Мощный блок питания

Предложенный источник питания – низкочастотный (НЧ), значительной мощности и может быть применен в домашней мастерской или лаборатории как блок питания (БП) небольших установок для высокочастотного (ВЧ) нагрева, трансформатор БП может питать низковольтные маломощные лабораторные печи, например, для водородного отжига, миниатюрные вакуумные печи, индукционные катушки и другие подобные приборы. Здесь, БП сконструирован, в основном, для питания электролизера (для разложения воды и получения гремучего газа) небольшой мощности.
Назначение БП во многом определило его облик – кроме электрических параметров, это выпрямитель с удобным управлением, открытое исполнение, места и конструкция внешних вводов-выводов. Кроме этого, конструктивно БП собран на специальной стальной раме удобно расположенной поверх основного узла электролизера — реактора с трубой бака и фильтром отделителем щелочной пены, стыкующийся с ним. Такое расположение укорачивает сильноточные соединения и уменьшает потери в них, дает возможность сделать тяжелый аппарат до некоторой степени мобильным.
Что потребовалось для изготовления.
Набор слесарного инструмента, в том числе и небольшой сварочный инвертор с принадлежностями; набор слесарного инструмента и инструмента для электромонтажа. Комплектующие и материалы, железки из металлолома, крепеж, ЛКМ, ветошь, мелочи.
К делу.
НЧ трансформатор для БП электролизера применил трофейный – доставшийся по случаю, от самодельного зарядного устройства для автоаккумуляторов (Фото 2, 3).

Фото 2. Трансформатор для БП. Кустарного изготовления.
Фото 3. Несмотря на заржавленость, трансформатор прилично намотан и собран, гудит едва слышно, ток холостого хода (х.х.) вполне умеренный. Габаритная мощность – на глазок, этак с киловатт-полтора.Первым делом поставил, и без БП тяжелый и неудобный для перемещений, реактор на колесики (Фото 4). «Тележку» — отрезок квадратной трубы с парой фабричных колес, сто лет назад сделал для перемещений деревообрабатывающего станка. Теперь, отыскал давно ненужную железку в хламе и зачистил от ржавчины, укоротил – вырезал кусок трубы в средней части, сварил оставшееся встык. Подготовил и приварил тележку к крайнему торцевому профилю реактора.

Фото 4. Реактор на колесиках.
Фото 5. Положение аппарата с колесами – наклонное, для нормальной циркуляции электролита между реактором и баком. Два колеса и три опорные точки позволяют в одиночку перекатывать тяжелое устройство по ровной поверхности; достаточно устойчиво и не катается самостоятельно. В дно трубы вварена крупная соединительная гайка. Ввернув в нее недлинный болт, при необходимости, можно регулировать им наклон аппарата. Изолятор.
Реактор пресс-типа (из стянутого пакета пластин с резинками-изоляторами) подразумевает пропускание электрического тока через элементы конструкции. Открытые выводы пластин реактора несколько утоплены между торцевыми профилями, замыкать которые, в общем случае, нельзя. Металлическая рама БП должна быть от них изолирована.
Сплошной изолятор сделал из плотного дерева – основание-пластину из 15 мм фанеры, бортики из березовых брусочков. Выпилил заготовки, собрал на саморезы и столярный ПВА.

Фото 6. БП электролизера, изолятор. Идея.
Фото 7. Изолятор в сборе. Деревянный изолятор плотно сидит на выступах торцевых профилей реактора, к железкам он прикреплен двумя парами недлинных болтиков М6 с широкими – «кузовными» утопленными шайбами (Фото 8).

Фото 8. Привинченный к реактору изолятор. Добавился и специальный паз для удобного вывода проводов.Для металлической рамы БП подобрал в своих закромах железки, срезал лишнее, зачистил от ржавчины. Основную часть сварил на живую нитку по месту (Фото 9) – закрепив на изоляторе, небольшими точками, чтобы не слишком горело дерево.

Фото 9. Сварка рамы БП. Начало.Модуль управляемого выпрямителя находится сбоку от трансформатора и расположен стоя. Для него также по месту вварены пара вертикальных кронштейнов из нетолстой стальной квадратной трубки. Из этой же трубки сделал и ограничители (Фото 10, 11).

