Расчет трансформатора для контактной сварки – Трансформатор для сварки своими руками

alexxlab | 19.02.2020 | 0 | Разное

Содержание

Трансформаторы для контактных сварочных машин

Являются понижающими, как и для дуговой сварки.

Для повышения КПД сварки контактных машин делают трансформаторы с жесткой характеристикой и высоким КПД. Коэффициент трансформации намного выше 2-4,6. Это позволяет вторичную обмотку выполнять в виде одного витка.

Учитывают, что при контактной сварке токи во вторичной цепи от 2000-5000 А (машины малой мощности) до 150000 А (большей мощности). При воздушном охлаждении допускается j = 2…3 А/мм2. Чтобы снизить сечение обмоточных проводов, охлаждение у вторичной обмотки делают водяное, j = 30 – 50 А/мм2.

Из-за того, что параметры по толщине, подготовки поверхности и т.д. не стабильны, то для контактных машин с целью получения качественного соединения нужно предусмотреть регулирование номинальной величины U, для машин средней мощности – 8 ступеней регулирование напряжение на второй обмотке.

Расчетное номинальное напряжение на 7-ой ступени, 8-ая ступень максимальная.

Для изменения вторичного напряжения используют секционирование первичной обмотки.

Такой тип соединения принимают для машин малой мощности.

Для машин с высокой мощностью секционирование не позволит получить повышение напряжения превышающего Uсети.

KT = 160; I2MAX = 16000 A

I1min = 50 A

W2max→U2min; Wmin→U2max

Для того, чтобы облегчить ремонт трансформатора, улучшить условия охлаждения первичной и вторичной обмотки и равномерно нагрузить рабочее сечение отдельных секций трансформатора, для контактных машин делают с дисковыми обмотками.

Схема секционирования первичной обмотки, обеспечивающая подключение отдельных секций как последовательно, так и параллельно. Если первичную обмотку разбить на секции, то число витков можно регулировать не только уменьшая или увеличивая их количество, но и включая их последовательно или параллельно.

Если все секции включены последовательно, будем иметь наибольшее W1, W1→I2min.

Если все секции включены параллельно, то W1(8)→I2max.

При последовательном включении замыкают клеммы выключателя 1. При параллельном замыкают 2,3. I, III, V – одна параллельная ветвь; II, IV, VI – вторая параллельная ветвь.

При замыкании 2 и 3 последовательно замыкаются витки секции I, III, V и II, IV, VI, при этом число витков минимально, максимальный ток первичной и вторичной обмотки, но по сечению ток распределяется параллельно, следовательно, уменьшается сечение шин и провода в 2 раза. Существуют комбинации подключения контактов 1,2 и 3. Часть витков секции может быть подключено параллельно, а часть последовательно, в результате мы будем иметь промежуточное значение.

N1→I – VI посл.
N2→I-II, IV-V
N8→I,II,V
II,IV,VI

Сечение первичной и вторичной обмотки определяется длительными (расчетными) токами I1длит и I2длит

I1H можно вычислить как

Сечение магнитопровода трансформатора:

Sмагн = E1(h2):(fwrB4,44)

Можно менять напряжение от максимального до минимального через 7 ступеней:

I1=

При использовании секционной обмотки, некоторые секции будут работать с отличием от того, как они работают, когда включены последовательно или параллельно.

Рассчитать число витков в секции первичной обмотки, рассчитывают количество витков в каждой длине.

Определить число витков первичной обмотки можно:

Ip(1)=

Kt=

Sw2=

Количество дисков во вторичной обмотке выражается в зависимости от мощности трансформатора.

Последний расчет трансформатора заключается в расчете сечения магнитопровода.

, см

, см

, где

B – то, что сердечник набран из пластин, а не моно материал.

Kз = 1,04 – 1,06

Также по теме:

Пневмооборудование. Пневмоаппаратура контактных машин.

Сварка под слоем флюса. Дуговая сварка с флюсовой защитой.

svarder.ru

Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки

МВО РФ

ТГУ АМИ

Кафедра” Оборудование и технология сварочного производства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент : Сафьянов Е. А.

Преподаватель : Климов А. С.

Группа: Т – 307

1. Введение

Контактная сварка - термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металлов вследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки – значительная скорость нагрева, для чего необходимы машины большой электрической мощности.

Цель работы – приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки .

2. Описание конструкции изделия и его материала

Решётка – аллюминевая.

Материал – Амг6 : Al-94%, Mg-6%

Температура плавления – Тпл = 620 С°

Удельный вес – γ = 2,8 г/см³

Коэффициент аккумуляции тепла - =2,35 Дж/см²·С°·с

Температуропроводность – а = 0.7 см²/с

Теплопроводность – λ = 1,7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σт = 2500 кг/см²

Удельное электросопротивление при Тпл - ρт = 7,1·10‾² Ом·см

Технические условия

  1. Соединение группы А

  2. Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

40

180

180

Рис 1. Свариваемая деталь

1,2 8

2,.4

2,4

0,48

Рис 2. Конструкция сварной токи

S = 2,4 мм

h = 0,2...0,7∙S =0,5∙2,4= 1,2 мм

g = 0,2∙S =0,2∙2,4= 0,48 мм

d = 8 мм

t = 30 мм

c = 36 мм

3. Расчет электродов

1. Определение материала электрода

Кадмиевая бронза БрКд

легирующие элементы ------------------------------------ (0,9…1,2)% Cd

твёрдость --------------------------------------------------- (95…115) HB

электропроводность, % к отожженной меди ------ (85…90)%

2. Определение конструктивной формы электрода

Выбираем пальчиковый электрод

3. Определяем размер электрода

3.1.Определяем размер рабочей поверхности электрода

dэ = 2∙S + 3 = 2∙2,4+3 =7,8 - диаметр рабочей поверхности электрода

3.2.Определяем остальные размеры электрода

- диаметр средней части электрода --------------------- D = 20 мм

- диаметр охлаждающего канала --------------- d0 = (0.5…0,6) D=0,6∙20=12 мм

- расстояние от рабочей части до дна охлаждающего канала

h = (0,75…0,8) D= 0,8∙20=16 мм

- длина электрода --- L= 55 мм

- длина посадочной части --- l1=1,2D=1,2∙20=24 мм

- конусность 1:10

12

24

20

55

10

7,8

Рис 3. Конструкция сварочного электрода

4. Расчет режима сварки

4.1.Определяем форму циклограммы в зависимости от материала детали

tк

Fк

Fсв

Iсв

t

tсв

4.2.Находим сварочное давление Fсв кгс в зависимости от толщины и материала

Fсв=(200...250)∙S=250∙2,4=600 кгс

4.3.Определяют расчётное значение сварочного тока из критерия М.В. Кирпичёва

Iсв=d

ρтзначение удельного сопротивления при Тпл, Ом∙см

С – значение критерия Кирпичёва , С=20

Iсв – сварочный ток, А

Iсв=0,8=43590,93 А

4.4.Находим продолжительность импульса сварочного тока

tсв=

tсв – продолжительность импульса сварки, сек

σт – предел текучести металла в холодном состоянии, кг/см²

d – диаметр сварной точки, см

h – высота сварной точки, см

Тпл – температура плавления металла, Сº

- коэффициент аккумуляции тепла, Дж/см²·С°·с

Fсв – давление сварки, кг

К – критерий технологического подобия, К=50

tсв= = 0,27 сек

4.5.Определяем дополнительные параметры режима сварки Fk

Fк=1,5∙ Fсв=1,5∙600=900 кгс

4.6.Определение тока шунтирования

- Рассчитываем активное сопротивление горячей точки

rт, Ом

rт = = = 3,4∙10 Ом

- Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В

Uш = rтIс в= (3,4∙10 )∙43590,93 = 0,15 В

- Значение критерия Неймана χ

χ = = = 0,46

- Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R= = =12∙10 Ом

- Активное , индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

Rш= R(1+0,6∙ χ∙

)=0,00012∙(1+0,6∙0,46∙ )=14∙10 Ом

Xш= R∙0,84∙χ=0,00012∙0,84∙0,46=4,6∙10 Ом

Zш= = =15∙10 Ом

- Определяем ток шунтирования

Iш= = =1000 А

4.7.Определяют расчётный вторичный ток

I=Iсв+ Iш45000 А

4.8.Сводная таблица значений параметров режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

