RECTIFICADOR DE SOLDADURA CASERO En este artículo intentaré explicar de forma clara y ayudado por algunas fotografías, la construcción casera de un rectificador de corriente para soldadura eléctrica. Quiero dar las gracias de antemano al la web “Científicos Aficionados”, en cuyos foros yo he aprendido tanto. También a toda la gente que participa en esos foros y por ultimo a Ricardo. Un compañero de trabajo y un amigo, que es electricista y me ha ayudado mucho con este proyecto. Bueno una vez que he dado las gracias empezare a explicar como construirlo.
En la foto de arriba se puede ver el proyecto casi terminado. Digo casi terminado parque aún le quiero hacer algunas cosillas más. Parto de una vieja maquina de soldar eléctrica que me dieron estropeada y que yo arregle hace bastante tiempo. Es una “CANORA 3100” de 160 Amp. Lo primero que hay que hacer es conseguirse los rectificadores. En mi caso yo compre unos “KBPC5010W (Puente de Diodos Monofásico 50A 600V)”. Dado que mi máquina es capaz de suministrar 160 Amp debería ser suficiente con colocar en paralelo 4 puentes rectificadores. 50 Amp por 4 = 200 Amp. Cada puente me costó algo menos de 2 euros, así que decidí que era mejor meterle 5 puentes para que trabajaran de un modo más desahogado. 50 Amp por 5 = 250 Amp. En definitiva los 5 puentes rectificadores me costaron menos de 10 Euros. Pero para trabajar con estas intensidades es imprescindible que tengan una buena refrigeración.
Yo le coloqué unos buenos disipadores, (auque uno de ellos es un poco mas pequeño que los otros cuatro). Cada puente está sujeto a su disipador por un tornillo y también he usado una masilla de esas que se usan para favorecer el intercambio de calor entre los elementos unidos. (Como se usa en informática para unir el procesador a su disipador). Para completar el sistema de refrigeración de los puentes rectificadores he colocado dos ventiladores. Creo que bastaría con uno solo, pero en mi caso me conseguí dos ventiladores reciclados, pero que eran de 115 voltios. Así que lo que hice fue conectar los dos en serie.
La caja que he usado para poner todos los elementos también es reciclada. Es la caja de un antiguo amplificador de sonido.
Para adaptar la caja compré 4 conectores hembras que me costaron unos 6 euros cada uno. Coloque dos en la maquina y otros dos en la caja del amplificador, como puede verse en la primera fotografía. De este modo si quiero soldar con corriente continua solo tengo que conectar en los terminales del rectificador y si quiero soldar con corriente alterna solo tengo que conectar a los terminales de la máquina. Ahora pasaré a tocar un tema bastante discutido en el foro de Científicos Aficionados. Es el tema de la resistencia interna de los puentes rectificadores. Hay que tener claro que este asunto puede tirar por tierra todo el proyecto. La discusión es que aunque los puentes sean iguales, siempre habrá pequeñas diferencias de resistencia interna. Estas diferencias de resistencia hacen que la corriente no se reparta de manera equitativa y podría producir que un puente rectificador condujera mas que el resto y que llegara superar su límite de 50 Amp, produciendo la inmediata destrucción del puente rectificador. Esto produciría una cadena que también acabaría con los demás puentes rectificadores. Bueno en mi caso si uno se quemara aun me quedarían 4 con capacidad suficiente para soportar la corriente que genera la máquina. 50 Amp por 5 Puentes = 250 Amp 50 Amp por 4 Puentes = 200 Amp Dado que mi máquina solo genera 160 Amp a plena potencia 4 puentes rectificadores serían suficientes para soportar la carga de trabajo. Pero por supuesto se llegó a la conclusión en el foro de que este problema podría solucionarse colocando una pequeña resistencia de carga a la entrada de los puentes rectificadores. Es decir, colocar unos cables de entrada de 1.5 milímetros de sección y una longitud de 15 centímetros. Yo hice las primeras pruebas con este tipo de cables y puede comprobar que era cierto. Midiendo la entrada de corriente alterna con una pinza amperimétrica pude comprobar que había una diferencia de 3 0 4 Amp entre el puente que más conducía y el que menos conducía. ASUNTO SOLUCIONADO. Pero tengo que reconocer que la solución no me gustaba en absoluto, aun habiendo comprobado que funcionaba. El motivo de mi descontento es que consideraba esto como una bomba de relojería. Un cable de 1.5 de sección solo conduce unos 10 Amp y aunque disminuyéramos el margen de seguridad del fabricante del cable y dobláramos esta intensidad segarían siendo 20 Amp y estos puentes tienen que conducir algo más de 30 Amp cada uno cuando estamos soldando a plena potencia. Por este motivo yo decidí cambiar los cables de 1.5 por otros de 2.5 de sección y también varié su longitud. Puse 25 centímetros en vez de los 15 iniciales para mantener el valor de esta resistencia. Por supuesto hablando siempre de cable RÍGIDO. Con estos valores de longitud y sección hice los cálculos usando la formula de la resistencia
De donde: R = Resistencia del material en ohm (
).
