Moto soldador y generador eléctrico Lincoln Vantage 500

El equipo no generaba ningún voltaje debido a que la tarjeta principal estaba visiblemente quemada.

El motor podía ponerse en funcionamiento, pero funcionaba a revoluciones demasiado altas.

Probando el gobernador electrónico dándole la señal a su pin respectivo, el que va de la tarjeta principal a este, no existía respuesta alguna.

Para empezar fue necesario diseñar un gobernador electrónico que responda cuando se conecte carga al generador y al empezar un trabajo de soldadura.

No conocía ni de la existencia de este tipo de gobernadores electrónicos , así que fue un reto el diseñarlos. Tomando datos en laboratorio, para luego extrapolarlos y modificar el programa del gobernador para finalmente conectarlo, se pudo estabilizar el voltaje deseado, no después de muchísimos ajustes, sobre todo al programa y una que otra modificación al circuito. La parte principal del gobernador es el microcontrolador 8051, que toma una señal de voltaje mediante el ADC0804 y este último de dos divisores de tensión conectados a la red de generación. Cuando el voltaje del generador disminuye ante la conexión de una carga o en el trabajo de soldadura, el µC reacciona inmediatamente estabilizando las revoluciones del motor.

Los choppers del soldador regulan el voltaje mediante  condensadores,  IGBT’s y la bobina de choque; para la regulación se tiene un voltaje en continua suministrado por un rectificador de onda completa, los choppers se encargan de regular este voltaje mediante pulsos, es decir, que abren y cierran el paso de voltaje y corriente a una frecuencia y ancho de pulso determinados por el fabricante. En este modelo de soldador la regulación es hecha en el lado negativo, mientras que el Commander 500 lo hace en el positivo.

Se hizo un circuito para dar las señales respectivas al chopper, lamentablemente éste no respondió. Adaptando Los choppers del Commander al Vantage se obtuvo una respuesta, pero antes, éstos ya visiblemente estaban en mal estado y terminaron echando humo.

Se ofreció al cliente la opción de hacer la regulación de voltaje mediante un puente rectificador trifásico semi-controlado, ya que los choppers son caros y la casa distribuidora del equipo llevaba meses sin dar respuesta a una solución.

Dado el visto bueno, se procedió a diseñar los circuitos y a hacer lo siguiente:

-          Reconfiguración del puente rectificador del equipo.

-          Extracción de los choppers para utilizar sólo los disipadores.

-          Montaje de los tiristores a los disipadores.

-          Cableado del circuito eléctrico de rectificación.

-            Diseño y montaje de los circuitos:

-  Detector de cruce por cero.

- Circuito variador de ángulo de disparo.

- Circuito de disparo mediante transformadores de pulso.

Hecho todo esto, se probó primeramente con unos tiristores usados y que suministrarían menor amperaje, fueron sometidos hasta 120 A y se obtuvo lo deseado. La regulación del amperaje de soldadura se la hizo también con el µC 8051 y el ADC0804 para el ajuste mediante un potenciómetro, los pulsos de disparo para los tiristores salen del ULN2803 a transformadores de pulso.

Conectando los tiristores finales, también trabajaron bien a 120 A pero con un electrodo de más “calibre” y a mayor amperaje la soldadura se “cortaba”, exigía demasiado amperaje forzando a la máquina, por tal motivo un diodo de rueda libre se quemó.

Haciendo un análisis se comprobó que la bobina de choque del sistema chopper no es la adecuada para este tipo de rectificación, por lo que se adicionó una bobina de choque de 1.1 mH y el amperaje necesario… éxito!!!

Con los ajustes necesarios en el gobernador, el motor del generador responde rápidamente al momento de hacer una soldadura a alto amperaje, y en el modo de generador se puede obtener una variación de voltaje desde 200V  a 250V mediante la implementación de un potenciómetro conectado al gobernador electrónico; anteriormente sólo se tenía un voltaje fijo de 240V sin opción a regularlo.

Dos multímetros digitales fueron conectados al panel para la medición del voltaje y amperaje del soldador haciendo pequeñas modificaciones en ellos, para la medición de voltaje simplemente se conectan las terminales de un multímetro en la función de medición de Vcc en las salidas de  + y – del soldador. En cambio, para medir amperaje, se debe hacerlo en el shunt del lado positivo del soldador y poner el multímetro de este en la función de medición de Vcc de mV y hacer ajustes, tomando en cuenta que 50mV en el shunt equivalen a 400A.

Hice varias pruebas de soldadura, debo aclarar que no soy soldador profesional, soy electrónico, lo notarán en las fotos.Vino el soldador de la empresa e hizo sus pruebas y quedó satisfecho, no vi una soldadura hecha con la tecnología chopper pero según lo leído ésta es mucho más fina que la hecha con  SCR’s y el soldador me lo confirmó.

Sin la bobina de choque adicional

Con la bobina de choque adicional de 1.1 mH

Prueba de corte

En acción

Lo siguiente es hacer funcionar el equipo Commander 500, anteriormente se hicieron reparaciones y ya funciona el motor, lleva varias tarjetas electrónicas y falta la de los  choppers, pero como estos están un poco quemados, directamente se hará un puente rectificador trifásico controlado.