Обозначение

Iсв,

А

Fсв,

кгс

tсв,

сек

Fк,

кгс

Iш,

А

Uш,

В

Zш,

Ом

I,

А

Размерность

43590,93

600

0,27

900

1000

0,15

15∙10

45000

0,3 сек

900 кгс

600 кгс

43590,93 А

t

0,27 сек

Рис 4. Циклограмма точечной сварки

5. Расчёт вторичного контура

5.1.Конструктивно вычерчиваем схему сварочного (вторичного) контура

370

200

600

Рис 5. Схема вторичного контура

5.2.По габаритам сварочного контура конструктивно определяют его раствор Hср и вылет электродов lср

lн=lср=200 мм

Hср= 370 мм

l=600мм

5.3.Расчитываем сечение основных элементов вторичного контура (свечей, гибких шин, вторичного витка, хобота)

F1...n=

где i – допустимая плотность тока А/мм² для данного сечения

Свеча

F1==1250 мм²

Гибкая шина

F2==8000 мм²

Вторичный виток

F3==6700 мм²

Хобот

F4= =5000 мм²

5.4.Определяем диаметр нижнего хобота

dn=9∙=9∙=45 мм²

Е – модуль продольной упругости меди Е=(1,1…1,3)∙10 кгс/мм²

5.5.Находим коэффициент поверхностного эффекта для каждого элемента вторичного контура

Свеча

R1= Ом

=25 < 180

где f – частота тока f=50 Гц

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения Fn

К1=∙10=1,08

Гибкая шина

R2= Ом

=70 < 180

К2=∙10=1,23

Вторичный виток

R3= Ом

=65 < 180

К3=∙10=1,21

Хобот

R4= Ом

=56 < 180

К4=∙10=1,18

Таблица 2.

Значение

Наимено-

ание элемента

Fn,

мм²

Rn,

Ом

Кn

ln,

м

Свеча

1250

0,08

1,08

0,248

Гибкая шина

8000

0,01

1,23

0,33

Втор. виток трансформатора

6700

0,012

1,21

1,375

Хобот

5000

0,016

1,18

0,550

5.6.Находим активное сопротивление токоведущих частей вторичного контура

R=

ρ1, ρ2,…, ρn – удельное сопротивление материала, Ом∙мм

l1, l2,…, ln – длина элементов вторичного контура по схеме контура, см

R=

Ом

5.7.Находим активное сопротивление контактных соединений

Rкон = nnRn.к.+ nнRн.к.

nn – число подвижных контактов nn=2

Rn – сопротивление подвижного контакта Rn=1,5 Ом

nн – число неподвижных контактов nн=9

Rн.к. – сопротивление неподвижного контакта Rн.к.=15 Ом

Rкон =13,8 Ом

5.8.Определяем активное сопротивление участка электрод-электрод

Rэ-э=9 Ом

5.9.Находим индуктивное сопротивление вторичного контура

Х2=

L – индуктивность, мкГн

l – вылет электродов, м

Н – раствор электродов, м

f – частота тока, Гц

Х2= Ом

5.10.Расчитываем полное сопротивление сварочного контура

Z==

==

=77 Ом

5.11.Вторичное напряжение сварочного контура

U= I Z=45000∙0,00077=34 В

5.12.Потребляемая номинальная мощность

P= U I=34∙45000=1530 кВА

5.13.Коэффициент мощности машины в процессе сварки

cosφсв= =

=

6. Расчёт силового трансформатора

6.1.Исходные данные для электрического расчёта трансформатора

U1=380 В I=4000 А f=50 Гц

U=34 В I=45000 А ПВ=20 %

U2max=1,1 U1=37,4 В

U2min==18,7 В

6.2.Расчёт числа витков и сечение трансформатора

1. Рассчитываем число витков в первичной обмотке

w1=

2. Рассчитываем эквивалентные токи на номинальной ступени

I2экв.н.= IкА I1экв.н.= IкА

3. Определяем сечение первичной обмотки

мм²

iн=2,8…3,2 А/мм²

4. Определяем общее сечение вторичного витка

мм²

iн=4…5,5 А/мм² w2=2

6.3.Расчет сердечника трансформатора

1. Фактическое сечение трансформатора

см² = 906 мм²

В=(10000 – 14000) Гс ------- магнитная индукция

Кс=0,92 – 0,93 ---------------- коэффициент, учитывающий не плотность сборки

2. Геометрические размеры сердечника

мм мм

3. Геометрические размеры окна трансформатора

мм²

Кзо – коэффициент заполнения окна

мм мм

4. Вес трансформатора

=362200 г = 362,2 кг

вес железа

кг

вес меди

кг

292

425

144 213 144

Рис 6. Общий вид магнитопровода трансформатора

6.4.Проверочный расчёт трансформатора

6.4.1.Расчёт потерь тока холостого хода

1. Определить потери холостого хода в железе трансформатора, Вт

Рж=qжGж=2∙917=1834 Вт

qж - удельные потери в железе, Вт/кг . Они зависят от марки трансформаторной стали, толщины, качества сборки и индукции

2. Определяем активную составляющую тока х.х., А

Ia=А

3. Определяем реактивную составляющую тока х.х., А

А

lср=2(a+b+c)=2(14,4+21,3+29,2)=130 cм – средняя длина магнитного потока

nз,∆з – число и величина зазоров в магнитной цепи

4. Определяем полный ток х.х., А

А

5. Сравниваем полученное значение тока х. х. с допустимым

при А

< 10%

6.4.2Расчёт нагрева магнитопровода трансформатора

1. Определяем поверхность магнитопровода не закрытую обмотками

Sм=2b(2a+c+2b)+2h(c+2a+3b)+4ac=

= =

= 15489 см²

2. Проверка допустимой удельной тепловой нагрузки

Вт/см²

Вт/см²

6.4.3.Расчёт нагрева обмоток трансформатора

1. Средняя длина витка первичной и вторичной обмоток

см

2. Активное сопротивление первичной обмотки

Ом

3. Активное сопротивление вторичного витка

Ом

4. Потери мощности на нагрев в первичной и вторичной обмотках

Вт

Вт

Вт

5. Расход воды для охлаждения трансформатора

см³/сек

6. Диаметр труб для охлаждения

см

Список литературы

  1. Баннов М. Д. Конспекты лекций “Контактная сварка” часть I, Тольятти , ТГУ, 1998. – 100 с.

  2. Рыськова З. Ф. Трансформаторы для контактных электросварочных машин, “Энергия” 1975. 280 с.

  3. Кабанов Н. С. Сварка на контактных машинах. В-Ш. М. 1973. – 255 с.

  4. Оборудование для контактной сварки : Справочное пособие / Под ред. В.В. Сирнова – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000. – 848 с.