= Coeficiente de resistividad o resistencia específica del material en
, a una temperatura dada. l = Longitud del material en metros. s = Superficie o área transversal del material en mm2. Una vez que los cables de entrada eran de 25 centímetros y 2.5 de sección, (los cuales siguen siendo un poco justos), decidí que los cables de salida también tendrían esa longitud y sección porque si no tenían la misma sección y longitud entre sí, la resistencia total de cada puente sería distinta y volveríamos al problema inicial. De este modo mis cables de entrada y salida a los puentes rectificadores son de cable rígido de 25 centímetros de longitud y 2.5 de sección.
Estos son los cables de entrada a los rectificadores. Tengo que decir que no os podeis fiar del color de cables en fotografías posteriores porque me quedé sin cable y tuve que usar lo que tenía a mano. Tuve que repetir estos cables 4 o 5 veces para que me quedaran de la misma longitud.
En esta fotografía se puede ver la disposición de los puentes rectificadores con respecto a los ventiladores que van a refrigerarlos. Puede observarse que el disipador de menor tamaño está colocado en primer lugar para mejorar su refrigeración.
Como se puede observar en el centro de la caja hay un taco de madera con dos tornillos que albergarán los cables de entrada que bajarán de la máquina. Estos tornillos están separados entre si por un pequeño listón de baquelita. De este modo me evito que los cables queden sueltos y pudieran tocarse entre si produciendo un cortocircuito que podría acabar con la máquina. Estos tornillos apretarán unos terminales redondos que unirán los cables que vienen de la máquina y que traerán corriente alterna con los cables que habíamos dicho antes de 25 cm. de longitud y 2.5 mm de sección, que alimentarán de corriente alterna los puentes rectificadores.
Empezaremos colocando los cables de entrada de una fase.
Y continuamos con la otra fase.
En este caso los cables si son del mismo color y los terminales están aislados con termoretractil azul.
En esta fotografía se puede observar como he ido haciendo curvas con los cables para encajar los cables, que recordemos todos miden 25 cm.
Una vez colocados los cables de entrada es hora de colocar los de salida. Los cuales también miden 25 cm de longitud y 2.5 mm de sección. Será necesario que los cables hagan algunas curvas para conseguir acoplar estos cables tan largos.
En este caso los cables de entrada tienen en su mayoría el mismo color que los de entrada, pero los terminales positivos están aislados con termoretractil rojo y los del negativo con termoretractil negro. En la fotografía no se aprecia muy bien. Hasta este punto tendríamos hecha la entrada a los rectificadores desde la maquina y la salida de los mismos hacia los terminales hembra que le coloque al principio a la máquina, (donde se conecta el porta electrodos y la pinza de masa).
Para llevar la corriente de soldadura desde los puentes rectificadores hasta los bornes de salida yo he usado lo siguiente. Con regletas de cerámica,(que se pueden comprar en cualquier tienda de electricidad, ya que son las mismas que se utilizan en las resistencias de potencia de las cocinas eléctricas), he conectado un cable que yo mismo he realizado trenzando 6 cables de 2.5 mm de sección, y desde aquí al terminal por medio de cables individuales.(Esto es solo porque me resultaba mas sencillo a la hora de darle la vuelta por el propio grosor del cable y por el poco espacio que tenía para encajarlo). Cada terminal tiene 5 cables de 2.5 mm de sección. Con todo esto tendríamos el rectificador terminado a falta de conectarle los cables que bajan de la máquina. Pero con esta situación solo tendríamos una corriente continua pulsatoria. Para intentar hacer que la corriente sea lo más pura posible hay que fabricarse un filtro que en mi caso ha sido solo a base de condensadores.
Mucho se ha hablado de la cantidad necesaria de condensadores que hay que usar para conseguir una corriente continua pura. Pero esto no es posible solo con condensadores. De todas formas solo he tratado de filtrar un poco la corriente pulsatoria y para ello me busque un poco de información en la red.
