regolatore di potenza manuale, piuttosto che uno stabilizzatore di temperatura, per controllare la temperatura della loro punta. È comprensibile, perché per lo stabilizzatore di calore è necessario installare un sensore di temperatura sul saldatore, il che comporta un cambiamento nel suo design. Gli stabilizzatori termici vengono solitamente utilizzati in combinazione con saldatori elettrici a bassa tensione, spesso realizzati in modo indipendente. Se non è possibile o non si desidera realizzare un saldatore con sensore di temperatura, è possibile utilizzare un metodo semplice che non richiede alcuna modifica del saldatore finito. L'idea è che il sensore di temperatura sia l'elemento riscaldante del saldatore. È noto che la resistenza elettrica dei metalli puri è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta, quindi, misurando la resistenza, si può giudicare la temperatura. Sebbene la resistenza dei conduttori utilizzati per gli elementi riscaldanti dipenda meno dalla temperatura, questo approccio è applicabile in questo caso. Nel caso in esame, è conveniente misurare la temperatura dell'elemento riscaldante dalla corrente che consuma. I vantaggi del metodo proposto di stabilizzazione della temperatura includono facilità di implementazione, riscaldamento più rapido del saldatore (rispetto al controller di potenza) e sufficiente stabilità della temperatura della punta per la pratica radioamatoriale. Lo svantaggio è la necessità di un adattamento individuale alla potenza di un particolare saldatore. Un diagramma schematico di uno stabilizzatore termico che implementa l'idea di cui sopra è mostrato in fig. 1.
Il controllo della temperatura del riscaldatore avviene a seguito della modifica del numero di semicicli di tensione di rete ad esso applicati. Il nodo di uscita del dispositivo, che garantisce l'inclusione del trinistor nei momenti in cui la tensione di rete passa per lo zero, è costruito secondo le raccomandazioni dell'articolo di A. Leontiev e S. Lukash "Nodo di uscita del controller di potenza" in "Radio", 1993, n. 4, p. 40,41. La temperatura di stabilizzazione è impostata dal resistore R4. Può essere impostato nell'intervallo di circa 20...100% del massimo. Il dispositivo è progettato per funzionare insieme a un saldatore con una potenza di 30 W per una tensione di alimentazione di 220 V. Di seguito viene descritto l'uso di uno stabilizzatore termico con un carico di potenza diversa. La considerazione del funzionamento dello stabilizzatore termico inizierà dal momento in cui il trinistor VS1 è aperto. I diagrammi di temporizzazione che riflettono il funzionamento del dispositivo sono mostrati in fig. 2.
La tensione di rete rettificata dai diodi VD1 -VD4 crea una corrente pulsante attraverso l'elemento riscaldante Rn del saldatore e i resistori R1 e R2. Il valore di questa corrente determina principalmente la resistenza Rn, poiché è molto maggiore di R1 + R2. In questo caso, la tensione all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA1 ha un'ampiezza di circa 3 V. Il comparatore, realizzato sull'amplificatore operazionale DA1, confronta questa tensione con la tensione prelevata dal motore a resistore variabile R4. In uscita, il comparatore genera impulsi rettangolari, la cui durata dipende da quanto la tensione ai capi dei resistori R1 e R2 supera la tensione prelevata dal motore del resistore R4. Man mano che il saldatore si riscalda, la corrente attraverso il suo riscaldatore diminuisce, quindi la caduta di tensione attraverso i resistori R1 e R2 diminuisce e gli impulsi all'uscita del comparatore si accorciano. Il comparatore DA1 controlla il funzionamento del transistor VT1. Il diodo Zener VD6 è necessario per chiudere il transistor per un livello basso all'uscita del comparatore. Quando il transistor VT1 è chiuso, il condensatore C3 viene caricato attraverso i resistori R11 e R12. La tensione di alto livello all'uscita del comparatore apre il transistor VT1 e il condensatore C3 viene scaricato attraverso il resistore R12. Pertanto, la tensione ai capi di questo condensatore dipende dal ciclo di lavoro degli impulsi all'uscita del comparatore. Finché la tensione ai capi del condensatore è inferiore alla soglia di commutazione dell'elemento DD1.3, è consentito il funzionamento del nodo di uscita. Nei momenti in cui la