Оглавление

  1. Введение 1

  1. Описание конструкции изделия и его материала 2

  1. Расчёт электродов 3

  1. Расчёт режима сварки 4

  1. Расчёт вторичного контура 7

  1. Расчёт силового трансформатора 11

Список литературы 15

nreferat.ru

Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки (стр. 1 из 3)

МВО РФ

ТГУ АМИ

Кафедра” Оборудование и технология сварочного производства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент : Сафьянов Е. А.

Преподаватель : Климов А. С.

Группа: Т – 307

1. Введение

Контактная сварка - термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металлов вследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки – значительная скорость нагрева, для чего необходимы машины большой электрической мощности.

Цель работы – приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки .

2. Описание конструкции изделия и его материала

Решётка – аллюминевая.

Материал – Амг6 : Al-94%, Mg-6%

Температура плавления – Тпл = 620 С°

Удельный вес – γ = 2,8 г/см³

Коэффициент аккумуляции тепла -

=2,35 Дж/см²·С°·с

Температуропроводность – а = 0.7 см²/с

Теплопроводность – λ = 1,7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σт = 2500 кг/см²

Удельное электросопротивление при Тпл - ρт = 7,1·10‾² Ом·см

Технические условия

1. Соединение группы А

2. Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

40

180

180

Рис 1. Свариваемая деталь

1,2 8

2,.4

2,4

0,48

Рис 2. Конструкция сварной токи

S = 2,4 мм

h = 0,2...0,7∙S =0,5∙2,4= 1,2 мм

g = 0,2∙S =0,2∙2,4= 0,48 мм

d = 8 мм

t = 30 мм

c = 36 мм

3. Расчет электродов

1. Определение материала электрода

Кадмиевая бронза БрКд

легирующие элементы ------------------------------------ (0,9…1,2)% Cd

твёрдость --------------------------------------------------- (95…115) HB

электропроводность, % к отожженной меди ------ (85…90)%

2. Определение конструктивной формы электрода

Выбираем пальчиковый электрод

3. Определяем размер электрода

3.1.Определяем размер рабочей поверхности электрода

d э = 2∙S + 3 = 2∙2,4+3 =7,8 - диаметр рабочей поверхности электрода

3.2.Определяем остальные размеры электрода

- диаметр средней части электрода --------------------- D = 20 мм

- диаметр охлаждающего канала --------------- d 0 = (0.5…0,6) D = 0,6∙20=12 мм

- расстояние от рабочей части до дна охлаждающего канала

h = (0,75…0,8) D = 0,8∙20=16 мм

- длина электрода --- L= 55 мм

- длина посадочной части --- l 1 = 1,2D = 1,2∙20=24 мм

- конусность 1:10

12

24

20

55

10

7,8

Рис 3. Конструкция сварочного электрода

4. Расчет режима сварки

4.1.Определяем форму циклограммы в зависимости от материала детали

t к

F к

F св

I св

t

t св

4.2.Находим сварочное давление F св кгс в зависимости от толщины и материала

F св = (200...250)∙S =250∙2,4=600 кгс

4.3.Определяют расчётное значение сварочного тока из критерия М.В. Кирпичёва

I св = d

ρ т значение удельного сопротивления при Т пл , Ом∙см

С – значение критерия Кирпичёва , С=20

I св – сварочный ток, А

I св =0,8 =43590,93 А

4.4.Находим продолжительность импульса сварочного тока

t св =

tсв – продолжительность импульса сварки, сек

σт – предел текучести металла в холодном состоянии, кг/см²

d– диаметр сварной точки, см

h– высота сварной точки, см

Тпл – температура плавления металла, Сº

- коэффициент аккумуляции тепла, Дж/см²·С°·с

Fсв – давление сварки, кг

К – критерий технологического подобия, К=50

t св =

=0,27 сек

4.5.Определяем дополнительные параметры режима сварки F k

Fк=1,5∙ Fсв=1,5∙600=900 кгс

4.6.Определение тока шунтирования

- Рассчитываем активное сопротивление горячей точки r т , Ом

r т = = = 3,4∙10

Ом

- Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В

U ш = r т I с в = (3,4∙10

)∙43590,93 = 0,15 В

- Значение критерия Неймана χ

χ = = = 0,46

- Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R === 12∙10

Ом

- Активное , индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

R ш = R (1+0,6∙ χ∙ )=0,00012∙(1+0,6∙0,46∙

)=14∙10 Ом

X ш = R ∙0,84∙χ = 0,00012∙0,84∙0,46=4,6∙10

Ом

Z ш === 15∙10

Ом

- Определяем ток шунтирования

I ш === 1000 А

4.7.Определяют расчётный вторичный ток

I =I св + I ш 45000 А

4.8.Сводная таблица значений параметров режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

0,3 сек

900 кгс

600 кгс

43590,93 А

t

0,27 сек

Рис 4. Циклограм

mirznanii.com

Как своими руками быстро изготовить толстый провод (шину) для сварочного трансформатора, сварочные кабеля — Меандр — занимательная электроника

Люблю я мастерить.  Частенько что-то делаю своими руками. Имею в хозяйстве множество разных инструментов и приспособлений.  И вот очень мне захотелось изготовить сварочный трансформатор. Но не простой, а для контактной сварки.

Как известно, силовая обмотка сварочного трансформатора (любого) мотается толстым медным (реже алюминиевым) проводом.  Толщина  (площадь сечения провода) зависит от величины желаемого сварочного тока.  В аппарате ручной дуговой сварки домашнего изготовления сечение «шины» колеблется от 20 до 60 мм. Кв. для токов от 60 до 250 Ампер.  В аппарате контактной сварки (даже маломощном) ток  должен быть хотя-бы 1000 Ампер. Иначе варить придется только тонкие медные провода, а о качественной сварке железных листов и прутков  можно забыть.

В моем случае сечение сварочной шины должно было быть 300 мм.кв. для тока от 1000 до 1300 Ампер. И мне пришлось самостоятельно изготовить обмотку сварочного трансформатора для аппарата контактной сварки. Покупать толстый медный провод диаметром 20 мм смысла небыло, провод очень твердый, согнуть его в домашних условиях не получится. Купить мягкий кабель сечением 300 кв. мм. тоже не могу – не нашел такого в продаже. Да и стоит он наверное прилично. Опять же, самодельный кабель уступает в качестве фабричному,  но во много раз дешевле. Да и сознание того, что это «сам сделал» добавляет хорошего настроения.

Расчет сечения шины и количества жил

Но у меня в хозяйстве есть достаточное количество отрезков тонкого медного обмоточного провода диаметром 0,65 и 0,75 мм.

Подсчитав имеющиеся провода. получил, что для получения нужного сечения шины нужно сложить 1060 тонких проводов. Но как аккуратно свить 1060 тонких проводочков?

Здесь нужно упомянуть, что на производстве, при изготовлении подобных аппаратов сварочную обмотку делают из медных трубок или медных колец изготовленных методом литья. А потом много колец соединяют параллельно для получения нужного сечение и соответственно  большого тока сварки.  Вот я и решил разделить кабель на 2 части, мотать двумя кабелями по 3 витка и соединить их параллельно.  Итак, делаю  изготовить вторичную обмотку трансформатора из имеющихся тонких проводов.   Вторичка будет состоять из 2 шин по 150 см. кв.  Шина нужна не длинная (2 метра всего), но толстая.


В ближайший выходной день, готовлю дли…инный тонкий провод. Этот провод делаю из коротких проводов одинаковой толщины и разной длины (от 0,3 до 15 метров). Сращиваю провода, как показано на рисунке. Сперва снимаю ножом или наждачной бумагой, зажатой между пальцами лаковую изоляцию с участка 2 см с обоих концов провода. После складываю провода крестом на расстоянии 1 см от концов, скручиваю в противоположных направлениях.  Получается скрутка, как на рисунке 1 слева. Потом паяю эту скрутку мягким радиолюбительским припоем. Получается некоторое утолщение на проводе — рис. 1 справа. Конечно, изоляции на этом месте нет, но я не особенно расстраиваюсь – мне это ни к чему.  Готовый длинный провод сматываю на подходящую катушку. 