CALCULO DE UN CONDENSADOR PARA FILTRADO DE TENSIÓN Hay unas cuantas cosas a tener en cuenta cuando se quiere calcular el mínimo necesario para filtrar una tensión rectificada. Lo primero es conocer la frecuencia de la tensión después del rectificador, pues hay que tener en cuenta que cuando se trata de un rectificador tipo puente, (puente rectificador), la frecuencia se duplica. Así si el transformador se alimenta de 220 volts y 50 Hz y rectificamos su salida con un puente rectificador a la salida del mismo tendremos la tensión que nos proporcione el secundario del transformador, pero con una frecuencia de 100 Hz y no de 50 como la frecuencia de la red. Una aproximación al cálculo sería el siguiente:
REGLA DEL 10% Valores recomendables para el condensador en un RECTIFICADOR EN PUENTE: Si quieres ajustar el valor del condensador al menor posible, esta fórmula te dará el valor del condensador para que el rizado sea de un 10% de Vo (regla del 10%): C = (5 * I) / (ƒ * Vmax) Donde: C: Capacidad del condensador del filtro en Faradios I: Corriente que suministrará la fuente en Amperios ƒ: Frecuencia de red Vmax: Tensión de pico de salida del puente (aproximadamente Vo) Si se quiere conseguir un rizado del 7% puedes multiplicar el resultado anterior por 1,4 y si quieres un rizado menor resulta más recomendable que uses otro tipo de filtro o pongas un estabilizador. A mí, por mi parte me salía una cantidad demasiado grande, así que acabe poniendo unos 42.300 microfaradios y lo hice del siguiente modo. Compré unos condensadores de 4700uF, 63V. Estos condensadores eran un poco justo en cuanto al voltaje así que los conecte en serie de dos en dos.
Con esta configuración se queda en 4700uF, 126 Voltios por cada pareja. Ahora el voltaje es más que suficiente y no me dará problemas. El inconveniente es que tienes que poner el doble de condensadores para conseguir una misma capacidad. Yo en este proyecto puse 9 parejas de condensadores conectadas en paralelo. Los condensadores son electrolíticos En la siguiente fotografía se pueden observar las primeras 4 parejas de condensadores.
En la siguiente se pueden ver las 9 parejas de condensadores.
Cada pareja de condensadores está conectada en paralelo con la salida de los puentes rectificadores. Y para descargar estos condensadores cuando se apaga la máquina he colocado también en paralelo una bombilla de 220 volt y 25 W. Los condensadores se descargan en un par de minutos. La bombilla la compre en una casa de electricidad normal, pero se trata de una bombilla de frigorífico.
Las conexiones de los condensadores están hechos con cable rígido de 2.5 mm de sección Cuando se hace tocar el electrodo con el trabajo la descarga de los condensadores hace que el electrodo se encienda con bastante facilidad. También produce un sonido sordo que es como una detonación, pero que en realidad no es para tanto. No da miedo ni hace daño a los oídos, ni nada. Es cuestión de gustos. En la siguiente fotografía se puede observar todos los elementos del rectificador ya montados en su posición. Solo falta conectar los cables que vienen de la máquina y que son los que traen la corriente alterna y que se conectan a los terminales redondos que están en el taco de madera que hay en el centro. Se puede observar que debajo de los condensadores hay una pequeña plancha de plástico blanco que en el caso de que se soltara un cable no tocara sobre la chapa metálica y produjera un cortocircuito. No hay que olvidar por seguridad que también hay que poner un cable de toma de tierra.
En la siguiente fotografía se puede observar la maquina montada y como he montado una pequeña estructura metálica para soportar la máquina de soldar y poder poner debajo el rectificador. También se puede observar que debajo del interruptor principal de la máquina hay otro interruptor más pequeño. Este interruptor pone en marcha o detiene los dos ventiladores que refrigeran los puentes rectificadores. Así si sueldo con corriente continua tengo que activar este interruptor para que los puentes rectificadores se refrigeren. Si sueldo con corriente alterna desconecto este interruptor porque no me hace falta refrigeración en los puentes rectificadores porque estos no trabajan. Una cosa muy importante es que los cables usan terminales faston, y para evitar perdidas los he soldado con estaño. Y también he apretado bien cada terminal.
En la parte trasera se puede ver como entran los cables de la maquina en el rectificador El conjunto pesa bastante, así que también le he colocado unas ruedas.