tensione di rete è prossima allo zero, l'elemento DD1.3 genera impulsi rettangolari. Il circuito di differenziazione C4R14 e l'elemento DD1.4 accorciano questi impulsi e il follower di emettitore sul transistor VT2 li amplifica in corrente. All'inizio del semiciclo della tensione di rete, aprono il trinistor VS1. All'aumentare della temperatura del saldatore, l'ampiezza della tensione ai capi dei resistori R1 e R2 diminuisce e ad un certo punto la durata degli impulsi all'uscita del comparatore non sarà sufficiente per scaricare il condensatore alla soglia di commutazione di l'elemento logico DD1.3. Di conseguenza, il nodo di uscita spegnerà il saldatore. Il dispositivo potrebbe rimanere in questo stato a tempo indeterminato. Ma per controllare la temperatura, la corrente deve fluire attraverso l'elemento riscaldante, quindi nel termostato viene introdotto un generatore basato sugli elementi DD1.1 e DD1.2. Genera impulsi con una durata di circa 0,1 ... 0,2 se una frequenza di circa 1 Hz. Gli impulsi dall'uscita del generatore attraverso il resistore R10 entrano nella base del transistor VT1 e lo aprono, il condensatore C3 si scarica e il nodo di uscita fornisce tensione al saldatore. Se durante la pausa il saldatore ha avuto il tempo di raffreddarsi almeno un po ', dopo che l'impulso del generatore è diminuito, il saldatore non si spegne finché la temperatura della punta non raggiunge la temperatura impostata. Il dispositivo utilizza resistori fissi MLT, tuning R2 - SP5-14, variabile R4 - SP2-2-0,5. Condensatori C1, C3, C4 - della serie KM, ossido C2 - K50-35. Il chip K561LE5 è sostituibile da K1561LE5. È possibile utilizzare anche K564LE5, ma è necessaria la correzione del circuito stampato. Il comparatore può essere montato sull'UO K544UD1, K544UD2 con qualsiasi indice di lettere. Invece di KS133A, è adatto qualsiasi diodo zener per una tensione di stabilizzazione di 3,3 ... 5,6 V. Transistor: qualsiasi serie KT315, KT342, KT3102. Lo stabilizzatore termico è assemblato su un circuito stampato in lamina di fibra di vetro con uno spessore di 1 mm. Il disegno della tavola è mostrato in fig. 3.
La scheda è installata in una robusta scatola di materiale isolante. La manopola del resistore variabile R4 e la presa X1 vengono portate sul pannello frontale. L'impugnatura in plastica della resistenza R4 deve essere meccanicamente ed elettricamente robusta. Va ricordato che tutte le parti del dispositivo sono sotto tensione di rete. Per la regolazione è conveniente utilizzare l'indicatore LED, il cui schema è mostrato in Fig. 4. L'indicatore è acceso in serie con il saldatore.
Il cursore del resistore R2 è impostato nella posizione più a sinistra secondo il diagramma e il cursore del resistore R4 è impostato in basso, che corrisponde all'impostazione della temperatura massima del riscaldatore. Accendi il termostato, mentre l'indicatore LED dovrebbe brillare con sicurezza. In assenza di bagliore, è necessario selezionare un resistore R5 di resistenza inferiore. Dopo un po ', quando il saldatore viene riscaldato alla massima temperatura, spostare il cursore del resistore R2 verso destra secondo lo schema finché il LED non inizia a lampeggiare. Se ciò non è stato ottenuto, è necessario aumentare la resistenza del resistore R5 e ripetere la procedura descritta. Dopo aver impostato la temperatura massima, lasciare raffreddare il saldatore e controllare il limite inferiore di regolazione con la resistenza R4. Per facilità d'uso, la scala del regolatore può essere graduata. La resistenza dei resistori R1 e R2 deve essere tale che la tensione all'ingresso non invertente OY DA1 sia compresa tra 2,5 ... 3,5 V. La resistenza dei resistori R4 e R5 è scelta in modo tale che la tensione attraverso il motore del resistore R4 possa essere cambiato dal valore, corrispondente alla caduta di tensione attraverso i resistori R1 e R2 con un saldatore freddo alla caduta di tensione attraverso questi resistori quando riscaldati. Il dispositivo può essere utilizzato non solo per stabilizzare la temperatura della punta saldante, ma anche in altri casi in cui si utilizzano riscaldatori elettrici. È importante solo garantire un buon contatto termico tra il riscaldatore e il fluido riscaldato. Autore: M.Kozlov, Naberzhny Chelny, Tatarstan
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