Приспособление для скручивания жил в шину (кабель)

Из доски длиной больше 2 метров я устраиваю мобильный намоточный цех.  Креплю струбциной доску к столу, иначе при работе она обязательно съедет со стола. К доске прикручиваю 2 уголка, на расстоянии 2 метра – рис. 2. В одном уголке делаю отверстие и вставляю Z образную проволочку с крючком на конце. В этот крючок нужно будет цеплять провод. Сам крючок перемещается на некоторое расстояние, так, чтобы изменять длину будущего кабеля в процессе закручивания шины. Если он не сможет перемещаться, то кабель скрутить не получится. Ведь при навивке проводов общая длина кабеля уменьшится. 


Сперва закрепляю крючок с помощью упорных брусков и металлической скобы со стороны получившейся ручки для вращения – рис.3. Потом наматываю ранее заготовленный тонкий провод так, как показано на рисунке 4 и 5. 

Провод удобно подавать с закрепленной катушки. Поскольку я мотаю 500 жил, то нужно 250 витков провода. Когда нужное количество провода (количество жил) намотано, снимаю крепление с ручки и кручу по часовой стрелке – рис.6. В то же время помощник берет весь пучок проводов с противоположного конца и крутит в ту же сторону. 

 И так мы двое пытаемся скрутить кабель. И так, докрутившись до предела возможностей, понимаю, что больше не закручу. Закрепляю с помощью брусков шурупов и скобы ручку. Оцениваю толщину кабеля – примерно 2 см.

После такой неординарной работы заправляюсь чашкой кофе, потом с помощью Киперной Ленты изолирую шину — накручиваю ленту на кабель. 

Максимально сильно натягиваю ленту, чтобы плотно сжать маленькие проводочки, рис. 7 и 8.  Ленту нужно заготовить заранее, накрутив ее на какое-то подходящее кольцо – так удобнее натягивать ленту при наматывании на шину. Обязательно укладываю витки ленты внахлест почти на половину ширины ленты рис. 9. Это даст возможность сохранить слой изоляции при намотке на сердечник. Дело в том, что наматывая я изгибаю кабель. Толстый кабель ОЧЕНЬ сильно рвет изоляцию по наружному радиусу изгиба. Если витки изоляции будут с большим нахлёстом друг на друга, они скользят относительно друг-друга, частично слазят, когда провод растягивается в месте изгиба. В том числе и по наружному радиусу изгиба. 

Как у меня получилось обмотать жгут проводов – видно на фото 10.  Потом поверх киперной ленты скрепляю еще и скотчем, наматывая его также внахлест,  рис. 11.  Скотч поможет при намотке – он хорошо скользит.

Готовую шину снимаю и подвешиваю вертикально, рис.12. Снова заправляюсь чашкой кофе на этот раз с пирожком. Потом также изготавливаю и вторую шину. На фото видно обе шины вместе, рядом со спичечным коробком. Длина шины после скрутки уменьшилась на 10 см. Но это было учтено при изготовлении.

  

Хоть шины и толстые — получились достаточно мягкими. Благодаря оборачиванию скотчем их поверхность прекрасно скользит. Я без труда намотал 3 витка одной шиной и 3 витка другой,  рис 13 и 14.

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.

В этой статье попытаюсь вам рассказать, как рассчитать трансформатор для сварочного аппарата.

На самом деле ни чего сложного здесь нет. Этот расчет относится как к простым (П и Ш образным) так и к тороидальным трансформаторам.

Для начала определим габаритную мощность будущего сварочного трансформатора:

Где:
Sc - площадь сечения сердечника см.кв.
So - площадь сечения окна см.кв.
f - рабочая частота трансформатора Гц. (50).
J - плотность тока в проводе обмоток A/кв.мм (1.7..5).
ɳ - КПД трансформатора (0,95).
B - магнитная индукция (1..1,7).
Km - коэффициент заполнения окна сердечника медью (0,25..0,4).
Kc - коэффициент заполнения сечения сердечника сталью (0,96).

Подставляя нужные значения упрощаем формулу, она будет иметь вид:

P габаритн = 1.9*Sc*So для торов (ОЛ).

P габаритн = 1.7*Sc*So для ПЛ,ШЛ.

P габаритн = 1.5*Sc*So для П,Ш.

Например у нас ОЛ сердечник (тор).

Площадь сердечника Sс = 45 см.кв.

Площадь окна сердечника So = 80 см.кв.

Формула для тора (ОЛ):

P габаритн = 1.9*Sc*So

Где:
P габаритн - габаритная мощность трансформатора в ваттах.
Sc - площадь сердечника трансформатора в см.кв.
So - площадь окна сердечника в см.кв.

P = 1.9*45*80 = 6840 ватт.

Далее нужно рассчитать количество витков для первичной и вторичной обмотки. Для этого сначала рассчитаем необходимое количество витков на 1 вольт.

Для этого используем формулу:

K = 50/S

Где:
K - количество витков на вольт.
S - площадь сердечника в см.кв.
Вместо 50 в формулу подставляем нужный коэффициент:
для ОЛ (тор) = 35,
для ПЛ,ШЛ = 40,
для П и Ш = 50.

Так как у нас ОЛ  сердечник (тор), примем коэффициент равный 35.

К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.

Далее рассчитываем сколько нужно витков для первичной и вторичной обмоток.

Здесь у нас два пути расчета:

  1. если нам нужен трансформатор с единой первичной обмоткой, то есть мы не собираемся регулировать ток по первичной обмотке ступенями.
  2. если мы собираемся регулировать ток по первичной обмотке и нам нужно рассчитать ступени регулирования.

Регулировка ступенями по вторичной обмотке трансформатора экономически не выгодна, требует дорогостоящих коммутирующих элементов, также требует увеличение длины провода вторичной обмотки, тем самым утяжеляя конструкцию и поэтому здесь не рассматривается.

1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.

Рассчитаем количество витков первичной обмотки по формуле:

W1 = U1*K

Где:
W1 - количество витков первичной обмотки.
U1 - напряжение первичной обмотки в вольтах.
K - количество витков на вольт.

W1 = 220*0.77 = 170 витков.

Далее..

Примем максимальное напряжение вторичной обмотки равным U2 = 35 вольт

Рассчитаем количество витков вторичной обмотки по формуле:

W2 = U2*K

Где:
W2 - количество витков вторичной обмотки.
U2 - напряжение вторичной обмотки в вольтах.
K - количество витков на вольт.

W2=35*0.77=27 витков

Далее рассчитываем площадь сечения провода первичной и вторичной обмоток. Для этого нам нужно знать, какой максимальный ток течет в данной обмотке.

Для этого мы воспользуемся формулой:

Для первичной обмотки.

I первич_max = P габаритн/U первич

Где:
I первич_max - максимальный ток первичной обмотки.
P габаритн - габаритная мощность трансформатора.
U первич - напряжение сети.

I первич_max = 6840/220 = 31 А

Для вторичной обмотки:

Сразу хочу сказать, что я не теоретик, но попытаюсь объяснить формирование величины сварочного тока в трансформаторе, как понимаю это я.

Напряжение дуги для сварки проволокой в среде углекислого газа равно:

Uд = 14+0.05*Iсв

Где:
Uд - напряжение дуги.
Iсв - ток сварки.