Фото 10. Почти готовая рама БП и ее изолятор. Отмечены трубки-ограничители.
Фото 11. Рама БП в сборе с изолятором. Хорошо видна работа ограничителей удерживающих раму от любых горизонтальных перемещений.
Фото 12. Компоновка элементов БП на раме. Реактор электролизера имеет несколько вариантов подключения, с несколькими вариантами напряжений и тока. В одних случаях требуется напряжение меньше и работать будут только трансформатор с выпрямителем, в других больше, и тогда, им в помощь, понадобится батарея оксидных конденсаторов. Им будет удобно на специальном кронштейне над трансформатором.
Фото 13. Попутная «формовка» батареи старых электролитических конденсаторов – напряжение около ¾ рабочего, маломощный выпрямитель-мост и токоограничительный резистор 3.3 кОм. Конденсаторы соединены параллельно. Измеряя напряжение до и после резистора контролируем процесс – как только станет равным, можно выключать. Дело небыстрое — мои наращивали изоляцию полторы недели. Сборка.
Покрашенные в два слоя рама и изолятор досохли – можно собирать.

Фото 14. Начало сборки отделанных оснований БП, установка трансформатора, примерка на электролизере. Хорошо видна специальная конструкция реактора, для подобной установки БП – «на голову» — удлиненные вверх торцевые заключительные профили, выведенные вбок выходной патрубок со шлангом.Установил и закрепил мелкими винтиками модуль выпрямителя. Для основного соединения с трансформатором сделал пару мощных проводов, аналогично соединениям в выпрямителе – зачистил наждачкой нетонкий медный обмоточный провод, нарезал кусками и залудил. Собрал в два пучка, изолировал тремя слоями термотрубки, сформовал и впаял (Фото 15).

Фото 15. Вид на паянные соединения между выпрямителем и трансформатором. По необходимости, место пайки осторожно (канифоль, может вспыхнуть и засажить место пайки) подогревал строительным феном. После остывания заизолировал липкой лентой. Являясь по своей природе, человеком довольно рассеянным, при подобных работах стараюсь как можно чаще проверять сделанное пробным включением, тогда ошибки выявляются гораздо раньше, исправлять их значительно проще. В данном случае интересно было явно увидеть сколько каждое плохое соединение съедает электричества – к выходному напряжению прирастало вольт-два буквально после каждой пайки, и это при весьма умеренной нагрузке.

Фото 16. На внешнем торце трансформатора, на выступающих шпильках закрепил березовый брусочек для крепления сетевых проводов. Все их зачистил-залудил и свел в два пучка – выводы от мощного трансформатора, его маломощного «сервисного» брата из выпрямителя, выводов сетевого шнура и вишенкой – неоновой лампочкой из сломанного электрочайника – уже с сопротивлением и по самую маковку заделанная в термотрубки. Пучки скрепил нетолстой залуженной проволочкой и тщательно пропаял. Изолировал двумя слоями термотрубок.
Фото 17. Сетевые выводы БП. Окончательный вид. Лампочка выглядывает. Выводы от выпрямителя к пластинам реактора сделал из нетонких проводов с моножилой, заканчивающихся клеммами-наконечниками «под винт». Для параллельного соединения двух секций пластин реактора, понадобилось четыре провода. Провода в клеммы впаял (Фото 18).

Фото 18. Для хорошего затягивания припоя в клемму, в каждом стаканчике просверлил отверстие Ø 1.5 мм (отмечены) и кроме самих проводов, плотно натолкал недлинных луженых медных обрезков, чтобы при пайке задействовать капиллярные силы. Все перемазал флюсом-пастой для огневой пайки, грел небольшой горелкой, паял свинцовым ПОС-61.
Фото 19. Остатки кислотного флюса отмывал в горячей воде, сначала с содой, потом в чистой. Применил ультразвуковую мойку.
Отмытые и высушенные места пайки закрыл несколькими слоями термотрубки.
На внешней стороне стенки модуля выпрямителя, закрепил колодку с парой винтовых клемм – для подключения внешнего герконового датчика давления. От колодки к схеме управления, по элементам конструкции провел провод в тройной изоляции (Фото 20).

Фото 20. Колодка для удобного и разъемного подключения внешнего датчика. Сверху закрывается табельной прозрачной крышечкой.
Фото 21. Подключение к средней пластине реактора вывода «+». Пришлось снимать привинченный изолятор. Второй конец вывода зажимается в винтовой клемме автоматического выключателя на выходе выпрямителя БП. После установки.
Фото 22. Для минусовых выводов зачистил от краски места на торцевых профилях. «Полки» у моего швеллера, толщины внушительной — просверлил отверстия, нарезал М8, притянул наконечники недлинными болтиками. Подложил под головки по шайбе и по стопору.
Фото 23.
Фото 24. Реактор электролизера с пристыкованным и подключенным БП.Babay Mazay, апрель, 2022 г.