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд - 14)/0.05

Далее рассчитаем для полуавтомата.

1. Принимаем напряжение дуги 25 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (25-14)/0.05 = 220 ампер

220*25 = 5500 вт.... Но у нас габаритная мощность трансформатора больше.

Считаем дальше..

2. Принимаем напряжение дуги равным 26 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (26-14)/0.05 = 240 ампер

240*26 = 6240 вт... Почти рядом.

Считаем дальше..

3. Принимаем напряжение дуги равным 27 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (27-14)/0.05 = 260 ампер.

260*27 = 7020вт... Требуемая габаритная мощность выше чем имеющаяся, это говорит о том, что при данном напряжении дуги не будет тока 260 ампер, так как не хватает габаритной мощности трансформатора.

Из выше перечислительных расчетов, можно сделать вывод, что при напряжении дуги в 26 вольт обеспечивается максимальный ток в 240 ампер при данной габаритной мощности трансформатора и именно этот ток вторички мы примем за максимальный:

Iвторич max = 240 ампер.

Для расчета максимального сварочного тока для сварки электродом, рассчитываем так же, только по другой формуле..

Uд = 20+0.04*Iсв

Где:
Uд - напряжение дуги.
Iсв - ток сварки.

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд - 20)/0.04 (считать не будем, я думаю понятно).

Далее...

Из справочных материалов нам известно, что плотность тока в меди равна 5 ампер на мм.кв, в алюминии 2 ампера на мм.кв.

Исходя из этих данных можно рассчитать площадь сечения обмоток трансформатора.

Сечения проводов для продолжительной работы трансформатора ПН = 80% и выше:

Для меди:

S первич медь = 31/5 = 6.2 мм.кв

S вторичн медь = 250/5 = 50 мм.кв.

Для алюминия:

S первич алюмин = 31/2 = 16 мм.кв.

S вторичн алюмин = 250/2 = 125 мм.кв.

Итак мы имеем трансформатор с габаритной мощностью 6840 ватт. Сетевое напряжение 220 вольт. Напряжение вторичной обмотки 35 вольт.

Первичная обмотка содержит 170 витков провода площадью 6.2 мм.кв из меди или 16 мм.кв. из алюминия.

Вторичная обмотка содержит 27 витков провода площадью 50 мм.кв. из меди или 125 мм.кв. из алюминия.

Для ПН = 40% сечения первички и вторички можно уменьшить в 2 раза.

Для ПН = 20% сечения первички и вторички можно уменьшить в 3 раза.

Например ПН = 20% - это значит, что если взять за 100% 1 час работы трансформатора под нагрузкой, то 12 минут варим 48 минут отдыхаем, иначе трансформатор перегреется и перегорит (этот режим больше всего годится для не больших домашних дел). Я думаю тут понятно.

ПН - продолжительность нагрузки.

ПВ - продолжительность включения.

ПР - продолжительность работы.

Все эти термины одно и тоже, измеряются в процентах.

2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.

Например, нам нужен трансформатор с регулированием сварочного тока 16 ступенями например используемого в этой схеме сварочного полуавтомата.

Выбираем номинальное напряжение вторичной обмотки.

Uномин = Uмакс - Uмакс*10/100

Где:
Uномин - напряжение номинальной обмотки (на это напряжение будем рассчитывать вторичку).
Uмакс - максимальное напряжение вторички для конкретного типа расчета.

Рассчитываем, Uмакс = 35 вольт

Uномин = 35 - 35*10/100 = 32 вольт.

Рассчитаем количество витков для вторичной обмотки номинальным напряжением 32 вольт, тип сердечника ОЛ (тор).

K = 35/S

К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.

W2 =U2*K = 32*0.77 = 25 витков

Теперь рассчитаем ступени первичной обмотки.

W1_ст = (220*W2)/Uст2

<strong>Где:
Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке.
W2 - количество витков вторички.
W1_ст - количество витков первичной обмотки.</strong>

Как мы рассчитали ранее количество витков обмотки W2 = 25 витков.

Рассчитаем количество витков первички для напряжения на вторичке равное 35 вольт.
W1_ст1 = (220*25)/35 = 157 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 34 вольт (шаг 1 вольт на вторичке)
W1_ст2 = (220*25)/34 = 161 виток.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 33 вольт
W1_ст3 = (220*25)/33 = 166 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 32 вольт
W1_ст4 = (220*25)/32 = 172 витка.. Номинальная обмотка
Далее рассчитываем на 31 вольт
W1_ст5 = (220*25)/31 = 177 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 30 вольт ..
W1_ст6 = (220*25)/30 = 183 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 29 вольт
W1_ст7 = (220*25)/29 = 190 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 28 вольт
W1_ст8 = (220*25)/28 = 196 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 27 вольт
W1_ст9 = (220*25)/27 = 204 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 26 вольт
W1_ст10 = (220*25)/26 = 211 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 25 вольт
W1_ст11 = (220*25)/25 = 220 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 24 вольт
W1_ст12 = (220*25)/24 = 229 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 23 вольт
W1_ст13 = (220*25)/23 = 239 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 22 вольт
W1_ст14 = (220*25)/22 = 250 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 21 вольт
W1_ст15 = (220*25)/21 = 261 виток.. Пассивный режим
И последняя ступень на 20 вольт
W1_ст16 = (220*25)/20 = 275 витков.. Пассивный режим

Мотаем первичную обмотку трансформатора  до 157 витка, делаем отвод, он будет соответствовать 35 вольтам на вторичке.

Далее мотаем 4 витка до 161 витка и делаем отвод, он будет соответствовать напряжению на вторичке 34 вольт.

Далее мотаем 5 витков и делаем отвод на 166 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 33 вольт и т.д. согласно выше приведенному расчету.

Заканчиваем намотку первичной обмотки на 275 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 20 вольт.

В итоге у нас получился трансформатор габаритной мощностью в 6840 ватт, первичной обмоткой с 16 ступенями регулирования.

Сечение обмоток такие же, как в первом варианте расчета.

На данном этапе мы заканчиваем расчет трансформатора.

Как сделать трансформатор смотрите здесь Делаем тороидальный сварочный трансформатор

Таким образом было рассчитано много трансформаторов и они прекрасно работают в сварочных полуавтоматах и сварочных аппаратах.

Не нужно бояться форсированного режима работы трансформатора (это такой режим, когда к обмотке трансформатора рассчитанного например на 190 вольт приложено напряжение 220 вольт), трансформатор прекрасно работает в таком режиме. Имея маломощный трансформатор, можно вытянуть из него все возможности используя форсированный режим для комфортного процесса сварки с помощью сварочного полуавтомата.

Ссылка для статьи на сайте Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.


Ответ на комментарий.

Как наматывать на П-образный сердечник:

Первичная обмотка.

Вариант 1. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону и соединяем их начала. Концы этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вариант 2. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону, делаем отводы. Замыкая эти отводы, регулируем сварочный ток. Начало этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вторичная обмотка.

Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их концы. Начала этих обмоток используем для сварки.

Расчет площади сердечника и площади окна сердечника Sc и So.

По этим формулам, можно рассчитать требуемые величины.

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор замысловатых расчетов: Admin Svapka.Ru

Понравилась ли вам статья? Если не трудно, то проголосуйте пожалуйста:

svapka.ru

СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР дома [устройство, принцип действия, схема]

Любой домашний мастер мечтает иметь в своем хозяйстве самый разный инструмент, в том числе и [сварочный трансформатор], который станет незаменимым помощником при необходимости собрать какую-либо конструкцию из металла или выполнить сварное соединение.

Данное устройство подходит как для ручной дуговой, так и для точечной сварки различных типов металла.

Автомобилисты могут из сварочного трансформатора сделать споттер, который даст возможность проводить ремонтные работы с кузовом машины в любое удобное время.

Принцип работы всех сварочных агрегатов, которые сделаны на базе обыкновенного трансформатора, один и тот же, различия носит конструктивный характер.

Следует отметить и то, что устройство сварочного трансформатора полуавтомата достаточно простое и собрать его можно даже из обычной микроволновки.

Такие устройства могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, при этом качество сварного соединения всегда остается на высочайшем уровне.

Схема сварочного трансформатора полуавтомата состоит из нескольких обязательных элементов, которые можно найти в хозяйстве у каждого домашнего мастера.

Конечно, можно для домашних целей приобрести современный инвертор, однако его цена доступна далеко не всем.

В любом случае, трансформатор, сделанный своими руками, при правильном подходе к делу и выполнении всех основных рекомендаций, сможет собрать каждый.

Особенности трансформаторов

В настоящее время существует большое количество самых разнообразных сварочных агрегатов, которые можно использовать, в том числе и дома.

Наиболее функциональным считается ручной инвертор, область применения которого достаточно широкая. Он получает питание от сети переменного тока и имеет высокие технические характеристики своей работы.

Инвертор удобен в использовании и обладает большим потенциалом работы. Следует отметить то, что цена инвертора достаточно высокая, и не каждый сможет позволить себе такой универсальный аппарат.

Видео:

Некоторые для дуговой и точечной сварки используют полуавтоматы. Дело в том, что у полуавтомата, как правило, есть отвод специально для дуговой или точечной сварки.

Вообще, полуавтоматы используются при сварке с газом, однако если модель такого полуавтомата предусматривает отвод для точечной или дуговой сварки, то его можно смело использовать и для этих целей.

Между всеми устройствами для данного вида сварки существенное отличие состоит непосредственно в конструктивных особенностях.

В большинстве случаев от постоянного тока питание получают промышленные агрегаты. Бытовые ручные аппараты, в том числе инверторы и полуавтоматы, получают питание от переменного тока.

Если нет денег на инвертор, а для работы по дому постоянно требуется сварочный аппарат, то следует подумать о том, как собрать трансформатор для сварки.

Принцип работы сварочного трансформатора позволяет с легкостью выполнять высококачественные соединения металлов.

Его основные эксплуатационные и технические характеристики практически ни в чем не будут уступать заводским изделиям, если все действия будут выполняться в заданной последовательности.

Любой трансформатор состоит, главным образом, из медных проводов, которые образуют катушки с определенным количеством витков.

Такой самодельный аппарат должен иметь регулятор, при помощи которого будет производиться регулировка всех основных параметров работы, и выполняться технические условия.

Если планируется, что трансформатор будет использоваться, главным образом, для ремонта автомобиля, то внимание следует обратить на споттер.

Споттер отличается от обычного сварочного трансформатора температурой нагрева рабочей области на поверхности металла, что становится возможным за счет некоторых конструктивных особенностей.

Также своими руками можно собрать трансформатор для контактной сварки, и в этом случае можно будет соединять между собой крупногабаритные технические детали.

Виды и типы

Сварочная область активно развивается и постоянно совершенствуется.

Регулярно появляются все новые устройства для сварки, технические характеристики которых в несколько раз превосходят предыдущие изделия.

Как правило, в условиях дома чаще всего используют ручной аппарат, который получает питание от переменного тока и подходит для точечной и дуговой сварки металла.

Видео:

В настоящее время для дома наиболее совершенным считается ручной инвертор, технические характеристики которого отличаются высокими показателями работы, однако его цена доступна далеко не для всех домашних мастеров.

В этом случае многие мастера стараются своими силами собрать трансформатор широкого спектра действия, который можно использовать как для дуговой, так и для точечной сварки.

В настоящий момент есть разные виды трансформаторов для сварки. Для дома чаще всего используется аппарат для дуговой сварки.

Его основным преимуществом является простая и при этом надежная конструкция, а также широкая область применения.

Некоторые технические показатели его работы можно отнести к недостаткам, например низки КПД. Данный самодельный аппарат можно изготовить даже из микроволновки.

Также большой популярностью среди домашних умельцев пользуется самодельный аппарат, предназначенный для точечной или контактной сварки.

Он имеет высокие технические характеристики своей работы и нашел широкое применение в условиях дома. Такой аппарат служит, главным образом, для проведения ремонтных работ в гараже.

Его трансформатор имеет более низкие показатели мощности, однако функциональные возможности достаточно большие. В его схему работы обязательно включаются конденсаторы.

А кроме этого, есть и другие небольшие конструктивные различия. Известны и другие виды устройств для сварки, созданные на основе трансформаторов.

Так, у автолюбителей большой популярностью пользуется споттер. Споттер позволяет качественно ремонтировать кузов машины за счет некоторых конструктивных особенностей.

Какой лучше аппарат собрать свои руками для дома, каждый мастер решает сам. В этом случае, в первую очередь, необходимо определиться, для чего конкретно и какой он нужен.

Непосредственно перед тем, как перейти к сборке такого устройства, в обязательном порядке проводится расчет сварочного трансформатора, который позволяет определить все его основные параметры работы.

Основные характеристики

Все характеристики работы устройства в обязательном порядке необходимы для того, чтобы провести расчет сварочного трансформатора.

В первую очередь, следует обращать внимание на напряжение. В большинстве случаев в условиях дома трансформаторы для точечной, а также дуговой сварки получают питание от переменного тока.

На промышленных предприятиях, как правило, стоит аппарат постоянного тока, который имеет более высокие показатели мощности.

От переменного тока получает питание и инвертор, а также споттер. Большое значение, как для обычного трансформатора, так и для инвертора играет номинальный сварочный ток.

Этот показатель указывает на все возможности сварки, равно как и резки металлических заготовок.

Споттер и самодельный трансформатор, как правило, имеют величину в пределах двухсот ампер, что более чем достаточно для дома.

В процессе выполнения соответствующих работ, в зависимости от характеристики металла осуществляется регулировка силы тока.

Если соответствующий регулятор будет выставлен неправильно, то металл можно расплавить. Такой регулятор имеет и инвертор, а также споттер.

Видео:

Определенные технические характеристики имеет и используемый для сварки электрод.

Сегодня в специализированных магазинах предлагаются различные виды электродов, в том числе и с разным диаметром.

При работе с материалом, который имеет различную толщину, производится регулировка сварочного тока, а также подбирается соответствующий размер электрода.

Для трансформаторов, предназначенных для сварки металлов, должно учитываться и номинальное напряжение, которое замеряется на входе в аппарат.

Его регулировка ручным способом не предусмотрена, а поэтому этот параметр закладывают еще на этап конструирования устройства.

Для трансформатора большое значение играет номинальный режим работы. Это параметр указывает на то, в течение какого постоянного времени самодельный аппарат сможет функционировать в непрерывном режиме.

Также, для того чтобы произвести расчет сварочного трансформатора, необходимо обязательно знать показатели мощности, как потребляемой, так и выходной, а также напряжение холостого хода.

Как инвертор, так и самодельный споттер с трансформатором на корпусе в обязательном порядке имеют специальный регулятор исключительно для регулировки силы тока.

Все остальные параметры в большинстве случаев закладываются в устройстве при его конструировании.

Схема и расчет

Собирая собственноручно для дома трансформатор или споттер, в обязательном порядке придется выполнять расчет сварочного трансформатора.

Как известно, любой трансформатор или споттер состоит из медных проводов, которые в виде витков уложены на сердечник.

Количество медных проводов в одном трансформаторе, предназначенном для сварки, особого значения не играет, так как такое устройство можно собрать даже из микроволновки.

В общую схему устройства необходимо будет правильно интегрировать диодный мост. Если собирается трансформатор для выполнения точечной сварки, то его принципиальная схема будет несколько сложней.

В этом случае помимо проводов и диодного моста, в нее необходимо будет включить в обязательном порядке тиристоры, диоды, а также конденсаторы.

При помощи данных элементов регулировка тока будет более точной, а значит, и качество сварного шва увеличится.

Вообще трансформатор, предназначенный для точечной сварки, имеет более сложное устройство не только в конструктивном плане, но и в схеме сборки.

Какой лучше собрать трансформатор для дома, каждый решает сам, для чего необходимо в точности знать его основное предназначение.

Любой тип трансформатора в обязательном порядке состоит из сердечника плюс обмоток проводов. Оба этих конструктивных элемента и отвечают за технические характеристики сварочного устройства.

Для того чтобы правильно провести необходимый расчет, следует, прежде всего, определиться с такими параметрами, как номинальная сила тока, а также, естественно, напряжение на обмотках.

Видео:

На основании этих показателей и выполняется расчет сечения проводов, и также для обмоток проводов и самого сердечника.

Все расчеты в отношении проводов и сердечника проводятся по соответствующим формулам, и для этого необходимо обладать хотя бы школьными познаниями в физике.

Расчет проводов и сердечника трансформатора одинаков, как для контактной, так и для дуговой видов сварки.

Следует отметить, что расчет проводов необходимо проводить даже в том случае, когда агрегат собирается из обыкновенной микроволновки.

Все технические характеристики, полученные при проведении расчета, потребуются и при эксплуатации сварочного трансформатора.

Этапы сборки

После того, как на руках окажутся все необходимые расчеты, а также схема устройства, можно смело приступать к сборке своими руками.

Собирая самодельный сварочный трансформатор своими руками, придется много считать, в частности количество витков.

Для домашнего применения подойдет агрегат с П-образным сердечником, кроме этого, его легче и проще собрать самостоятельно.

Все действия начинаются с создания каркасов, на которые впоследствии будут смонтированы сердечники. Для этих целей лучше всего использовать специальные текстолитовые пластины.

Видео:

Данные пластины необходимо будет в обязательном порядке изолировать и только после этого можно начинать мотать сами обмотки.

В качестве обмоток лучше использовать провода, которые имеют стеклянную изоляцию, даже не смотря на то, что цена на них несколько выше, чем на обычный тип обмотки.

На концах каждого отвода от обмоток следует закрепить специальные медные болты. Далее следует сформировать и правильно отрихтовать магнитопровод.

При проведении работ следует постоянно контролировать при помощи тестера правильность сборки.

После того, как основная часть сварочного трансформатора будет готова, необходимо сделать диодный мост. Он подключается совместно с дросселем параллельно обмоточным отводам.

После этого устройство следует поместить в корпус и проверить на работоспособность.

Цена такого самодельного устройства будет значительно ниже заводских аппаратов, притом, что качество сварного соединения при правильном выполнении всех работ будет отвечать стандартам.

Для многих мастеров именно цена является определяющим фактором при выборе сварного оборудования и в этом случае такой самодельный аппарат будет отличным выходом из положения.

rezhemmetall.ru

Самодельные сварочные трансформаторы: схема, расчеты и сборка

Сварочный аппарат является необходимым инструментом для строительства и выполнения ряда работ, но представить данный агрегат без сварочного трансформатора трудно. Однако давно был найден выход из этой ситуации – создание самодельного сварочного трансформатора.

Схема устройства сварочного трансформатора.

Что нужно знать перед работой?

На работу влияет ряд характеристик, поэтому необходимо ознакомиться с ними поподробнее, чтобы создать свой трансформатор. Следует начать с количества фаз и напряжения сети. Данные параметры указывают на то напряжение, в котором осуществляется работа. Что касается самодельных вариантов устройств, то для них часто используется 220 В, хотя на некоторых может использоваться и 380 В. Это важно при выполнении расчетов.

Еще одним важным показателем является номинальный сварочный ток. От данной величины зависит возможность использования средства для резки и сварки. В устройствах, изготовленных своими руками, данный параметр не превышает значения в 200 А. Этого вполне хватит, да и от увеличения этого показателя происходит увеличение веса агрегата, что в данном случае неуместно.

При работе аппарата должны существовать пределы регулировки тока. Для работы с металлом, имеющим определенную толщину, необходима и определенная сила тока, иначе он просто расплавится. Чтобы этого избежать, присутствует регулятор. Часто пределы зависят от необходимости применения электродов определенного диаметра.

Рисунок 1. Схема простого сварочного трансформатора.

В самодельных конструкциях они колеблются в пределах 50-200 А. Что касается аппаратов точечной сварки, то здесь значение выше, 800-1000 А.

Определенную значимость имеет и диаметр применяемого электрода. От него зависит и номинальный ток. Так, например, во время применения толстых электродов сила тока должна быть большой, а во время использования тонких – маленькая. Это касается и толщины обрабатываемого металла.

Для аппарата контактной, то есть точечной сварки значение диаметра важно. Необходимо обратить внимание, что в этом случае присутствуют два значения: диаметр электрода и его части в виде конуса.

Следующий показатель называется номинальное рабочее напряжение, которое представляет собой напряжение на выходе после понижения входящего. Данное значение не больше 80 В. Трансформаторы для дуговых агрегатов обладают номинальным напряжением от 30 до 70 В. Данное значение для точечной сварки равно 1,5-2 В. Необходимо обратить внимание, что указанный параметр – величина неизменяемая, а задается с самого начала.

Ключевой характеристикой является номинальный режим работы. Данный показатель указывает на время, в течение которого трансформатор может использоваться без перерыва и за которое он способен остыть. Для самодельных устройств это значение равно 30%. То есть при эксплуатации агрегата в течение 10 минут 7 из них уйдет на остывание аппарата, а 3 минуты будет составлять весь процесс работы.

Рисунок 2. Схема сварочного трансформатора с регуляторами.

Следующие показатели являются второстепенными, так как они практически ни на что не влияют. Но зная их, можно определить КПД устройства. Речь идет о выходной и потребляемой мощности. Во время проведения вычислений нужно знать значение используемой мощности. Кроме того, чем меньше показатель разности между вторым и первым показателями, тем лучше аппарат.

Для дуговых агрегатов необходимо еще учитывать напряжение при холостом ходе. Если этот параметр высокий, то вызвать дугу будет легче. Однако нужно учитывать, что указанное значение имеет свое ограничение, равное 80 В, что связано с безопасностью рабочего, использующего агрегат.

Схема устройства

Создание схемы является важной частью, особенно если нужно сделать трансформатор своими руками. Схема не является сложной, но при возникновении трудностей рекомендуется ознакомиться с ГОСТ 21.614, где указаны графические обозначения электрического оборудования. Самой простой схемой является представленная на рис. 1. Но развитие данного направления претерпевает изменения, в результате чего в самодельных механизмах можно увидеть более сложные детали, как, например, регуляторы и диодные мосты. Подобная схема указана на рис. 2.

Что касается дуговых аппаратов, изготовляемых собственноручно, то чаще всего используется тороидальный трансформатор. Он имеет высокое значение номинальный силы тока и КПД, а вес агрегата невелик. Остальные характеристики тоже выше, чем при использовании сердечника в виде буквы П.

Более сложную схему имеет трансформатор для точечной сварки. В нее включаются тиристоры, конденсаторы и диоды. Это позволяет лучше настроить время рабочего процесса и силу тока. Для агрегата данного типа сварки схема представлена на рис. 3.

Выполнение расчетов

Рисунок 3. Схема трансформатора для точечной сварки.

Трансформатор представлен сердечником и двумя обмотками, которые отвечают за технические параметры изделия. Поэтому для вычислений следует знать параметры первичной и вторичной обмотки, их напряжение, номинальную силу тока и ряд других характеристик.

Для расчетов нужно знать следующие параметры. Сначала потребуется узнать напряжение первичной обмотки, что является напряжением, в котором осуществляется работа агрегата от сети. Данное значение равняется 220 или 380 В.

Необходимо узнать и номинальное напряжение вторичной обмотки, которое направлено на понижение входящего. Данное значение не должно быть больше 80 В, оно нужно для возбуждения сварочной дуги. Следует учесть и диаметр электродов, и толщину металла, с которыми будет вестись работа. В этом случае речь идет о номинальной силе тока вторичной обмотки.

Надежность использования сварочного агрегата зависит от площади сечения сердечника. Для эксплуатации рекомендуется значения от 45 до 55 кв. см. За электропотери отвечает плотность тока в обмотке. Что касается собственноручных вариантов изделий, то для них этот показатель равен 2,5-3 А.

Чтобы наглядно показать, как проводятся расчеты, возьмем свои значения и используем их для формулы. Так, например, напряжение сети будет равно значению U1=220 В, а напряжение для вторичной обмотки составляет U2=60 В. Что касается остальных значений, то номинальная сила тока 180 А, площадь окна So=100 см², площадь сечения сердечника Sс=45 см², плотность тока в обмотке 3 А. Исходя из представленных данных можно вычислить мощность устройства, которая будет равна P = 1,5*Sс*So = 1,5*45*100 = 6750 Вт.

Схема подключения сварочного трансформатора к реактору.

Необходимо обратить внимание, что в данном случае значение 1,5 использовано для трансформаторов, у которых сердечник Ш и П. Что касается сердечников ШЛ и ПЛ, то у них это значение равно 1,7, а для тороидальных – 1,9.

После этого нужно определить количество витков в каждой обмотке. В итоге выходит K = 50/Sс = 50/45 = 1,11. Последнее значение – это количество витков на 1 вольт. В этом случае тоже надо заметить, что цифра 50 подходит для сердечников Ш и П. Для ШЛ и ПЛ значение равно 40, а для тороидальных – 35. После проведенных ранее расчетов можно узнать максимальное значение силы тока на первичной обмотке. Для этого есть формула, куда нужно вставить полученные значения: Imax = P/U = 6750/220 = 30,7 А.

Далее необходимо провести вычисление витков по формуле Wх =Uх*K. Например, для вторичной обмотки подобная формула и результат будут выглядеть следующим образом: W2 = U2*K = 60*1,11 = 67. Последнее значение показывает количество необходимых витков.

Сборка конструкции

В качестве примера показан трансформатор, имеющий сердечник П-образный. Процесс создания конструкции начинается с изготовления каркаса для обмоток. Для этого потребуются пластины из текстолита. Из них вырезаются детали, необходимые для коробок.

Что касается самих коробов, то они будут иметь две крышечки, расположенные в верхней части, на каждой их них нужно сделать прорези, необходимые для стенок в количестве четырех штук. Площадь сечения сердечника будет равна внутренней площади указанных прорезей. Однако нужно заметить, что надо сделать небольшое увеличение, которое потребуется для стен коробов.

Схема устройства однофазного трансформатора.

После завершения сборки каркаса его изолируют, затем можно приступать к созданию обмотки. В качестве проводов рекомендуется брать те, которые имеют термостойкую изоляцию. После намотки одного слоя его изолируют, затем начинается намотка следующего слоя. Следует не забывать, что после определенного количества мотков надо сделать отводы. После завершения обмотки нужно установить верхнюю изоляцию. Медные болты закрепляются на концах отводов.

Затем приступают к собиранию и шихтованию магнитопровода. С этой целью применяется специальное железо. Для сердечника подойдут старые пластины из металла, или можно приобрести новые. После завершения сборки нужно проверить устройство тестером.

На последнем этапе необходимо сделать диодный мост, затем установить регулятор. Для моста подойдут диоды KBPC5010 и В200. Их количество зависит от номинальной силы тока. Если агрегат имеет подобный параметр в 180 А, то для устройства нужно взять 4 диода, так как один рассчитан на 50 А. К радиатору из алюминия прикрепляются диоды, затем осуществляется подключение одновременно с дросселем отводов. Затем собирается корпус, в который будет помещен трансформатор.

Изготовление тороидального трансформатора

Указанные самодельные сварочные конструкции имеют больше преимуществ, чем трансформатор Ш или П-образный. В итоге такой агрегат сделать выгоднее. Чтобы сделать конструкцию самому, нужно воспользоваться частями от старых аппаратов.

Работа включает в себя следующие положения. Сначала нужно пластины из металла обкатать округлым предметом, например бутылкой. После этого одна из пластин скручивается в кольцо, элемент необходимо закрепить саморезами. Получается оправка для пластин.

Затем происходит укладка пластин, работу следует начинать от края, постепенно двигаясь вовнутрь. Необходимо уложить те пластины, которые еще не были обкатаны, что связано со значительным внутренним диаметром. После того как было набрано необходимое количество данных элементов, пластины поджимаются. Постепенно внутренний диаметр будет уменьшаться, поэтому можно начать использовать обкатанные элементы.

Получается первое кольцо для магнитопровода изделия. Нужно произвести подготовку второй оправки, необходимой для следующего кольца магнитопровода. В этом случае действия схожи, укладка осуществляется, как и в случае с первым кольцом. Важно обратить внимание, что не должно оставаться зазоров между пластинами. Нужно уделять время и прижиманию пластин.

Схема тороидального трансформатора.

После выполненных действий нужно использовать молоток, которым следует обстучать торцевую часть колец. Затем потребуется эпоксидный клей, которым пропитываются оба кольца. Клей предварительно нужно развести с растворителем. Оба кольца склеиваются между собой.

Теперь необходимо определить высоту сердечника. Нужно заметить, что она может варьироваться, что зависит от толщины используемых пластин. В данном случае используется сердечник, имеющий высоту 14 см. В итоге его площадь будет составлять 56 кв. см, что с поправкой на зазоры, в конечном счете, составит 50 кв.см.

Далее необходимо провести изоляцию элемента. Для этого вырезаются из картона круги, которые накладываются на сердечник. Готовую деталь обматывают черной изолентой, имеющей тряпичную основу, а после – малярным скотчем.

Трансформатор готов к следующему этапу. На челнок, изготовленный из ДСП, нужно намотать провод первичной обмотки, а конец провода № 1 обматывается филенкой. Затем через отверстие в торе просовываются челнок, каждый виток прижимается. Нужно каждый виток распределить по сердечнику.

После намотки первый ряд обматывается изолентой, далее наматывается второй ряд, не забывая сделать отводы. После этого нужно проверить ток на холостом ходу. Амперметр должен показать значение в диапазоне 0,2-1,2 А. В этом случае действия были выполнены правильно.

Конец № 2 тоже обматывается с помощью филенки. Далее происходит изоляция первичной обмотки. Затем наматывается вторичная обмотка, только в этом случае челнок не будет принимать участия. По завершении работы данная часть изолируется, из текстолита необходимо вырезать два круга, а для крепления обмоток сверлятся два отверстия.

Стоит обратить внимание, что изготовить и собрать конструкцию с первого раза не получится.

Но внимательно выполняя расчеты и монтаж, конечный результат вас порадует.

moyasvarka.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *