Вторичная обмотка сварочного аппарата: Вторичная обмотка – сварочный трансформатор

alexxlab | 18.06.1972 | 0 | Разное

Вторичная обмотка – сварочный трансформатор

Вторичная обмотка – сварочный трансформатор

Cтраница 1

Вторичная обмотка сварочного трансформатора охлаждается проточной водой.  [1]

Зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому подключается обратный провод, а также аналогичные зажимы у сварочных выпрямителей и генераторов, у которых обмотки возбуждения подключаются к распределительной электрической сети без разделительного трансформатора, следует заземлять.  [2]

Сопротивления вторичной обмотки сварочного трансформатора, токоподводящих шин и электродов, входящих в сварочную цепь, мало, и ими можно пренебречь.  [3]

От вторичной обмотки сварочного трансформатора импульс подается к щипцам 6, губки которых служат сварочными электродами.

 [5]

Сопротивления вторичной обмотки сварочного трансформатора, токоподводящих шин и электродов, входящих в сварочную цепь, малы, и ими можно пренебречь.  [6]

Зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, который присоединяется к детали, обязательно присоединяется к сети цехового заземления.  [7]

Один конец вторичной обмотки сварочного трансформатора присоединяют к медному крючку. Другой конец сварочного трансформатора присоединяют к угледержате-лю, в который зажат угольный электрод. Этим электродом касаются торца места скрутки свариваемых отводов. Дальнейшее поддерживание дуги и увеличение количества расплавленного металла могут сжечь скрутку и оставить неспаянными концы проводов.  [9]

Один конец вторичной обмотки сварочного трансформатора присоединяют к медному крючку. Другой конец обмотки сварочного трансформатора присоединяют к угледержате-лю, в который зажат угольный электрод. Этим электродом касаются торца места скрутки свариваемых отводов.  [11]

Напряжение на зажимах вторичной обмотки сварочного трансформатора меняется от 60 – 70 В до нуля.  [12]

Элементы питаются от вторичной обмотки сварочного трансформатора типа СТЗ-24, который может одновременно обслуживать два болтонагревателя. Снаружи корпус защищен от теплового излучения асбестом и заключен в футляр с двумя деревянными ручками и тремя ножками для установки на колпачковую гайку.  [13]

Токоведущие кабели соединяют вторичную обмотку сварочного трансформатора с клещами; рукав высокого давления соединяет пневмогидравлический привод с гидравлическим цилиндром клещей. В непосредственной близости от машины на стенке или колонне закрепляются игнитронный контактор и электронный регулятор времени.  [14]

Питание щупа осуществляется от вторичной обмотки сварочного трансформатора через дроссель Др. Напряжение щупа подается на сопротивление R % П – об-разного измерительного узла. Второе сопротивление узла – потенциометр i i питается от независимого источника. В ветвь сравнения ab последовательно с вентилем В включена обмотка управления ОУ злектромашинного усилителя ЭМУ, питающего двигатель вертикального движения ДВД сварочного аппарата.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Сварочный трансформатор – описание, устройство, принцип работы, виды трансформаторов для сварочных работ

Дуговая сварка – один из самых популярных методов соединения металлических деталей. На электрод и заготовку подается электрический ток, возникает электродуга. Она плавит металл, соединяя металлические поверхности. Температура в момент сварки может достигать 5 тысяч градусов – этого достаточно, чтобы обрабатывать большинство используемых в строительстве и быту металлов.

При технических работах используется не только специальный аппарат, но и сварочный трансформатор. Он должен обеспечивать подачу тока с заданными характеристиками на электроды.

Напряжение, которое требуется для создания электрической дуги, составляет не больше 60-65 В. При сварке в быту достаточно меньшего напряжения – в пределах 30-35 В. При этом стандартные показатели в электросети – 220 В. В некоторых случаях в розетке может быть 120 В или 380 В. Сварочный трансформатор понижает входящее напряжение до того значения, которое необходимо для сварки, повышая при этом силу тока.

Еще один нюанс – количество фаз. Стандартные розетки обычно однофазные, а некоторые сварочные аппараты – трехфазные. Трансформатор нужен, чтобы привести все характеристики: напряжение, силу тока, количество фаз к тем значениям, которые необходимы для выполнения сварки.

Другая его функция – бесперебойная подача тока. Чтобы шов был ровным, в нем не возникало плохо проработанных участков, важно создать равномерную дугу. Любое резкое колебание напряжения в сети скажется на качестве соединения. Предотвратить это поможет сварочный трансформатор, который стабилизирует ток.

Разные модели могут отличаться друг от друга, но у сварочных трансформаторов есть общие элементы конструкции:

• Сердечник. Обычно он изготавливается из стальных пластин. Эта деталь служит для преобразования электромагнитного потока.
• Первичная обмотка. На нее подается входящий ток. Обмотка представляет собой проволоку определенной длинны и сечения. От этих параметров будет зависеть, какое напряжение можно подать.
• Вторичная обмотка. На ней продуцируется исходящий ток. Если в этот момент сварка не ведется и вторичный ток отсутствует, это называется холостым ходом трансформатора.
• Регулирующие элементы. Чтобы можно было установить нужное значение выходящего напряжения, обычно используются подвижные обмотки или перемещение рассеивающих сердечников.
• Зажимы для вывода напряжения на электроды.
• Корпус. Вся конструкция защищается кожухом от повреждений, а также для предупреждения поражения током.

Кроме этого, производители могут дополнительно снабдить трансформаторы ручками, колесиками и другими элементами, чтобы облегчить его передвижения и использования. На первичную обмотку трансформатора подается ток из сети. Обычно это 220 В или 380 В – все зависит от характеристик, на которые рассчитан прибор. За счет этого образуется электромагнитный поток, который передается и замыкается на сердечнике. Создается магнитное поле, которое передает напряжение на вторичную обмотку.

Значения тока и напряжения на обмотках регулируются количеством витков провода и его сечением. Меняя эти соотношения можно повышать или понижать параметры тока до нужных значений. Чем больше длина провода, тем выше напряжение, и наоборот. Поэтому в понижающих трансформаторах витков вторичной обмотки всегда меньше.

Со вторичной обмотки ток с заданными значениями передается на электроды, которые взаимодействуют с металлом, за счет чего и происходит сварка.

Выходящая сила тока регулируется за счет рассеивающего сердечника (шунта) или изменением расстояния между обмотками. Чем больше зазор между обмотками, тем ниже сила тока и наоборот.

Кроме обмоток и сердечника, трансформатор должен содержать такие комплектующие:

• винт (вертикальный) с резьбой;
• ручку для вращения винта;
• ходовую гайку;
• систему подвеса.

Вместе эти элементы образуют систему регуляции выходящего напряжения. Ручка вращает винт, перемещая шунт выше или ниже, понижая или повышая вторичное напряжение.

Кроме этого, на корпусе прибора должна быть решетка. Через нее внутрь попадает воздух, охлаждая трансформатор. Из корпуса выводятся изолированные провода с зажимами подачи тока на металлическую деталь и электрод. Также корпус обязательно заземляется.

Разные дополнительные узлы призваны улучшить работу устройства. Например, при выпрямлении напряжения используются конденсаторы для сглаживания пульсаций. Также могут применяться дополнительные вторичные обмотки, стабилизаторы импульса и фазорегуляторы.

Для расширения возможностей сварки вводят дополнительные элементы сопротивления. Они выводятся на отдельные переключатели и позволяют варить очень тонкие или толстые металлические листы.

В ходе сварки на обмотку подается ток из сети. Он передается на вторичную обмотку, благодаря проводам и контактам он передается на электрод и рабочую поверхность. Между ними возникает дуга, которая нагревает и расплавляет металл.

В том момент, когда на первичной обмотке уже есть напряжение, но сварка еще не производится, трансформатор работает в режиме холостого хода. Из-за того, что электрод не контактирует с металлическим листом, цепь остается разомкнутой и ток не проходит через вторичную обмотку. В это время магнитное поле замыкается внутри сердечника.

Как правило, напряжение холостого хода составляет 48-70 В. В случаях, если эти показатели превышены, нужно автоматическое ограничение во избежание замыкания или перегрева.

Выбирать сварочный трансформатор нужно по таким характеристикам:

• Входящее напряжение. Для бытовых сварочных трансформаторов оно составляет 220 В, для более мощных промышленных аппаратов – 380 В.
• Ток сварки. Диапазон значений, как правило, лежит в пределах 50-500 А. Однофазные приборы обычно выдают около 250 А.
• Вторичное напряжение. Большинство трансформаторов работает в диапазоне от 30 В до 65 В.
• Длительность сварки. Она может варьироваться от 15-20 минут до нескольких часов.
• Мощность прибора. Бытовые модели потребляют около 3 кВт, промышленные – до 27 кВт. Некоторые аппараты не получится использовать от домашней электросети, для них понадобиться отдельный генератор.
• Материал обмотки. Сварочный трансформатор с алюминиевой обмоткой не такой мощный, как прибор с медной обмоткой при прочих одинаковых характеристиках. 

Кроме технических параметров, важно подобрать сварочный трансформатор по приемлемой цене. Если не планируется сварка очень толстых металлических конструкций, вполне достаточно сравнительно недорогого бытового прибора.

Рекомендуемые товары

Трансформаторы бывают нескольких типов в зависимости от количества фаз, на которые они рассчитаны:

Однофазные рассчитаны на бытовую сеть в 220 В. Трехфазные – на промышленную в 380 В. Есть

, работающие от любой сети, но в этом случае меняются их параметры мощности.

Также различают разные виды приборов в зависимости от типов конструкции. Есть аппараты с номинальным и увеличенным магнитным рассеиванием, а также с тиристорным фазорегулятором.

Некоторые трансформаторы работают на постоянном или переменном токе. Бытовые приборы обычно используют переменный ток. Приборы на постоянном токе в своей конструкции содержат выпрямитель. Они применяются на стройке для варки не только черных, но и цветных металлов.

Трансформаторы бывают также однопостными и многопостными. В первом случае можно подключить только один рабочий электрод. Многопостный прибор позволяет использовать сразу несколько электродов и работать одновременно с разными деталями.
  

Они могут выходить из строя по нескольким причинам:

Благодаря простой конструкции трансформатор практически не подвержен неисправностям. А большинство поломок можно устранить самостоятельно, обращаться к услугам мастера не требуется.

Сварочные трансформаторы используются для профессиональной и любительской сварки. С их помощью можно соединять металлические детали разной толщины. Для этого используют плавящиеся и не плавящиеся электроды. В первом случае электрод расплавляется во время работы и служит присадочным материалом. При использовании не плавящихся насадок швы заполняются расплавляемым металлом. Но для работы с ними нужен определенный навык.

Сварочный трансформатор – устройство, принцип работы и виды

Из всевозможных видов промышленного оборудования самым распространенным является сварочный трансформатор. Такой аппарат состоит из нескольких ключевых узлов и способен создавать ток, дуга которого плавит сталь, и соединяет стороны изделия в единый шов. Оборудование делится на несколько видов по сложности исполнения конструкции, а также способности выдавать необходимую величину напряжения. В чем заключается принцип действия сварочного трансформатора и его устройство? Какие физические процессы происходят внутри аппарата? Чем одни изделия могут отличаться от других? Материал статьи и видео сполна осветят эти вопросы.

Устройство сварочного трансформатора

Чтобы осуществлять плавление металла электрической дугой, необходимо изменить параметры тока, потребляемого от сети. В аппарате он модернизируется так, что напряжение понижается (V), а сила тока возрастает (А). Сварка металла этим оборудованием возможна благодаря несложным комплектующим, входящим в его конструкцию. Большинство моделей включают в себя:

• магнитопровод;
• стационарную первичную обмотку из изолированного провода;
• движущуюся вторичную обмотку, часто без изоляции, для улучшения теплоотдачи;
• вертикальный винт с лентовидной резьбой;
• ходовую гайку винта и крепление к обмотке;
• рукоятку для вращения винта;
• зажимы для вывода и крепления проводов;
• корпус с жалюзи для охлаждения.

Некоторые сварочные трансформаторы переменного тока содержат дополнительное оборудование, совершенствующее их работу, о котором будет описано ниже в разделе схем.

Устройство сварочного трансформатора предусматривает магнитопровод. Сердечник не влияет на силу тока, а лишь способствует образованию магнитного поля. Для этого используется пакет пластин из специальной стали. Их поверхность покрывается оксидной изоляцией. Некоторые модели лакируются. Если бы сердечник был из сплошного металла, то вихревые токи (токи Фуко), получаемые из-за действия магнитного потока, снижали бы индукцию поля. За счет наборных составляющих сердечник не образует сплошной проводник, что снижает влияние токов Фуко.

Для более тихой работы пластины сердечника важно стягивать потуже. Слабое соединение ведет к вибрации составляющих благодаря прохождению переменного тока с частотой 50 Гц. Но даже плотное стягивание не устраняет всего шума, поэтому любой расчет сварочного трансформатора подразумевает гул, что слышно на видео по его работе.

Принцип работы сварочного трансформатора

Аппарат, состоящий из вышеописанных элементов, работает по следующему принципу:

1. Напряжение из сети подается на первичную обмотку, в которой образуется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике устройства.
2. После этого напряжение передается на вторичную катушку.
3. Магнитопровод, созданный из ферромагнитных материалов, размещая на себе обе обмотки, создает магнитное поле. Индуцирующий магнитный поток образовывает в обмотках переменные электродвижущие силы (ЭДС).
4. Разница в количестве витков катушек позволяет изменять ток с необходимыми для сварки значениями V и А. По этим показателя происходит расчет сварочного трансформатора.

Существует прямая взаимосвязь между количеством витков вторичной обмотки и получаемым напряжением. При необходимости повысить исходящий ток, вторичную катушку наматывают в большем количестве. Трансформатор для сварки относится к понижающему типу, поэтому число витков вторичной обмотки у него значительно меньше, чем на первичной.

Устройство и принцип действия сварочного трансформатора призвано и регулировать силу исходящего тока, путем изменения расстояния между первичной и вторичной катушками. Именно для этого и предусмотрена движущаяся часть конструкции. На некоторых видео хорошо заметно, что вращение рукоятки и сведение катушек друг к другу приводит к увеличению сварочного тока. Обратное вращение и разведение обмоток способствует понижению силы тока. Это происходит за счет изменения магнитного сопротивления, вследствие чего и возможна быстрая регулировка напряжения, позволяющая подбирать сварочный ток в зависимости от толщины стали и положения шва.

Холостой ход

Сварочный трансформатор имеет два режима работы: под нагрузкой и холостой. Во время выполнения шва, вторичная обмотка замыкается между электродом и изделием. Мощный сварочный ток позволяет плавить металл и образовывать надежное соединение. Но когда сварка окончена, вторичная цепь размыкается. И аппарат переходит в режим холостого хода.

Электродвижущие силы в первичной катушке имеют двойное происхождение. Первые образуются из-за рабочего магнитного потока, а вторые путем рассеяния. Эти ЭДС создаются ответвляясь от основного потока в магнитопроводе, и замыкаясь между витками катушки по воздуху. Именно они и образуют величину холостого тока.

Холостой ход должен быть безопасным для жизни сварщика и ограничиваться 48 V. некоторые модели имею допустимое значение в 60-70 V. Если ЭДС от потока рассеивания превышают эти значения, то устанавливается автоматический ограничитель этого значения. Он должен срабатывать менее чем через секунду после разрыва цепи и прекращения сварки. Для дополнительной защиты сварщика корпус аппарата всегда заземляется, чтобы возникшее напряжение на кожухе, из-за повреждения изоляции первичной обмотки, миновало человеческое тело и уходило в землю.

Схема сварочного трансформатора и ее модификации

Кроме стандартных устройств для изменения тока, сварочный трансформатор может содержать некоторые совершенствующие узлы. Схемы данного оборудования могут быть дополнены:

• несколькими вторичными обмотками;
• конденсаторами;
• импульсными стабилизаторами;
• тиристорными фазорегуляторами.

Дополнительно, в схему трансформатора добавляется сопротивление, предназначенное для продолжения регулировки силы тока там, где разведение обмоток не дает нужного результата. Это востребовано при работе с тонким металлом или очень мощными моделями оборудования. Сопротивление может быть в виде отдельного корпуса с набором контакторов, задающих определенное значение Ом, через которое будет проходить ток от вторичной обмотки, либо обычной пружиной из высокоуглеродистой стали, прикрепляемой к кабелю массы.

Расчет сварочного трансформатора

Для разных видов сварки необходимы трансформаторы разной мощности. Основной расчет производится на основании разности витков обмотки между первичной и вторичной катушками. Для понижающих устройств действует правило, что если исходящее напряжение необходимо понизить в 10 ил 100 раз, то и количество витков на вторичной катушке должно быть меньше в 10 или 100. Это значение имеет погрешность в 3%. Это же правило действует и в обратную сторону.

Каждое устройство подобного типа имеет свой коэффициент трансформации. Это значение (n) показывает масштабирование силы тока при переходе от первичного (i1) во вторичный (i2). Расчет таков: n = i1/i2. Исходя из этого можно создать устройство подходящее под конкретные виды сварки.

Отличия и разновидности оборудования

Виды сварочных трансформаторов разделяются по рабочему предназначению. Они различаются по:

• Весу и размеру. От компактных с ремнем для плеча, до больших, перемещаемых на колесиках или тельфером
• Выдаваемому напряжению холостого хода от 48 V до 70 V.
• Силе тока от 50 до 400 А. На крупных производственных предприятиях встречаются модели с показателем 1000А.
• Потребляемого тока и количеству фаз — 220-380V. Одно и трехфазные версии.
• Импульсной подаче тока или непрерывной.
• Возможности работы с разными диаметрами электродов, от 2 до 6 мм.

Трансформаторная сварка — простой способ получить крепкое соединение. Она хорошо подойдет для монтажа заборов, сварки труб, создании стеллажей и каркасов беседок. Издаваемый гул от аппарата и треск сварочной дуги вносят некоторый дискомфорт от использования устройства.

Сварочные трансформаторы отличаются ценовой доступностью в магазинах и легкостью схемы сборки в домашних условиях. Их принцип действия несложен, а работа аппарата на видео помогает понять основы обращения с агрегатом. Качество шва сохраняется на высоком уровне, поэтому они широко применяются в быту и промышленной сфере.

Поделись с друзьями

1

0

0

1

Сварочный аппарат своими руками – 3 конструкции

Как сделать простые и, в тоже время, функциональные аппараты для сварочных работ и что для этого потребуется — об этом далее в нашей статье.

Оборудование для сварочных работ не обязательно покупать в магазине. Его можно сделать в домашней мастерской. Ведь, по сути, конструкция простейшего прибора элементарна и собрать сварочный аппарат своими руками не составляет труда. Для этого нужны только некоторые комплектующие и немного знаний по электротехнике.

Как сделать простые и, в тоже время, функциональные аппараты для сварочных работ и что для этого потребуется — об этом далее в нашей статье.

Что нужно для сборки сварки

Чтобы собрать простейший сварочный аппарат, нужно понимать принцип его работы.

Вся работа сварки основывается на преобразовании электрического тока из сети. В бытовом использовании нам доступно электричество с напряжением в 220 вольт и силой тока в 16-32 ампера.

Как мы знаем, для сварки этого недостаточно.

Для сварочной дуги требуется мощность, а ее обеспечивает сила тока, измеряемая в амперах (простым языком, это количество электронов подающихся на электрод). Чем больше заряд, тем более продуктивным будет аппарат.

Трансформатор

Для увеличения мощности используют трансформаторы, которые понижают напряжение в несколько раз, но увеличивают силу потока электронов, что позволяет применить такой ток для образования сварочной дуги.

Трансформатор — это основной элемент, позволяющий собрать простейший аппарат, работающий на переменном токе.

Основу трансформатора составляет магнитопровод (сердечник из трансформаторной стали), на который и наматывают обмотки: первичную, из более тонкого провода и большим количеством витков. и вторичную, состоящую из толстого кабеля с наименьшим количеством намоток.

Магнитопроводы для сборки сварочных аппаратов можно использовать, например, со старых силовых трансформаторов.

Питание обеспечивается от бытовой розетки и подается на первичную обмотку.

Обмотки между собой не должны контактировать. Даже если трансформатор имеет намотки одну на другой, между ними обязательно располагается слой изоляции! Ток с одной обмотки на другую передается через сердечник магнитным потоком.

В качестве сварочных кабелей можно использовать продукцию заводского изготовления, или же подобрать подходящий по сечению провод. Главное, что они должны выдерживать мощность аппарата.

Держатели изготавливают из прутка или арматуры небольшого диаметра. По форме они напоминают трезубую вилку, в зубья которой и фиксируют электрод.

Как собрать трансформаторную сварку

Для этого нужно найти рабочий понижающий трансформатор. Можно взять модели С-Б22, ИВ-10, или ИВ-8, мощность которых должна составлять 1-2 кВт. Такие элементы, как правило, используются для питания различных электроинструментов и понижают напряжение с 220 до 36 вольт.

Снятие вторичной обмотки

Сборка трансформаторной сварки проводиться по следующему алгоритму.

• Изначально нужно снять с трансформатора вторичную обмотку, но нельзя повредить первичную.
• Снятую проволоку наматывают на первичную катушку, которая расположена посредине сердечника. При этом на каждые 30 мотков создают отводок (их нужно 8-10 штук), которые номеруют для удобства.
• Две другие стороны сердечника обматывают кабелем с несколькими жилами (минимум три медных проводка с сечением 6-8мм). Для каждой катушки потребуется до 12 метров такого провода. Это будет вторичная обмотка прибора (ВО).
• Клеммы изготавливают из медной трубки диаметром 10-12 мм, при этом кабель вставляют в один конец и зажимают, второй край плющат и сверлят отверстие под крепление. К этому зажиму крепят кабели ВО.
• На трансформаторе крепеж М6 нужно сменить на более мощный (находиться на верхней панели). К этому креплению присоединяют кабель вторичной обмотки.
• Для первичной обмотки потребуется кусок текстолитовой платы с десятью отверстиями, в каждое из которых монтируют крепление М6.
• Чтобы обеспечить работу, нужно последовательно соединить первичную обмотку с крайних, а затем со средней катушки. Отводки из вторичной обмотки вставляют в отверстия платы по номерам от 1 до 10. Ток будет регулироваться клеммами.
• Держатель для электродов можно изготовить из стального прутка в 5 мм, к которому присоединяют кабель. Его делают в виде трезубой вилки. На рукоятку надевают кусок резинового шланга.
• К кабелю массы можно приспособить держатель из магнита или же сделать стальной крючок, на который можно будет надевать на заготовки.

В таком аппарате в первичной обмотке ток будет с силой в 25 Ампер, а во вторичной — 60-120 А. Питание обеспечивается через бытовую розетку. Мощность прибора обеспечит отличную работу электродами с диаметром в 2 мм. Для расходника тройки время сварки будет ограниченным (безостановочно до 10-15 электродов, потом нужно дать остыть трансформатору).

Если у Вас опыта в электротехнике мало, то нужно более детально изучить материалы по тому, как создать такой аппарат.

Точечная сварка из микроволновки

Сваривание точками позволяет соединять очень тонкий металл в том случае, когда традиционные сварочные аппараты могут просто сжечь деталь.

Простейший точечный самодельный сварочный аппарат можно собрать с минимальным количеством материалов, используя старую рабочую микроволновку, с которой потребуется снять трансформатор с мощностью от 1 кВт. Одного такого элемента будет достаточно, чтобы варить точками металл толщиной до 1 мм. Для увеличения мощности можно использовать два трансформатора.

В микроволновке основную работу выполняет магнетрон, для которого требуется мощность около 4000 вольт. Трансформатор для этого работает не на понижения, а на повышение напряжения. На выходе такой элемент дает до 2000 В.

С такого элемента микроволновки нужно взять сердечник (магнитопровод) и первичную обмотку (намотан толстый провод с меньшим количеством витков). ВО (вторичная обмотка) при этом срезается или срубается с использованием стамески. С середины сердечника медную проволоку можно выбить или высверлить.

Важно не повредить при этих манипуляциях первичную обмотку (ПО) и сам сердечник!

После такой работы должен остаться магнитопровод с намотанной первичной обмоткой.

Когда все подготовлено, делают новую вторичную обмотку. Чтобы обеспечить большую силу тока, потребуется очень толстый кабель с сечением в 100 мм². Также может подойти многожильный провод.

Обычно такие кабели имеют толстую изоляцию и она может мешать намотке. Чтобы было удобно, ее можно снять, а кабель заизолировать тканевой изолентой.

Для вторичной обмотки нужно создать как можно меньше витков (уменьшить сопротивление). Сделать нужно 2-3 намотки. Концы кабеля выводят для контактов плюса и минуса.

Электроды изготавливают из толстого медного прута (желательно, чтобы он был не меньше диаметра провода вторичной обмотки). Если точечный сварочный аппарат будет небольшой мощности, то можно использовать жало с паяльников. Сами электроды затачивают в виде конуса.

Управление таким прибором осуществляется рычагом и выключателем. Нижний рычаг делают неподвижным, а верхний желательно сделать на пружине, для возможности сжимать и разжимать электроды. Выключатель ставят на первичную обмотку, куда подается и питание всего аппарата.

Для полноценного функционирования желательно поставить охлаждение для такого прибора. Можно использовать компьютерные вентиляторы. В противном случае потребуется постоянный контроль нагрева трансформатора и остальных элементов, а так же делать перерывы в работе для остывания.

Работу осуществляют следующим образом. Между электродами зажимают заготовку и включают ток. Поставив точку, питание отключают и перемещают деталь.

Такая сварка из микроволновки своими руками обеспечит сваривание очень тонких конструкций. Увеличить мощность можно за счет соединения двух трансформаторов. Но при этом важно правильно собрать такую сборку, иначе неизбежно замыкание.

Сварки постоянного тока

Самодельные трансформаторные аппараты работают на переменном токе, таким образом можно варить различные марки стали. Но некоторые металлы при сварке электродуговым способом требуют постоянного тока для получения качественного соединения.

Чтобы собрать такой прибор, к трансформатору потребуется добавить выпрямитель и дроссели для сглаживания тока.

Выпрямители собирают с диодов, способных выдерживать большую мощность (до 200 Ампер). Они, как правило, габаритные и, к тому же, потребуют сборки системы охлаждения. Диоды монтируют параллельно для повышения тока.

Такой выпрямительный мост позволит выровнять электрическую дугу и получить швы более высокого качества при сваривании нержавейки или алюминия.

Нужно ли все это

Сегодня на просторах интернета можно найти множество схем и конструкций различного оборудования для сварки. От простейшего массивного трансформаторного аппарата до сложнейших самодельных инверторов. Насколько целесообразно их собирать и использовать в домашней мастерской?

Еще десять лет назад инверторы были практически недоступны широким массам и все сварочные работы проводили с помощью габаритных трансформаторов, чаще всего именно самодельных. Их функции позволяют варить различные конструкции с использованием стальных деталей. А многие опытные сварщики варят такими приборами цветные металлы или чугун. Тем более сегодня намного улучшилась ситуация с электродами, которые можно подобрать практически для любого материала.

Однако трансформаторы без выпрямителя работают только на переменном токе и это затрудняет работу с нержавеющей сталью или, к примеру, алюминием. Использование дополнительно выпрямителей увеличивает габариты оборудования и стесняет подвижность. И если для мастерской это не проблема, то уже высотные работы затрудняются. Но главная проблема трансформаторной сварки самодельного изготовления — это точность настройки режимов. Инверторы заводского производства в этом случае намного выигрывают.

Различные конструкции точечных сварок тоже намного упрощают работу с тонкостенными металлами и изделиями, которые можно быстро починить. Но создание действительно мощного аппарата потребует большего количества комплектующих, а они не всегда доступны (попробуйте сейчас поискать два одинаковых трансформатора от микроволновки).

Сборка инвертора в домашней мастерской будет целесообразной в том случае, если у Вас есть почти все необходимые элементы: трансформаторы, выпрямители, транзисторы и прочие. В противном случае зачем заморачиваться поисками и сборкой прибора с сомнительной мощностью и настройкой, если он сегодня стоит от 50-100 долларов? И для небольших объемов работ такого аппарата будет более чем достаточно?

Что Вы можете добавить к этому материалу? Поделитесь своим опытом по сборке самодельного сварочного оборудования, особенно схемами сборки. Как Вы считаете: насколько эффективно применение таких приборов в домашнем хозяйстве? Оставьте свои комментарии в блоке обсуждений к этой статье.

расчет и ток в первичной и вторичной обмотке

На чтение 19 мин Просмотров 4.2к. Опубликовано 03.03.2019 Обновлено 26.05.2021

Современному человеку тяжело представить себе создание и возведение металлических конструкций без использования сварки. Данный метод позволяет качественно и надежно соединять между собой металлические детали.

В результате технология сварки получила широкое распространение и в промышленности, и в быту. Сердцем сварочного аппарата является трансформатор. Его задача заключается в преобразовании электричества сети до необходимого значения.

Роль трансформатора в сварке

Сварочные трансформаторы переменного тока используются в ручной дуговой сварке с применением штучных электродов, в механизированной сварке с использованием флюса и в аргонодуговой для соединения деталей из алюминиевых сплавов.

Назначение заключается в формировании необходимого для сварки значения напряжения, определенных постоянных внешних характеристик и в регулировке сварочного тока.

Требования, предъявляемые к внешним параметрам, определяются на основе таких показателей:

• тип электрода – это может быть плавящийся или неплавящийся стержень;
• характер рабочей среды – открытая дуга, дуга под флюсом, в защитном газе;
• степень автоматизации сварочного процесса – ручная, автоматическая, полуавтоматическая;
• способ регулирования механизма горения – саморегулирование, автоматическое.

Ручная дуговая сварка стержнями с покрытием, аргонодуговая с неплавящимся вольфрамовым электродом, механизированная под флюсом на автоматах с контролем скорости подачи присадочной проволоки в зависимости от величины напряжения дуги – методы соединения металлических деталей, в которых применяется падающая вольтамперная характеристика.

Виды сварочных трансформаторов.

Падающая вольтамперная характеристика подразумевает работу аппарата в режиме регулятора сварочного тока. Исходя из технологических и экономических соображений используется плавно-ступенчатое регулирование.

Такой тип управления предполагает две и более ступени регулирования, сочетающиеся с плавным изменением величины тока в каждой ступени.

Жесткая вольтамперная характеристика используется в автоматической сварке под флюсом при постоянной скорости подачи присадочной проволоки, независимо от напряжения дуги.

Источник питания в таком случае работает в качестве регулятора напряжения.

Изменение величины напряжения может быть:

• плавным;
• ступенчатым;
• смешанным.

Величина сварочного тока зависит от скорости, с которой подается электродная проволока. Источник питания, в свою очередь, устанавливает напряжение дуги и обеспечивает саморегулирование ее длины.

В зависимости от количества фаз выделяют:

1. Однофазный сварочный трансформатор – модель, работающая только при напряжении 220 В.
   Предназначен для бытовых нужд.
2. Трехфазный трансформатор – работает при напряжении сети 380 В.
   Такие модели способны обеспечить на выходе большую силу тока, что делает возможным соединение металлических деталей большой толщины.

Устройство трансформатора

Данное устройство является основным прибором, обеспечивающим питание сварочного процесса. Обычно в нем используется понижающий принцип действия. Это связано с тем, что напряжение сети слишком велико и его необходимо понизить до нужной величины.

Естественно, каждый процесс сваривания в зависимости от особенностей материалов требует определенные параметры трансформатора. В результате это отображается в принципе действия и особенностях конструкции трансформатора.

Изменения касаются регулировки параметров. В каждом конкретном случае требуется определенный подход. Например, работа с тонкими металлическими изделиями предполагает точную настройку параметров, чтобы исключить возможность перепалить детали.

Многие модели характеризуются практически одинаковым набором функций и состоят из одних и тех же узлов, а главное отличие между ними заключается в размерах.

В результате становится возможным изготовление однотипных приборов, имеющих различные диапазоны регулировки по максимальному току и напряжению, что, в свою очередь, будет определять и диаметры электродов, с которыми можно работать.

Также в трансформаторе может находиться и . Его главной задачей является преобразование переменного тока сети в постоянный. В результате сварку можно будет выполнять более качественно. В таком случае схема устройства будет включать еще один элемент.

В других случаях устройство трансформаторов может существенно отличаться из-за принципа регулировки напряжения, несмотря на выполнение одних и тех же функций их строение различно.

Устройство сварочного трансформатора.

Существует несколько основных вариантов регулировки:

• изменением расстояния между первичной и вторичной обмоткой;
• за счет подвижного шунта, изменяющего расстояние зазора;
• благодаря секционной обмотке.

Что касается простых пользователей, то для них, вне зависимости от варианта устройства, все сводится к простому повороту ручки.

Кроме перечисленных выше особенностей устройства данного прибора, в нем могут быть реализованы и дополнительные элементы, такие как: вентиляция, система автоотключения, средства для перемещения и транспортировки. Тем не менее указанные элементы влияют на комфорт использования прибора, а не на его принцип работы.

Чтобы лучше понять устройство сварочного трансформатора, его лучше рассматривать на примере конкретной модели. Одним из вариантов является сварочный трансформатор ТДМ, выпускаемый в широком модельном ряду.

Данное оборудование применяется для понижения напряжения сети до необходимого значения. Конечно же, для различных режимов и холостого хода необходимо различное напряжение, в связи с чем в этом аппарате имеется возможность регулировки параметров, что позволяет добиться нужных характеристик.

Устройство и обслуживание сварочного трансформатора ТДМ такое же, как и у многих других моделей. По сути данный аппарат является регулируемым источником питания сварочного процесса.

Он позволяет осуществлять сварку тонкого металла и более толстых деталей, в зависимости от параметров техники и режимов. Данный аппарат может быть классифицирован по следующим признакам.

Тип подключения:

• возможность подключения к обычной бытовой сети с обыкновенной розеткой, что делает возможным его использование в домашних условиях;
• трехфазные аппараты являются более сложными в подключении и применяются в основном в промышленных целях, кроме того такие устройства отличаются более высокой мощностью.

Первичная и вторичная обмотка трансформатора.

В зависимости от назначения выделяют:

• бытовые аппараты, предназначенные для простых вариантов ручной дуговой сварки, осуществляемой обыкновенными электродами с покрытием;
• промышленные – устройства способные питать сразу несколько рабочих мест одновременно.

Кроме того, существуют и отличия в принципе регулировки напряжения. Выделяют устройства с нормальным рассеиванием магнитного поля, обычно это тиристорные трансформаторы. Такие аппараты применяются в сварке с использованием флюса.

С увеличенным рассеянием существует большее количество моделей, к которым относятся аппараты с подвижным шунтом, подвижной катушкой, а также устройства с секционной обмоткой.

Обычно трансформатор переменного тока имеет следующее устройство:

• первичная обмотка, на которую подается ток из сети;
• вторичная обмотка;
• подвижный элемент замкнутого магнитопровода;
• система подвеса аппарата;
• движущийся винт, позволяющий регулировать воздушный зазор между обмотками;
• рукоять винта управления.

Естественно, приведенное выше устройство не является единственным вариантом исполнения. Это всего лишь один из наиболее распространенных и популярных вариантов трансформатора с подвижными обмотками.

Если необходимо сделать самодельный сварочный трансформатор, тогда нужно, чтобы в нем были реализованы следующие элементы:

1. Центральная часть – магнитопровод, изготавливаемый из нескольких пластин, гальванически разъединенных между собой.
   Самодельные сердечники делают из электротехнической стали, которую можно взять из «донорской» техники.
2. Обмотки из изолированного провода размещаются на сердечнике.
   Длина провода, его сечение и количество витков непосредственно влияет на характеристики аппарата.
3. Регулировку тока можно осуществлять, используя различные решения, приведенные ранее.
   Речь идет про подвижный шунт, обмотки и т.д.
4. В целях защиты устройства его помещают в корпус.
5. Не стоит забывать и про дополнительные элементы, такие как: вентиляция, ручки для более комфортной транспортировки и т.д.

Можно также соединить два трансформатора своими руками с разделением первичной обмотки на две.

Принцип работы

Принцип работы сварочного трансформатора заключается в снижении напряжения сети до необходимого значения в 60-80 В и повышении силы тока до 40-500 А. Чаще всего такие устройства поддерживают переменный ток. Тем не менее существуют и другие варианты, выдающие постоянный ток. Их называют выпрямителями.

Конструкция трансформатора для сварки.

Устройство и принцип действия сварочного трансформатора основаны на едином принципе. После подключения к сети по первичному контуру проходит переменный ток, создающий магнитный поток. В обмотках индуцируется ЭДС, зависящая от количества витков провода.

Так, если намотать на первую обмотку сто витков, а на вторую – 5, то коэффициент трансформации в таком случае будет равен двадцати. В результате после подключения прибора в обычную бытовую сеть, он на выходе будет выдавать одиннадцать вольт, т.е. значение в двадцать раз меньшее, чем в сети.

Изменить нагрузку можно путем изменения зазора магнитопровода. Если зазор будет больше, сила тока уменьшится и наоборот. Количество витков будет определять напряжение вторичной обмотки. Таким образом, такая характеристика сварочного трансформатора, как количество витков, является очень важной.

Работа на холостом ходу

Выше было описано устройство и назначение сварочного трансформатора. Теперь настало время поговорить о таком функционировании агрегата, как холостой ход.

Во время формирования шва, между металлической деталью и электродом, замыкается вторичная обмотка. Под действием электричества металл плавится, в результате чего части заготовки надежно соединяются между собой. После окончания работы вторичная цепь размыкается. Сварка закончена и аппарат переходит в режим холостого хода.

Электродвижущая сила вначале появляется благодаря магнитному полю. Затем ЭДС поддерживается за счет рассеивания.

Электродвижущая сила замыкается между витками катушки в воздушном пространстве и образует показатели холостого напряжения. Холостой ход ограничен величиной в 48 В и считается безопасным для жизни рабочего. Однако в некоторых моделях устройств это значение может быть увеличено и до 70 В.

Если параметры холостого хода превышают установленные величины, тогда используется автоматическое ограничение, которое срабатывает сразу после окончания сварки из трансформатора. Кроме того корпус прибора должен быть заземлен. Такой простой момент увеличит безопасность работы мастера.

Схема конструкции и ее модификации

Помимо стандартного варианта устройства данного аппарата, возможно наличие и некоторых дополнительных узлов, позволяющих в определенной степени усовершенствовать агрегат.

Схема сварочного трансформатора может быть дополнена:

• вторичными намотками;
• конденсаторами;
• стабилизаторами;
• тиристорными фазорегуляторами.

Кроме того, в схему может быть добавлено сопротивление, позволяющее регулировать силу тока, когда разведение катушек уже не дает необходимого результата. Данный вариант устройства сварочного аппарата отлично подойдет для работы с тонким металлом.

Сопротивление может быть выполнено в виде отдельного блока с набором контакторов, задающих необходимую величину Ом.

Стоит отметить, что с того времени, как впервые была открыта электрическая дуга и создан первый сварочный агрегат, прошел не один десяток лет. На протяжении всего этого времени способы сварки, а вместе с ними и оборудование, постоянно совершенствовались.

На данный момент существует несколько вариантов, отличающихся различной сложностью конструкции и принципом работы. Когда речь заходит про возможность изготовить своими руками, то следует выделить два основных наиболее популярных варианта сварки: контактную и дуговую.

Трансформаторы дуговой сварки получили наиболее широкое распространение среди народных мастеров.

Сварочный аппарат на основе трансформатора.

Причин данному явлению существует несколько:

• широкий диапазон применения;
• достаточно простая конструкция, отличающаяся высокой надежностью;
• мобильность и простота использования.

Однако подобная модификация обладает и некоторыми недостатками, главным из которых является низкий коэффициент полезного действия и зависимость качества сварки от навыков рабочего.

Ремонтные и строительные работы, возведение металлических конструкций, сварка труб – это лишь некоторые области человеческой жизнедеятельности, в которых ручная дуговая сварка применяется наиболее широко.

Кроме того, данный метод позволяет не только осуществлять соединение различных металлических деталей, но и резать их.

Конструкция подобных агрегатов достаточно проста. Они состоят из трансформатора с первичной и вторичной обмоткой, регулятора силы тока, держателя электродов и зажима массы.

Конечно же, главным узлом подобных приборов является непосредственно трансформатор. Конструкция этого элемента может быть различной, однако самым популярным является тороидальный трансформатор с П-образным магнитопроводом.

Такой узел устроен следующим образом: намотка сварочного трансформатора выполнена из медного или алюминиевого провода. Количество витков, а также толщина провода зависит от требуемых характеристик аппарата.

Точечная сварка или, как ее называют, контактная, несколько отличается от дуговой. Естественно, главное различие заключается в самом методе. В дуговом варианте плавление происходит под воздействием электрической дуги, которая появляется между электродом и поверхностью металлической детали.

В происходит локальный нагрев изделия в месте соединения за счет прохождения тока между двумя электродами. Металл в таком варианте также расплавляется и соединяется, однако это происходит только в месте контакта электрода с изделием.

Данный способ соединения металлических заготовок получил широкое распространение в автомобильной промышленности, строительстве и т.д.

Кроме самой методики отличия имеются и в конструкции центрального элемента данного аппарата. В первую очередь тут отсутствуют наплавочные электроды. Вместо них применяются медные заточенные стержни, между которыми устанавливают соединяемые изделия.

Трансформаторы в таких агрегатах отличаются значительно меньшей мощностью. Также наличие конденсаторов в подобном устройстве обязательно, в то время как в электродуговых аппаратах можно обойтись и без них.

Тем не менее в независимости от того, какой трансформатор будет использован, главное знать его характеристики. Также важно понимать, за что они отвечают и как их можно поменять. Ниже в таблице представлены некоторые параметры данного элемента.

Параметры	Тип трансформатора
	СП-1	ТСП-2	СТШ-500	ТС-500	ТД-500	ТД-300	ТД-304	ТДП-1
Напряжение сети, В	220/380	220/380	380	220/380	380	380	380	220/380
Номинальный ток, А	160	300	500	500	500	300	300	160
Интервал изменения сварочного тока, А	От 105 до 180	От 90 до 300	От 145 до 650	От 165 до 650	От 80 до 700	От 60 до 400	От 60 до 385	От 55 до 175
Номинальное напряжение дуги, В	25	30	30	30	30	30	35	26,4
Напряжение холостого хода, В	65-70	62	60	60	60-76	61-79	61-79	68
Номинальная мощность, кВ*А	12	19,4	33	32	32	19,4	19,4	11,4
КПД устройства	0,750	0,760	0,90	0,850	0,870	0,860	0,870	0,720
Коэффициент мощности cosϕ	0,46	0,6	0,53	0,53	0,53	0,51	0,6	0,65
Размеры, мм
Длина	254	510	670	840	515	692	692	435
Ширина	424	370	666	576	725	620	620	290
высота	435	590	753	1060	815	710	710	535
Масса, кг	38	65	220	250	210	137	137	38

Важной характеристикой является также количество фаз и напряжение сети. В домашних условиях наиболее простым является использование однофазного аппарата, способного работать от бытовой сети. В этой связи именно такие варианты получили наиболее широкое распространение среди умельцев, изготавливающих их самостоятельно.

Однако возможно использование и трехфазного сварочного трансформатора, который питается от сети 380 В. Данная характеристика является основной при создании и проектировании сварочного агрегата.

Номинальный сварочный ток определяет возможности аппарата в сваривании и резке металлических деталей различной толщины. Если речь идет о самодельном трансформаторе, тогда в них величина данного параметра не превышает двухсот ампер. На практике этого вполне достаточно для выполнения практически любых работ, которые могут появиться быту.

Также следует отметить, что большее значение номинального тока приведет к увеличению массы аппарата. Например, промышленный трансформатор, способный обеспечить ток в тысячу ампер, весит около трехсот килограмм.

Соединение металлических изделий различной толщины требует определенного значения силы тока, в противном случае металл попросту не расплавится и не соединится. В этих целях в аппаратах предусмотрено наличие регулятора, позволяющего задавать сварочный ток.

Обычно интервал регулировки определяется потребностями применения электродов заданного диаметра. В самодельных устройствах диапазон значений тока может варьироваться от 50 до 200 ампер.

Соединение металлических заготовок различной толщины с помощью одного и того же устройства требует не только контроля величины номинального тока, но и использования электродов различного диаметра.

Особенности конструкции сварочных трансформаторов.

Следует хорошо представлять для себя тот факт, что сварка тонкими электродами требует меньшего значения величины номинального сварочного тока, а работа с толстыми электродами – наоборот, больших величин. Тоже самое относится и к толщине металла.

Как уже было отмечено ранее, сварочный трансформатор работает на понижение напряжения электрической сети. На выходе устройство выдает напряжение порядка восьмидесяти вольт. Так, в дуговой сварке интервал значений варьируется в пределах двадцати-семидесяти вольт.

Важно понимать: данный параметр нельзя регулировать, он задается изначально.

Устройства для предполагают еще более низкое значение напряжения от полутора до двух вольт. Это вполне закономерно, исходя из связи величины напряжения с силой тока. Чем больше ток, тем меньше будет напряжение.

Ключевой характеристикой устройства является номинальный режим работы. Он определяет продолжительность беспрерывной работы, а также время, необходимое для остывания.

В самодельных приборах данный показатель обычно находится на уровне тридцати процентов. Это значит, что в течении десяти минут можно беспрерывно работать только три минуты, а остальное время аппарат должен «отдыхать».

Потребляемая и выходная мощность – не столь важные параметры. Тем не менее на их основе можно рассчитать коэффициент полезного действия. Естественно, чем меньше различие в данных характеристиках тем выше производительность.

Напряжение холостого хода является важным критерием для дуговой сварки. При более высоких значениях этого параметра вызвать дугу проще. Выше уже упоминалось о том, что обычно данное значение не превышает восьмидесяти вольт.

Обойтись без принципиальной схемы данного устройства при его самостоятельном изготовлении просто невозможно. По большому счету в конструкции прибора не должно возникнуть особых трудностей, особенно если речь идет про дуговой метод соединения изделий.

С развитием микроэлектроники и электротехники схема трансформатора совершенствовалась. В интернете можно без проблем найти принципиальную схему данного узла. На ней обязательно будут присутствовать различные диодные мосты, регуляторы и, возможно, блоки сопротивления.

Что касается схемы, соответствующей аппарату точечного соединения металлических заготовок, то она существенно сложнее. На ней можно встретить конденсаторы, тиристоры и диоды. Все эти элементы позволяют более тонко контролировать силу тока, а также время сварки.

Существует множество различных схем. Ознакомиться с ними можно как во всемирной паутине, так и в специализированных журналах или книгах.

Расчёт

Ранее уже говорилось о том, что трансформатор для сварки состоит из сердечника, первичной и вторичной обмотки. Именно эти узлы и определяют основные рабочие параметры прибора.

Необходимо заранее определиться с тем, какими должны быть напряжение на обмотках, номинальный ток и т.д. Основываясь на этих значениях следует провести расчет обмоток, сердечника и сечения провода.

В расчете необходимо использовать такие величины, как:

• напряжение сети, являющееся напряжением первичной обмотки U1;
• напряжение вторичной обмотки U2, величина которого не должна быть меньше восьмидесяти вольт;
• номинальная сила тока вторичной обмотки I, определяемая исходя из толщины металла и электродов, с которыми предстоит работать;
• сечение сердечника Sc, площадь которого определяет надежность прибора;
• площадь окна сердечника So выбирается исходя из расчета хорошего магнитного рассеяния, отвода избытка тепла и удобства намотки провода;
• плотность тока А/мм2 – важный параметр, определяющий электропотери в обмотках.

Чтобы лучше представлять специфику расчета параметров трансформатора, следует рассмотреть весь этот процесс на примере. Предположим, что известны следующие данные: U1=220 В, U2=60 В, I= 180 А, Sc=45 см2, Sо=100 см2, и плотность тока 3 А/мм2.

В первую очередь следует определить мощность: P = 1,5*Sс*So = 1,5*45*100 = 6750 Вт или 6,75 кВт.

Затем устанавливается необходимое количество витков в первичной и вторичной обмотке. Данное значение определяется из количества витков на один вольт: K = 50/Sс = 50/45 = 1,11; и максимальной силы тока на первичной обмотке: Imax = P/U = 6750/220 = 30,7 А.

После того, как будут получены значения данных параметров, можно определить количество витков на вторичной обмотке: W2 = U2*K = 60*1,11 = 67 витков.

Расчет витков в первичной обмотке рассчитывается по другой формуле, которая будет указана ниже.

Нередко в случае необходимости расчета тороидального трансформатора определяют ступени регулирования силы тока. Это необходимо для вывода провода на определенном витке. Определить такую характеристику можно по формуле : W1ст = (220*W2)/Uст.

Но для начала следует установить напряжение каждой ступени. Сделать это можно исходя из простого соотношения U=P/I.

Конструктивные особенности сварочного трансформатора.

Например, нужно сделать четыре ступени на 90, 100, 130 и 160 ампер. Мощность устройства составляет 6750 Ватт. Воспользовавшись приведенным соотношением, получим: 75, 67,5, 52, 42,2 вольт. Затем данные подставляются в выражение для ступеней.

В результате получим такие значения: 197, 219, 284, 350 витков. К последней величине следует добавить еще 5 процентов. В результате количество витков составит 385.

В конечном итоге нужно определить сечение провода на обмотках. Чтобы получить это значение необходимо максимальный ток обмотки разделить на плотность тока.

Приведенный выше расчет достаточно прост. Он не вызовет труда ни у одного мастера. Однако порой даже на такие простые вещи не хочется терять время. Также всегда существует вероятность того, что в каком-то действии может быть допущена машинальная описка или опечатка, что приведёт к серьезным последствиям.

Обезопасить себя и сберечь время поможет онлайн калькулятор, позволяющий произвести все описанные выше расчеты автоматически.

После того, как будут произведены все расчеты и при наличии схемы, можно приступать к сборке устройства. Сложной работу не назовешь, однако она потребует определённой усидчивости. Это связано с необходимостью четкого подсчета количества витков.

Выше уже говорилось о высокой популярности именно тороидального варианта устройства, однако далее будет рассмотрен случай трансформатора с П-образным сердечником. Данная модификация отличается большей простотой, именно поэтому она и выбрана.

В первую очередь необходимо изготовить каркасы для обмоток. В этих целях можно использовать текстолитовые плиты. Данный материал нетрудно найти, так как он широко применяется при создании плат. Из них собираем каркасы и изолируем их термостойкой изоляцией. Затем делаем обмотку.

После того, как будет уложен слой, его необходимо заизолировать и только после этого приступать к укладке следующего. По завершению данного процесса на концах отводов закрепляются медные болты.

После формирования обмотки собирается магнитопровод. В качестве материала используется железо, созданное специально в этих целях. Металл характеризуется определенными значениями магнитной индукции, и неправильная марка стали способна все испортить.

Металлические пластины для сердечника можно снять со старых устройств или приобрести по отдельности. Сами пластины имеют толщину около одного миллиметра, и сборка всего сердечника потребует лишь терпеливого соединения всех пластин в единое целое. По завершению следует проверить все обмотки тестером на предмет ошибок.

Высококачественный самодельный трансформатор может не получиться с первого раза. Виной этому могут быть различные ошибки связанные с неправильными расчетами и отсутствием практики сборки подобных устройств.

Если процесс расчета можно существенно упростить с помощью онлайн калькулятора, то опыт можно получить только методом проб и ошибок. Со временем, после нескольких попыток, создание высококачественного устройства своими руками уже не будет представлять особого труда.

Итог

Трансформатор является центральным узлом любого сварочного аппарата. Его главная задача – снижение напряжения и одновременное повышение силы тока до необходимого значения. Благодаря этому становится возможным соединение металлических изделий между собой.

Устройство сварочного трансформатора является достаточно простым. На данный момент в интернете можно найти большое количество схем реализации данного элемента. Так что его можно собрать даже в бытовых условиях. Однако для этого необходимо правильно выполнить расчет сварочного трансформатора.

Сварочные аппараты переменного тока

Основы сварочного дела

Сварочные аппараты переменного тока, применяемые на заводах и строительно-монтажных площад­ках, подразделяют на четыре основные группы: сварочные аппараты с отдель­ным дросселем; сварочные аппараты со встроенным дросселем; сварочные аппараты с подвижным магнитным шунтом; сварочные аппараты с уве­личенным магнитным рассеянием и подвижной обмоткой. Они от­личаются по конструкции и по электрической схеме. Сварочные аппа­раты состоят из понижающего транс­форматора и устройства—дросселя, подвижного магнитного шунта, под­вижной обмотки—для создания па­дающей внешней характеристики и ре­гулирования сварочного тока. Транс­форматор обеспечивает питание дуги переменным током напряжением 60… 70 В.

Сварочные аппараты с отдельным дросселем (рис. 25) состоят из пони­жающего трансформатора и дросселя (регулятора тока). Трансформатор Тр имеет сердечник (магнитопровод) 2 из пластин, отштампованных из тонкой трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. На сердечнике расположены первичная / и вторичная 3 обмотки. Первичная обмотка из изолированной проволоки подключается к сети пере­менного тока напряжением 220 или 380 В. Во вторичной обмотке, изготов­ленной из медной шины, индуцируется напряжение 60…70 В. Небольшое маг­нитное рассеивание и малое омичес­кое сопротивление обмоток обеспечи­вают незначительное внутреннее па­дение напряжения и высокий к. п.д. трансформатора. Последовательно с вторичной обмоткой в сварочную цепь включена обмотка 4 (из голой мед­ной шины) дросселя Др. Обмотка име­ет асбестовые прокладки, пропитанные теплостойким лаком. Сердечник дрос­селя также набран из пластин тон­кой трансформаторной стали и состоит из двух частей: неподвижной 5, на ко­торой расположена обмотка дросселя, и подвижной 6, перемещаемой с по­мощью винтовой пары 7. При враще­нии рукоятки гґо часовой стрелке воз­душный зазор а увеличивается, против часовой стрелки—уменьшается.

При возбуждении дуги (при корот­ком замыкании) большой ток, прохо­дя через обмотку дросселя, создает
мощный магнитный поток, наводящий

э. д.с. дросселя, направленную против напряжения трансформатора. Вторич­ное напряжение, развиваемое транс­форматором, полностью поглощается падением напряжения в дросселе. Напряжение в сварочной цепи почти достигает нулевого значения.

При возникновении дуги свароч­ный ток уменьшается; вслед за ним уменьшается э. д.с. самоиндукции дросселя, направленная против напря­жения трансформатора, и в сварочной цепи устанавливается рабочее напря­жение, необходимое для устойчивого горения дуги, меньшее, чем на­пряжение холостого хода. Изме­няя зазор а между неподвиж­ным (и подвижным магнитопро – водами, изменяют индуктивное со­противление дросселя и тем самым ток в сварочной цепи. При увели­чении зазора магнитное сопротивле­ние магнитопровода дросселя увели­чивается, магнитный поток ослабляет­ся, уменьшается э. д.с. самоиндукции катушки и ее индуктивное сопротив­ление. Это приводит к возрастанию сварочного тока. При уменьшении за­зора сварочный ток уменьшается. Один оборот рукоятки винтовой пары изменяет сварочный ток примерно на 20 А. По этой схеме изготовлены сва­рочные трансформаторы типа СТЭ. Трансформаторы СТЭ-24-У и СТЭ – 34-У не сложны по устройству и безопасны в работе и поэтому их ши­роко применяют при ручной дуговой сварке.

На рис. 26 представлен трансформатор СТЭ-34 с регулятором (дросселем) РСТЭ-34.

25

Трансформатор / и регулятор 2 заключены в от­дельные кожухи из тонкой листовой стали с жалюзи для естественного охлаждения н уста­новлены на колесики для перемещения. Пер­вичная обмотка из изолированной проволо­ки размещена на двух. катушках. Для вклю­чения трансформатора в сеть с напряжением 220 В обмотки катушек соединяют параллель­но, а для сети напряжением 380 В —после­довательно.рис.27) имеют элект­ромагнитную схему, разработанную акад. В. П. Никитиным. Магни – топровод трансформатора состоит

из основного сердечника /, на котором расположены пе. рвичная 2 и вторичная 6 обмотки собственно трансформато­ра, и добавочного сердечника 4 с

Рис. 26

обмоткой 5 дросселя (регулятора тока). Добавочный магнитопровод расположен над основным и состоит из неподвижной и подвижной час­тей, между которыми с помощью винтовой пары 3 устанавливается необходимый воздушный зазор а.

Магнитный поток, создаваемый обмоткой дросселя, может иметь по­путное или встречное направление с потоком, создаваемым вторичной обмоткой трансформатора, в зависи­мости от того, как включены эти обмотки. При встречном соединении магнитные потоки, возникающие при прохождении тока во вторичной обмотке трансформатора Фт и обмотке дросселя Фд, будут направле­ны навстречу друг другу. При этом напряжение холостого хода £Лх = = (/тх— t/дх, где £/тх – напряжение во вторичной обмотке трансформато­ра, В; Uдх — напряжение в обмотке дросселя, В. При попутном включении магнитные потоки Фт и Фд будут иметь одинаковое направление и на­пряжение холостого хода Uxx=ilтх + “Ь Ндх-

Сварочный ток регулируют, изме­няя воздушный зазор а; чем больше зазор а, тем больше сварочный ток.

Сварочный аппарат СТН-500, представлен­ный на рис. 28, предназначен для ручной ду­говой сварки. Здесь применено встречное вклю­чение вторичной обмотки трансформатора и об­мотки дросселя. Обмотки трансформатора раз­мещены на двух катушках для включения в сеть с напряжением 220 и 380 В. Сварочный ток регулируют вращением рукоятки, как и в регуляторе типа РСТЭ. На торцах кожуха сва­рочного аппарата установлены клеммовые дос­ки, к которым выведены с одной стороны кон­цы первичной обмотки, а с другой—одни конец вторичной обмотки и один конец обмотки дрос­селя. Для облегчения перемещения аппарат устанавливают на тележку. Сварочные аппара­ты СТН-500-1 отличаются от СТН-500 тем, что имеют алюминиевые обмотки.

Сварочные аппараты ТСД, приме­няемые главным образом при авто­матической сварке, имеют дистанцион­ное управление регулированием сва­рочного тока. Подвижная часть сер­дечника перемещается с помощью червячной передачи от электродвига­теля, управляемого двумя магнит­ными пускателями. При включении од­ного из них сварочный ток воз­растает, при включении другого— уменьшается. Для охлаждения ап­парата установлен вентилятор с элект­родвигателем трехфазного тока мощ­ностью 0,25 кВт.

Характеристика сварочных аппа­ратов с дросселем приведена в табл. 3.

Таблица З Марка свароч­ного аппарата Напряжение, В Пределы регу­лирования сва­рочного тока, А Масса, кг первичное вторичное трансфор­ матора дросселя холостого хода номиналь­ ное 100… 500 130 90 150…700 160 100 80…450 220 — 150…700 260 — 200..900 380 — 200…600 445 — 400… 1200 540 — 800…2200 950 — СТЭ-24-У 220, 380 60 30 СТЭ-34-У 220, 380 60 30 СТН-350 220, 380 70 30 СТН-500 220, 380 60 30 СТН-700 220, 380 60 30 ТСД-500 220, 380 80 45 ТСД-1000-3 220, 380 80 42 ТСД-2000 220, 380 85 59

Сварочные аппараты с увеличе­нным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом (рис. 29) имеют целый замкнутый маг­нитопровод, у которого на одном
стержне расположены первичная 4 и вторичная 3 обмотки трансфор­матора, а на другом — реактивная обмотка /. Между ними находит­ся стержень— магнитный шунт 2. Шунт замыкает магнитные потоки, создаваемые первичной и реактивной обмотками. При этом образуются магнитные потоки рассеяния, кото­рые создают значительное индуктив­ное сопротивление. Таким образом обеспечивается падающая внешняя характеристика трансформатора.

Сварочный ток регулируют, пере­мещая магнитный шунт вдоль направ­ления магнитного потока. При выдви­жении шунта рассеяние магнитных потоков первичной и реактивной об­моток уменьшается, вследствие чего уменьшается индуктивное сопро­тивление трансформатора. При этом сварочный ток возрастает. По тако­му принципу работают сварочные ап­параты типа СТАН и СТШ.

Сварочные аппараты типа СТШ имеют магнитный шунт, состоящий из двух половин, которые могут сдви­гаться и раздвигаться. При полностью сдвинутых половинах шунта свароч­ный ток будет минимальный. Если раз­двигать половины шунта, то магнит­ный поток рассеяния уменьшается и поэтому сварочный ток возрастает. В строительстве и промышленности при­меняют сварочные аппараты СТШ – 300, СТШ-500 и СТШ-500-80. Аппа­рат СТШ-500-80 отличается от пер­вых двух типов тем, что имеет два диапазона сварочных токов(катушки обмоток могут переключаться с пос­ледовательного соединения для малых сварочных токов на параллельное сое­динение для больших сварочных то­ков). Для монтажных работ рекомен­дуются аппараты легкого типа CTLLI – 250 массой 44 кг.

Характеристика сварочных аппа­ратов с подвижным магнитным шун­том приведена в табл. 4.

Сварочные аппараты с увеличен­ным магнитным рассеянием и подвиж­ной обмоткой. Трансформатор име­ет магнитопровод, на обоих стержнях которого расположены по две катуш­ки: одна с первичной обмоткой, а вто­рая — со вторичной обмоткой. Катуш­ки первичной обмотки закреплены неподвижно в нижней части сердечни­ка, а катушки вторичной обмотки пере­мещаются по стержню с помощью вин­товой пары. Сварочный ток регу­лируют изменением расстояния меж­ду первичными и вторичными обмот­ками. При увеличении этого расстоя­ния магнитный поток рассеяния воз­растает, а сварочный ток уменьшает-

Таблица 4 Марка сварочно­го аппа­рата Потребля­емая мощ­ность, кВ А Вторич­ное напря жение, В Пределы регулиро­вания сва ровного тока, А Масса, кг СТШ-250 15,3 61 80…260 44 СТШ-300 20,5 60 110…405 158 СТШ-500 33,0 60 145…650 220 СТШ-500- 44,5 80 60…800 320 80

Рис. ЗО

ся. По этому принципу изготовлены трансформаторы типа ТС (рис. 30), ТСК и ТД с алюминиевыми обмотка­ми. Сварочные аппараты ТСК имеют конденсаторы, которые включены па­раллельно первичным обмоткам. Они способствуют повышению коэффи­циента мощности. Трансформаторы типа ТД имеют сварочных токов: при параллельном вичных и вторичных обмоток и ма­лые токи — при последовательном их соединении. Переключение обмоток

производится одновременно пакетным переключателем. В каждом диапазоне ток плавно регулируют, изменяя рас­стояние между катушками первичной и вторичной обмоток. Удобны для ра боты в условиях строительно-монтаж ной площадки трансформаторы ТД 304, отличающиеся от ТД-300 нали чием устройства в виде Дополнитель ной приставки для дистанционного ре гулирования сварочного тока. Харак теристйка сварочных аппаратов с под вижной обмоткой приведена в табл. 5

два диапазона большие токи — соединении пер-

Для. строительно-монтажных ра бот очень удобны облегченные пере­носные сварочные аппараты ТСП-1 и ТСП-2. Они предназначены для сварки коротких швов, прихваток, т. е. при сварке с большими перерывами. Вто­ричная обмотка трансформатора ТСП- 1 секционирована, что позволяет сту­пенчато регулировать сварочный ток переключением секций с помощью пе­ремычки на броневой доске трансфор­матора. Масса сварочного аппарата ТСП-1 — 35 кг. Пределы свароч­ного тока 105… 180 А. Масса аппа­рата ТСП-2 — 63 кг. Номинальный ток — 300 А.

Трехфазные сварочные аппараты применяют при сварке трехфазной ду­гой спаренными электродами. Процесс сварки осуществляется сварочными дугами, которые возбуждаются меж­ду каждым электродом и сваривае­мой деталью и между электродами. Аппарат (рис. 31) состоит из трех – фазного трансформатора /, регулятора сварочного тока и магнитного контак­тора 3. Первичная обмотка включает­ся в силовую сеть напряжением

Таблица 5 Тип Потреб­ляемая мощность, кВ-А Вторич­ное напря­жение, В Пределы регулиро­вания сва­рочного тока, А Масса. Кг ТС-120 12 68 50…160 90 ТС-300 20 63 110…385 180 ТС-500 32 60 165…650 250 тск-зоо 20 63 110…385 215 ТСК-500 32 60 165…650 280 ТД-300 19,4 61 и 79 60…400 137 ТД-500 32 60 и 76 85…700 210

220 В (соединение обмоток в треуголь­ник) или 380 В (соединение обмоток в звезду). Вторичная обмотка имеет по две катушки на каждом стерж­не и выполнена из голой медной шины. Регулятор сварочного тока состоит из двух дросселей и трех обмоток. Две обмотки 5 и б расположены на одном магнитопроводе и подключены к спа­ренным в едином электрододержателе, но изолированным друг от друга электродам 7 и 8. Третья обмотка 4 расположена на втором магнитопро­воде и подключена к свариваемой детали 9. Регулятор вмонтирован в общий корпус и снабжен двумя ру­коятками, с помощью которых (изме­нением воздушных зазоров в магнито – проводах) регулируется сварочный ток. Одной рукояткой регулируют ток одновременно в обеих фазах, подклю­ченных к электродам, а второй ру­кояткой— в фазе, подсоединенной к изделию.

Магнитный контактор 3 служит для включения цепи спаренных электродов. В начальный момент при возбуждении дуги сварочная цепь замыкается через сваривае­мую деталь и один из электродов (на рисунке электрод 8). Ток прохо­дит по обмотке 4 регулятора и обмот­ке 2 контактора. Контактор включает обмотку 5 регулятора. Возникает вто­рая дуга. При отводе электродов от де­тали ток в обмотках 4 и 2 прекра­щается и контактор 3 выключает цепь обмотки 5, гасит дугу между электро­дами.

Трехфазный сварочный аппарат ЗСТ конструкции проф. Н. С. Силунова имеет мощность 45 кВ-А, вторичное напряжение — 60 В, сварочный ток— 450 А. Заводом «Электрик» для руч­ной сварки выпущены трехфазные сва­рочные аппараты ТТС-400 на 400 А, состоящие из двух спаренных транс­форматоров СТН в едином корпусе. Схема питания трехфазной сварочной дуги приведена на рис. 32. Для авто­матической сварки заводом «Элект­рик» выпущены трехфазные сварочные аппараты ТТСД-1000 на 1000 А, сос­тоящие из двух спаренных трансфор­маторов ТСД-1000-4.

Рис. 32

Трехфазные сварочные аппараты обеспечивают высокую производитель­ность, экономию электроэнергии (к. п.д. достигает 0,9) и равномерную загрузку фаз сети при высоком коэф­фициенте мощности (cos ф= 0,8), од­нако ввиду сложности сварочного обо­рудования и трудностей при сварке потолочных и вертикальных швов при­меняются ограниченно.

Рис. 33

ключают к дросселям Др, а клеммы 3— к детали. Дроссели соединяют между собой также параллельно. Сва­рочный ток регулируют вращением ру­кояток дросселей так, чтобы обеспе­чить равенство нагрузок на трансфор­маторы. Равенство нагрузок проверя­ют амперметром.

В некоторых случаях для повыше­ния устойчивости горения дуги, питае­мой переменным током, применяют способ наложения на сварочный ток частотой 50 Гц токов высокой час­тоты (150…500 кГц) и высокого нап­ряжения (1500…6000 В). Такие меры предпринимают при сварке тонкостен­ных изделий дугой малой мощности и при сварочном токе 20…40 А, а также при сварке в защитных газах, сварке специальных сталей и некото­рых цветных металлов.

Для получения токов высокой час­тоты и высокого напряжения приме­няют осцилляторы – параллельного и последовательного включения. Прин­ципиальная схема осциллятора парал­лельного включения ОСПЗ-2М и его включения в сварочную цепь показа­на на рис. 34. Осциллятор ОСПЗ-2М включают непосредственно в питаю­щую сеть напряжением 220 В. Он состоит из повышающего (с 220 В до 6000 В) трансформатора ПТ и ко­лебательного контура. Колебательный контур, состоящий из высокочастотно­го трансформатора ВЧТ, конденсато­ра Сз и разрядника Р, вырабатывает высокочастотный ток. Контур связан со сварочной цепью индуктивно через трансформатор ВЧТ, выводы вторич­ной обмотки которого присоединяют: один — к клемме «земля» выводной панели, а другой—ко второй клемме через конденсатор Сб и предохрани­тель Ярг Конденсатор Сб препятствует прохождению тока высокого напряже­ния и низкой частоты в сварочную цепь и служит для защиты сварщика в случае пробоя конденсатора Сз. Пре­дохранитель Пр’2 выключает осцилля­тор в случае пробоя конденсатора Се. Для устранения радиопомех в питаю­щей сети осциллятор снабжен фильт­ром из двух защитных дросселей Др і и Др-2. и четырех конденсаторов Сі, Сч, С з и Са. Фильтр защищает цепь питания от токов высокой час­тоты. Для общей защиты от радио – помех осциллятор имеет экранирую­щий металлический кожух.

Осцилляторы последовательного включения ( М-3, ОС-1) применяют в установках для дуговой сварки в за­щитных газах. Они обеспечивают бо­лее надежную защиту генератора (или силового выпрямительного блока) от пробоя высокочастотным напряже­нием осциллятора.

При применении осциллятора дуга загорается легко, даже без прикосно­вения электрода к изделию (при зазо­ре 1…2 мм), что объясняется предва­рительной ионизацией воздушного промежутка между электродом и сва­риваемой деталью.

Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан импульсный генератор ГИ-1, который. подает ток высокого напряжения (200…300 В) им­пульсами в те моменты, когда напря­жение в сварочной цепи переходит через нулевое значение. Тцкие гене­раторы более надежны в работе и более экономичны, чем осцилляторы, так как требуют меньше энергии.

Читайте о том как выбрать сварочный аппарат для дома или дачи. Чем такие устройства отличаются от полу- и профессиональных. Что необходимо знать перед покупкой.

В последнее время с появлением китайской техники на мировом рынке, сварочный аппарат стал наиболее популярным инструментом у владельцев частных домов, коттеджей, дач и гаражей. Учитывая соотношение цен на приобретение сварки …

Выполнение сварочных работ на строительно-монтажной площадке требует особо четкого выполнения всех правил безопасности производ­ства работ. Сварочные работы на высоте с лесов, подмостей и люлек разрешается производить только по­сле проверки этих …

Режимы работы сварочного трансформатора

Работа сварочного трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Режим холостого хода трансформатора устанавливают при разомкнутой вторичной обмотке в момент подключения первичной обмотки к сети переменного тока с напряжением U1.
Работа трансформатора
При этом по первичной обмотке идет ток I1, который создает переменный магнитный поток Ф1. Этот поток индуцирует во вторичной обмотке переменное напряжение U2. Поскольку цепь вторичной обмотки разомкнута, ток в ней не идет I2 = 0 и никаких затрат энергии во вторичной цепи нет. Поэтому вторичное напряжение на холостом ходу максимально и эту величину называют напряжением холостого хода U2 = Uхх.
Отношение напряжений первичной и вторичной обмоток при холостом ходу называют коэффициентом трансформации К. Он также равен отношению чисел витков первичной обмотки w1 и вторичной обмотки w2:
В сварочных трансформаторах сетевое напряжение 220 В или 380 В преобразуется в более низкое напряжение холостого хода U2 = Uхх = 60…80 В.
Режим нагрузки устанавливают благодаря замыканию цепи вторичной обмотки в момент зажигания дуги. При этом под действием напряжения U2 во вторичной обмотке и дуге появляется ток I2 = Iсв. Этот ток в сердечнике создает переменный магнитный поток, который стремится уменьшить величину потока, создаваемого первичной обмоткой Ф1. Противодействуя этому, сила тока в первичной обмотке увеличивается. Увеличение потребления энергии в первичной обмотке должно быть равно увеличению отдачи энергии дуги вторичной обмоткой в соответствии с законом сохранения энергии.
Напряжение во вторичной обмотке трансформатора при нагрузке равно:
где Uд – падение напряжения на дуге; XL – индуктивное сопротивление сварочного контура.
Омическое сопротивление сварочного контура R, включая вылет электрода, значительно меньше индуктивного сопротивления ХL. По этой причине при расчете U2 величиной R пренебрегаем.
Часть магнитного потока Фр по пути от первичной обмотки ко вторичной рассеивается в пространстве. Магнитный поток рассеивания тем больше, чем больше расстояние между обмотками.
В результате вторичную обмотку пронизывает магнитный поток Ф2. Падающая внешняя вольтамперная характеристика сварочного трансформатора получается благодаря изменению величины рассеивания магнитного потока Фр.
При этом напряжение дуги Uд уменьшается Uд = U2 – Iсв·XL при увеличении силы сварочного тока Iсв и индуктивного сопротивления XL.
Как показано на рисунке ниже, регулировать трансформатор можно:
• изменяя индуктивное сопротивление сварочного трансформатора XL,
• изменяя напряжение холостого хода Uхх.
Регулирование силы сварочного тока Iсв, силы тока короткого замыкания Iкз и напряжения холостого хода Uхх трансформатора
Первый способ более распространен и позволяет плавно регулировать сварочный ток. Второй способ применяют как дополнительный. Как правило, трансформатор имеет одну или две фиксированные величины Uхх и U’хх. U’хх получают, устанавливая дополнительные секции в первичной или вторичной обмотках. При величине напряжения холостого хода U’хх, как и при Uхх, можно плавно регулировать индуктивное сопротивление ХL, а следовательно – сварочный ток Iсв и ток короткого замыкания Iкз.
Плавное двухдиапазонное регулирование тока позволяет уменьшить массу и габариты трансформатора. Для получения диапазона больших токов обе катушки первичной и вторичной обмоток включаются попарно параллельно, как показано на рисунке ниже. Для получения диапазона малых токов катушки первичной и вторичной обмоток включаются последовательно.
Конструктивная схема сварочного трансформатора с подвижными катушками вторичной обмотки
Регулирование сварочного тока Iсв (как и Iкз) при постоянном напряжении холостого хода трансформатора Uхх возможно только за счет изменения индуктивного сопротивления.
В существующих конструкциях трансформаторов регулирование индуктивного сопротивления вторичной цепи может быть выполнено:
• изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками;
• изменением зазора магнитопровода дросселя, выполненного отдельно от трансформатора.
Первый вариант интересен простой и надежной конструкцией. Однако если сваривать необходимо на расстоянии 10…40 метров от трансформатора, то отдельный регулятор будет всегда под рукой у сварщика. Такой регулятор весит значительно меньше трансформатора, поэтому его легче перемещать.
При коротком замыкании электрод касается изделия Uд = 0. Напряжение во вторичной обмотке U2 = Iкз • XL. Отсюда
Следовательно, регулирование тока короткого замыкания возможно только за счет изменения индуктивного сопротивления ХL.

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине
“Металлы и сварка в строительстве”
В. Ф. Сидоренко, Н. В. Гарбуз, А. А. Верхуша

Кроме статьи “Режимы работы сварочного трансформатора” смотрите также:

Урок 1 – Основы дуговой сварки

Урок 1 – Основы дуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1999 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. I, ЧАСТЬ B 1.8.5.2 Трансформатор в сварочном аппарате работает примерно так же, как большая электростанция трансформатор. Первичное напряжение, поступающее в машину, слишком велико для безопасная сварка. Следовательно, оно понижается до пригодного для использования напряжения. Это лучше всего проиллюстрировано с объяснением о том, как работает единственный трансформатор.1.8.5.3 В предыдущих параграфах мы имеем обнаружено, что электрический ток может быть индуцирован в проводник, когда этот проводник перемещается через магнитное поле к производят переменный ток. Если этот переменный ток проходит через проводник, пульсирующее магнитное поле будет окружать внешность этого проводника, то есть магнитное поле будет наращивать интенсивность через первые 90 электрических градусов или первые цикл. С этого момента магнитное поле будет спадать в течение следующей четверти цикла до тех пор, пока напряжение или текущие достигают ноль при 180 электрических градусах.Сразу же текущее направление меняется на противоположное. и магнитный поле снова начнет нарастать, пока не достигнет максимума в 270 электрических градусов в цикле. С этого момента ток и магнитное поле снова начинают затухать, пока они достигают нуля при 360 электрических градусах, где цикл начинается снова. 1.8.5.4 Если этот провод намотан на материал с высокой магнитной проницаемостью (магнитный проницаемость – это способность воспринимать большое количество магнитных силовых линий) например, сталь, магнитное поле проникает это ядро.См. Рисунок 14. Этот проводник называется первичной обмоткой, а если на один из его выводов подается напряжение и цепь замкнута, ток будет течь. Когда наматывается вторая катушка тот же стальной сердечник, энергия, которая хранится в этом флуктуирующее магнитное поле в сердечнике индуцируется в этом вторичная обмотка. 1.8.5.5 Это нарастание и крах это магнитное поле которые возбуждают электроны во вторичной обмотке трансформатора.Это вызывает электрический ток той же частоты, что и первичная обмотка. течь, когда вторичный контур замыкается зажиганием сварочной дуги. Помни это все трансформаторы работают только на переменном Текущий. 1.8.5.6 Упрощенный вариант сварочного трансформатора схематично показано на рисунке 15. Это сварочный аппарат будет работать от входной мощности 230 вольт, а первичная обмотка имеет 230 вольт. витки проволоки на ядре. Нам нужно 80 вольт для зажигания дуги во вторичной обмотке или сварочная цепь, Таким образом, мы имеем 80 витков провода во вторичной обмотке сердечника.Перед дуга зажжена, напряжение между электродом и заготовкой составляет 80 вольт. Воспоминание что нет тока (сила тока) течет до тех пор, пока сварочный контур не завершится зажиганием дуги. РИСУНОК 14 СТАЛЬ ОСНОВНОЙ ПЕРВИЧНЫЙ КАТУШКА ВТОРИЧНАЯ КАТУШКА 80 V 80 460 ОБОРОТОВ V 460 ПОВОРОТЫ БАЗОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Почему в трансформаторе контактной сварки произошло короткое замыкание между первичной и вторичной обмотками?

Трансформаторы для сварки сопротивлением очень прочные.Они могут без проблем работать годами. Когда они терпят неудачу, это катастрофа. Замыкание между первичной и вторичной обмотками – один из способов выхода из строя. Это происходит при нарушении изоляции между этими катушками. Между первичной и вторичной обмотками очень тонкое разделение. Любое повреждение этого тонкого слоя может привести к катастрофическому короткому замыканию между двумя катушками. Чтобы этого не произошло, при замене трансформатора необходимо найти причину короткого замыкания и разработать план предотвращения в будущем.

Катушки трансформатора Собраны с первичной и вторичной обмотками. Упрощенный эскиз силовых компонентов

Чтобы найти основную причину сбоя, необходимо оценить множество факторов. Некоторые из факторов, на которые следует обратить внимание:

ЭТО НОВАЯ МАШИНА И НОВАЯ УСТАНОВКА?
Для новой машины в новой установке необходимо оценить установку и то, как машина используется.

Все ли компоненты установлены правильно? Были ли установлены выводы к трансформатору, как указано производителем? Трехфазное питание постоянного тока подается по схеме «треугольник» или «Y». Поддерживалось ли это в соответствии с требованиями для основных подключений? Трансформатор рассчитан на подключенное входное напряжение?
Подключено ли водяное охлаждение к требуемой скорости потока, температуре и качеству для трансформатора? Была ли вода включенной и текла при включении питания? Эксплуатация трансформатора без надлежащего охлаждения приведет к перегреву и возможному повреждению изоляции.Когда изоляция между первичной и вторичной обмотками выходит из строя, они могут соприкоснуться, и у вас возникнет короткое замыкание. Предохранитель или автоматический выключатель должны сработать (если на машине имеется надлежащее электрическое заземление) (включая отрицательную площадку трансформаторов, корпус трансформатора, машину и сварочный контроль). В случае короткого замыкания трансформатор готов к снятию и возможному ремонту. Была ли вода в течение того времени, когда машина не использовалась? Это может привести к образованию конденсата в трансформаторе, если первичная и вторичная обмотки не герметизированы и не защищены от влаги.Конденсация трансформатора может привести к выходу из строя.
Есть ли указатели расхода на выходе всех трансформаторов? Вы должны быть уверены в правильном течении воды.

ЭТО НОВАЯ МАШИНА, КОТОРАЯ УСПЕШНО РАБОТАЕТ?
Если машина относительно новая, но некоторое время работала нормально, необходимо дважды проверить установку, как указано выше, прежде чем переходить к другим факторам. Необходимо проверить расход и температуру воды. Есть ли индикаторы расхода на выходе всех трансформаторов? Поддерживается ли качество воды должным образом (проводимость, pH и общее количество растворенных твердых веществ)? Оставалась ли вода включенной в те периоды, когда машина не использовалась, например, между сменами или в выходные дни? Если вода не используется в течение длительного времени, а первичная и вторичная обмотки не герметизированы и не защищены от влаги, внутри трансформатора может образоваться конденсат.Конденсация может привести к повреждению изоляции и короткому замыканию. Если воду обычно отключают в периоды простоя, включали ли она снова, когда машина снова включалась?

ЭТО Б / У МАШИНА, КОТОРАЯ БЫЛА НЕДАВНО УСТАНОВЛЕНА НА НОВУЮ УСТАНОВКУ?
Бывшая в употреблении работающая машина может указывать на то, что трансформатор не является подозреваемым. Однако в любой новой установке физическое повреждение трансформатора при переезде на новое место может быть признаком потенциального источника отказа.Трансформатор рассчитан на новое напряжение и мощность? Чтобы проверить целостность нового бывшего в употреблении трансформатора перед установкой, необходимо проверить изоляцию. Обычными тестами являются Hi-Pot и Megger. Это может быть выполнено с помощью трансформатора или другого электрического испытательного оборудования. Если трансформатор исправен, то следует обратить внимание на электрическую установку трансформатора, как указано выше. Необходимо дважды проверить расход и температуру воды. Есть ли индикаторы расхода на выходе всех трансформаторов? Поддерживается ли качество воды должным образом (проводимость, pH и общее количество растворенных твердых веществ)?

ЭТО ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ СТАНОК, КОТОРЫЙ БЫЛ УСПЕШНО СВАРОЧЕН?
Если машина долгое время работала без проблем, то следует обратить внимание на изменения в обычных рабочих процедурах.Поток, температура и качество воды являются кандидатами для исследования. Есть ли индикаторы расхода на выходе всех трансформаторов? Поддерживается ли качество воды должным образом (проводимость, pH и общее количество растворенных твердых веществ)? Когда вода выключается или включается относительно периодов бездействия машины? Когда машина выключена, вода должна быть выключена. Когда машина вернется в эксплуатацию, перед сваркой необходимо снова включить воду.

УПРАВЛЯЮЩАЯ УСТАНОВКА НАДЛЕЖАЩАЯ И РАБОТАЕТ?
Устройство управления должно иметь надлежащую защиту от перегрузки по току и иметь размер, соответствующий нагрузке.Он также требует охлаждения для SCR, который может выйти из строя при перегреве. Необходимо проверить расход, температуру и качество воды. Есть ли индикаторы расхода воды на выходной стороне регулятора? Поддерживается ли качество воды должным образом (проводимость, pH и общее количество растворенных твердых веществ)? Следует протестировать SCR, чтобы убедиться, что один или оба вышли из строя. Когда SCR выходит из строя, он выходит из строя в состоянии «ВКЛ» и пропускает полный первичный ток. Этот полный ток может повредить трансформатор в случае его перегрева. Трансформатор мог перегреться и повредить тонкую изоляцию между первичной и вторичной обмотками.= амплитуда магнитной индукции (T = Вт / м ² ) n = эмпирическая константа для магнитного материала (1 < n <3).

Поскольку магнитная цепь трансформатора состоит из металлических пластин, возникают гистерезисные потери. Чтобы ограничить эти потери, желательно, чтобы постоянная материала была как можно меньше.

В этом случае возможен сплав железа с использованием кремния (например,2 Вт / кг

Здесь:

k _w = константа материала относительно потерь на вихревые токи

δ = толщина листа в мм.

При добавлении кремния увеличивается электрическое сопротивление, в результате чего снижаются потери на вихревые токи. Согласно последней формуле, предпочтительно, чтобы пластины были как можно более тонкими. Типичная толщина пластины составляет от 0,3 до 1 мм для работы при 50 Гц. Тарелок может быть 0.2

1,11 = коэффициент формы синусоидального напряжения

a = коэффициент формы фактического напряжения.

Гистерезис и потери на вихревые токи формируют потери в стали. Иногда их называют постоянными потерями трансформатора, поскольку они зависят не от нагрузки, а только от магнитной индукции. Магнитная индукция зависит только от приложенного напряжения. Следующая таблица дает представление о потерях в стали с пластинами толщиной от 0,2 до 0,5 мм и частотой 50 Гц с индукцией 1 Тесла.

Материал	Потери в Вт / кг
товарный чугун	5… 10
Si-Fe, теплопрокат	1… 3
Si-Fe, холодный прокат и ориентация кристалла	0,3… 0,6
50% Ni-Fe	0,2
примерно 65% Ni-Fe	0,06

На рис. 50 Гц для тороидальных ленточных сердечников 0.3 мм (данные для холоднокатаных сердечников из 3% Si-Fe). На рис. 16-12 мы видим влияние частоты на общие потери в железе для того же материала. Такие сердечники используются для силовых трансформаторов, импульсных трансформаторов, сварочных трансформаторов, линейных трансформаторов и т. Д.

Рис. 16-11. Потери в стали как функция индукции

Рис. 16-12. Потери в стали с частотой как параметром

Для ограничения потерь на вихревые токи на более высоких частотах используются ферромагнитные сердечники. Эти ферриты состоят из сплава оксида железа с современными материалами, такими как марганец, никель,… Оксиды обладают низкой электропроводностью.Ферриты могут изготавливаться без потерь в МГц-диапазоне. Максимальная самоиндукция ферритов (от 0,3 до 0,5 Тл) меньше, чем у пластин из кремнистой стали (от 1 до 1,5 Тл), поскольку большая часть объема состоит из атомов кислорода, которые явно немагнитны. На рис. 16-13 показаны потери в сердечнике для феррита (Сименс) в зависимости от индуктивности, а на рис. 16-14 показаны потери как функция частоты для одного и того же материала.

Рис. 16-13. Потери в сердечнике N27 (для кольцевых сердечников R16)

Рис.16-14. Потери N27 (для кольцевых сердечников R16)

(PDF) ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ С ПЕРЕМЕННЫМ СЕЛЕКТОРОМ ТОКА

International Journal of Pure & Applied Sciences Vol.6No.2.

Опубликовано Oxford Research and Publications, январь 2016 г.

62

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ С ПЕРЕМЕННОЙ

СЕЛЕКТОР ТОКА

1 * I. И. Ибрагим и 2Б. I. Adamu

1 и 2, факультет физики, Федеральный университет, Дутсе, штат Джигава

Электронная почта для корреспондента: idowuaraba @ gmail.com,

+2348036826053

Abstract

Был спроектирован и изготовлен двухполюсный сварочный аппарат переменного тока. Первый полюс

является первичной цепью и был спроектирован так, чтобы иметь четырехступенчатую катушку SA, AB, BC и CE с

с тремя петлями A, B, C для переменного выбора токовой нагрузки. Первичные цепи были

, намотанные медным проводом калибра 13, и им были даны витки на 80, 20, 20 и 20 витков для

шагов SA, AB, BC и CD соответственно.Второй полюс – это сторона вторичной цепи, конструкция которой была выполнена по

, чтобы первичная и вторичная цепи перекрывали друг друга. Первичная цепь

на вторичном полюсе была намотана медным проводом калибра 13 и составляла

при одном витке ступенчатой ​​обмотки из 114 витков, в то время как вторичная цепь внахлестку имела один ступень

витков на 40 витков с клещевым медным проводом. размерного калибра 8. Тип подключения от начала до начала был

,

использовался для первичных цепей, в то время как пусковые и конечные руки вторичной цепи были подключены к

заземлению и клещу сварочного аппарата соответственно.

Ключевые слова: вторичный контур, первичный контур, катушка, сварка

1.0 ВВЕДЕНИЕ

Сварка – это производственный процесс, в ходе которого соединяются материалы, обычно металлы или термопласты,

вызывая слияние. Как правило, для большинства свариваемых обычных сталей предпочтительнее соединение

методом сварки. [1] Самый популярный из сварочных аппаратов использует методы дуговой сварки

, которые включают (i) SMAW – сварку штучной сваркой или дуговую сварку в защитном металлическом корпусе

(ii) GMAM – дуговую сварку металлическим электродом в газовой среде (iii) GTAM – Сварка tig

или дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде [2].Другие – пайка, пайка и сварка ацетиленом

. В автомобильной промышленности точечная контактная сварка (RSM) является одним из

наиболее эффективных процессов соединения материалов, в нем используются токи в диапазоне 1 – 200 кА с длительностью

в диапазоне от нескольких циклов до одной секунды для генерирования джоулева нагрева. . Трансформаторы RSM

работают в диапазоне средних частот около 1 кГц [3].

В этом исследовании построенная сварочная система использует низкочастотный трансформатор, который

работает при частоте электросети 50 или 60 Гц с переключателями переменного тока до

, что позволяет избежать проблем с качеством электроэнергии.Проблема качества электроэнергии связана с отклонением тока напряжения и

частоты от номинального значения в системе распределения и использования электроэнергии.

Трансформатор сварочный – воздушный, редукционный

Данное изобретение относится к электродуговой сварке на переменном токе.

Это общепризнанный факт, что переменный ток более опасен, чем постоянный ток того же напряжения. Одна из причин заключается в том, что пиковое напряжение переменного тока примерно на 40% выше, чем эффективное напряжение переменного тока и соответствующее напряжение постоянного тока.

Другая причина – разная реакция человеческого тела на постоянный и переменный электрический ток.

Напряжение холостого хода, обычно используемое для сварочного оборудования на переменном и постоянном токе, примерно одинаково, от 60 до 90 вольт.

Это достаточно безопасно для постоянного тока, но находится на границе опасно высокого значения для переменного тока. Были разработаны различные планы для снижения напряжения холостого хода оборудования переменного тока и, тем не менее, обеспечения достаточного напряжения и тока для зажигания дуги.

Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного сварочного аппарата на переменном токе, который имеет безопасное напряжение холостого хода и при этом имеет достаточное напряжение и ток для зажигания дуги.

Другой целью изобретения является создание улучшенного сварочного аппарата с автоматическим регулированием напряжения. Фактически, устройство представляет собой два трансформатора, первичные обмотки которых соединены параллельно, а вторичные обмотки – последовательно. Если два таких трансформатора похожи, отключение одного из них уменьшит вдвое напряжение холостого хода вторичной цепи.При размещении контактора в первичной цепи он должен пропускать только половину первичного тока вместо полной сварочной нагрузки, как в случае контакторов во вторичной цепи.

В соответствии с одним признаком изобретения использование реле обходится без использования одной или нескольких вспомогательных обмоток для управления контактором.

В соответствии с другим признаком устройство сконструировано с единственной вторичной обмоткой, которая охватывает отдельные сердечники обеих первичных обмоток.

A Другой целью изобретения является создание сварочного трансформатора с улучшенной коррекцией коэффициента мощности. Корректирующие конденсаторы по настоящему изобретению не работают, когда трансформатор находится в режиме холостого хода.

Изобретение включает также улучшенные охлаждающие устройства, содержащие средства для циркуляции охлаждающей жидкости и автоматическое управление средствами циркуляции. Другие особенности касаются защиты от перегрева, корпуса и портативности сварочного аппарата.

Другие объекты, особенности и преимущества изобретения будут появляться или указываться по мере продвижения описания.

Чертеж представляет собой схематический вид в разрезе сварочного аппарата, воплощающего изобретение.

Каретка I) имеет задние колеса Ii и одно или несколько колес 12 для устойчивой поддержки на полу или другой поверхности. На каретке установлены две замкнутые железные цепи, состоящие из сердечников трансформатора I i и 1,5. Первичная обмотка 51 находится на одном плече сердечника 34, а аналогичная первичная обмотка I7 – на плече другого сердечника I.

Первичные обмотки I1 и ii соединены параллельно переключателем iS на их нижних концах и переключателем 20 на их верхних концах.Эти обмотки 3 и I7 рассчитаны на напряжение 440 вольт на выводах 22 и 23 трансформатора. На обмотках 16 и 27 имеются центральные отводы, соединенные с выводом 24 для управления трансформатором от источника питания 220 В. Переключатель 25 соединяет центральные отводы обмоток 16 и I7.

Переключатели 89, 20 и 25 соединены стержнем 27, верхний конец которого заходит в катушку соленоида 28. Эти переключатели и стержень 27 являются контактором для соединения и отключения первичной обмотки 17 и линии питания.

Одна вторичная обмотка 30 охватывает оба сердечника 14 и 15. Эта вторичная обмотка 30 соединена через выводы 31 с оборудованием для дуговой сварки и представляет собой рабочую цепь трансформаторного устройства.

Контактор перемещается под действием силы тяжести, чтобы размыкать переключатели 19, 20 и 25, но когда ток 10 подается на катушку 28, стержень 27 втягивается катушкой, и все переключатели 19, 20 и 25 замкнуты и удерживаются. замкнут до тех пор, пока ток в катушке 28 не прервется.

Одна сторона катушки 28 соединена с вспомогательными обмотками 33 и 34. на сердечниках 14 и 15 соответственно через термостат 35. Другая сторона катушки 28 соединена с контактом 36 предохранительного выключателя 37. вспомогательные обмотки 33 и 34 соединены с контактом * 0 38 предохранительного выключателя 37. Третий контакт 39 соединяется с нижним контактом 31 вторичной обмотки 30.

Лопасть 40 предохранительного выключателя 31 может быть перемещена в одно положение, в котором она соединяет контакты 36 и 38, так что катушка 28 соленоида подключается через вспомогательную обмотку 33 на сердечнике 14 трансформатора.Когда предохранительный выключатель 21 находится в этом положении, автоматическое управление напряжением холостого хода неэффективно, поскольку вспомогательная обмотка 33 поддерживает удерживающую катушку I 21 постоянно под напряжением.

Когда лезвие 40 предохранительного выключателя 31 поднимается для соединения контактов 36 и 39, катушка соленоида включается последовательно с обеими вспомогательными обмотками 33 и 34, и эта цепь подключается через вторичную обмотку 30.

Вспомогательные вторичные обмотки 33 и 34 имеют такое же количество витков, что и основная вторичная обмотка 3I.Эти обмотки соединены так, что напряжения во вспомогательных обмотках 33 и 34 противодействуют напряжению в основной вторичной обмотке 30. Следовательно, в этих обмотках не течет ток на холостом ходу, и ток не течет в соленоиде или удерживающей катушке 28, которая подключена к серия со вспомогательными обмотками 33, 34.

Если выводы основной вторичной обмотки 39 замыкаются накоротко, зажигая дугу, замыкаются накоротко и вспомогательные вторичные обмотки 33 и 34, и возникающий ток возбуждает 21 удерживающую катушку 28 и приводит в действие контактор, перемещая стержень 27 и замыкая все переключатели 19, 20 и 25.Это подключает первичную обмотку 1I в цепи, но результирующее возбуждение обмотки I7 одинаково влияет на основную и вспомогательную 31 вторичную обмотки.

При возникновении и поддержании дуги напряжение, которое приводит в действие удерживающую катушку 2, равно «напряжению, индуцированному в обеих вспомогательных вторичных обмотках 33, 34 минус падение 3, вызванное их полным сопротивлением, и минус напряжение дуги. Напряжение холостого хода трансформаторного аппарата составляет 80 вольт, напряжение возбуждается каждой первичной обмоткой.I, 1 – это 40 вольт. Таким образом, 40 вольт – это напряжение, при котором вспомогательная вторичная обмотка 33 4 управляет контактором и удерживающей катушкой 28. После замыкания переключателей I, 20 и контактора напряжение во вторичных обмотках возрастает до 80 минус падение импеданса и минус напряжение дуги около 30 4 вольт. Таким образом, контактор работает от практически постоянного напряжения около 40 вольт. Современные сварочные трансформаторы имеют коррекцию коэффициента мощности, которая с помощью конденсаторов приближает коэффициент мощности к единице при номинальной нагрузке.

На холостом ходу сравнительно большое количество ведущей ква. доступен. На первый взгляд наличие этой ведущей силы кажется преимуществом. На самом деле это еще больше выводит линию из равновесия. Однофазная нагрузка колеблется между запаздывающим током нагрузки и значительным опережающим током периода холостого хода.

Только когда большое количество трансформаторов равномерно распределено в многофазной линии, опережающая мощность компенсирует отстающую нагрузку.Но если используется всего несколько трансформаторов, одна ветвь источника питания может иметь ведущую, а другая – отстающую нагрузку. Понятно, что лучше, если линейная нагрузка будет колебаться между нагрузкой с коррекцией коэффициента мощности и холостым ходом без нее.

Конденсаторы 42 подключены к концам первичной обмотки I7. Верхние части первичных обмоток используются в качестве автотрансформаторов при работе аппарата от сети 220 вольт. При подключении конденсаторов к первичной обмотке II, которая отключается, когда устройство работает на холостом ходу с пониженным вторичным напряжением, коррекция коэффициента мощности во время таких периодов холостого хода отсутствует.Подключение конденсаторов к обмотке трансформатора, которая отключается во время периодов холостого хода, значительно помогает, поскольку оно закорачивает эту первичную обмотку и снижает реактивное сопротивление системы в момент первого зажигания дуги и, таким образом, увеличивает доступный ток, делая зажигание. дуги и эксплуатации контактора проще.

Вся конструкция трансформатора, включая сердечники, обмотки, контактор и конденсаторы, предпочтительно представляет собой единый блок, поддерживаемый на раме каретки 10 и заключенный в корпус 44 каретки.Корпус имеет жалюзи 45 для вентиляции. Вентиляторы 46 втягивают воздух через жалюзи 45 и обдувают его детали трансформатора, так что воздух циркулирует вокруг сердечников и обмоток в качестве охлаждающей жидкости. Корпус 44 предпочтительно открыт снизу.

Вентиляторы 46 имеют двигатели 47, подключенные параллельно к 220-вольтовым клеммам первичной обмотки 16, так что вентиляторы работают всякий раз, когда используется устройство, либо при полном напряжении, либо при пониженном напряжении. Устройство можно охлаждать другими способами, и в случае жидкостного охлаждения двигатели 41 являются двигателями циркуляционных насосов.

Термостат 35 нормально замкнут и размыкается I в ответ на чрезмерный нагрев трансформатора. Однако размыкание контура термостата не выводит устройство из строя полностью. Цепь удерживающей катушки 28 разомкнута, а переключатели 19, 20 и 25 разомкнуты, 0 отключает первичную обмотку 1. Устройство может продолжать работать, но с пониженной выходной мощностью, и система охлаждения продолжает работать, потому что двигатели вентиляторов 46 подключены к первичной обмотке 16, которая всегда остается в цепи питания от сети.

Открытие термостата 35 снижает мощность трансформаторного устройства независимо от положения предохранительного выключателя 37.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения был описан, но могут быть внесены изменения и модификации, и некоторые особенности изобретения могут использоваться без других.

I пункт формулы изобретения: 1. Устройство для дуговой сварки, включающее трансформатор, устройство, содержащее две первичные обмотки, соединенные параллельно, переключатель, через который одна из первичных обмоток соединена с другой, вторичная цепь для подачи сварочного тока и средство автоматического управления. реагирующий на поток тока во вторичной цепи для срабатывания переключателя.

2. Сварочный трансформатор, содержащий два отдельных замкнутых железных сердечника, первичную обмотку, окружающую часть одного железного сердечника, другую первичную обмотку, окружающую часть другого железного сердечника, единственную вторичную обмотку, охватывающую части обоих железных сердечников, и ‘Переключатель в первичной цепи в положение, чтобы отключить одну из первичных обмоток от источника питания, перейти независимо от другой, чтобы уменьшить напряжение, возбуждаемое во вторичной обмотке.

3. Сварочный трансформатор, содержащий первичную цепь, включающую две первичные обмотки на разных сердечниках, основную вторичную цепь, вспомогательную вторичную цепь, имеющую по существу такое же напряжение, что и основная вторичная цепь, и соединенный с главной вторичной цепью таким образом, что напряжения вторичных цепей противоположны друг другу, средство переключения для соединения второй из первичных обмоток с линией питания и катушка переключения для средства переключения, указанная катушка соединена последовательно с вспомогательной вторичной цепью.

4. Сварочный трансформатор, содержащий первичную цепь, включающую две первичные обмотки на разных сердечниках, основную вторичную цепь, вспомогательную вторичную цепь, имеющую по существу такое же напряжение, что и основная вторичная цепь, и соединенная с главной вторичной цепью в таким образом, что напряжения вторичных цепей противостоят друг другу, упомянутая вспомогательная вторичная цепь включает в себя две обмотки, каждая на другом из сердечников соответствующих первичных обмоток, средство переключения для соединения второй из первичных обмоток с источником питания и рабочую катушку для средства переключения, причем две вспомогательные вторичные обмотки соединены последовательно друг с другом и последовательно с указанной рабочей катушкой.

5. Трансформатор для дуговой сварки, содержащий две отдельные первичные обмотки на разных сердечниках, главную вторичную цепь и вспомогательную вторичную цепь, каждая из которых возбуждается до высокого напряжения, когда обе первичные обмотки находятся под напряжением, и до пониженного напряжения, когда только одна из первичные обмотки находятся под напряжением, упомянутая вспомогательная вторичная цепь включает в себя две обмотки, по одной на каждом из сердечников отдельных первичных обмоток, клеммы, с помощью которых одна первичная обмотка соединяется с линией питания переменного тока в течение всего времени, когда трансформатор находится в переключатель для соединения другой первичной обмотки с линией питания, катушка для управления переключателем, указанная катушка подключена последовательно со вспомогательной обмоткой, которая находится на сердечнике первичной обмотки, которая непрерывно соединена с линия питания и второй переключатель, который в одном положении соединяет вспомогательные вторичные обмотки последовательно друг с другом и через основную секцию 3 на В цепи, где их напряжение противоположно напряжению главной вторичной цепи, и в другом положении, непрерывно возбужденная обмотка и катушка образуют замкнутую цепь, независимую от главной вторичной цепи.4 6. Сварочный трансформатор, включающий два замкнутых стальных сердечника, первичную обмотку на каждом из сердечников, одну вторичную обмотку, охватывающую часть каждого сердечника, вспомогательную вторичную обмотку на каждом сердечнике, последовательно соединенные друг с другом 4 и соединенные поперек одного сердечника. вторичная обмотка с их напряжением, противоположным напряжению вторичной обмотки, отдельные выводы, соединенные с каждым концом и средней точкой первой из первичных обмоток, переключающие средства для соединения и разъединения соответствующих выводов с соответствующими точками второй из первичной обмотки обмотки таким образом, чтобы указанные первичные обмотки были параллельны друг другу, общий стержень для одновременного управления всеми средствами переключения, катушка для перемещения стержня для приведения в действие средства переключения, проводник, соединяющий последовательно включенную катушку со вспомогательными обмотками, и общий каркас, к которому подключены сердечники, средства переключения, катушка и обмотки, образуя составной блок.7r Трансформатор, включающий две отдельные первичные обмотки, вторичную цепь, которая возбуждается до пониженного напряжения, когда только одна из первичных обмоток находится под напряжением /, и до более высокого напряжения, когда обе первичные обмотки находятся под напряжением, переключатель, с помощью которого вторая из первичные обмотки могут быть подключены к источнику переменного тока и отключены от него независимо от первой из первичных обмоток, а также конденсаторы для коррекции коэффициента мощности, указанные конденсаторы подключаются в цепь второй из первичных обмоток и только в цепи второй из первичных обмоток.

8. Трансформаторный аппарат, включающий две отдельные первичные обмотки, вторичную цепь, которая возбуждается до пониженного напряжения, когда только одна из первичных обмоток находится под напряжением, и до более высокого напряжения, когда обе первичные обмотки находятся под напряжением, проводники для соединения одной из первичные обмотки с источником переменного тока непрерывно во время работы трансформаторного устройства, переключатель для соединения других первичных обмоток с источником переменного тока в периоды, когда вторичная цепь трансформатора нагружена, и конденсаторы, подключенные в первичной цепи на той же стороне переключателя, что и указанная другая первичная обмотка, так что конденсаторы находятся в цепи только тогда, когда вторичная цепь трансформатора нагружена.

9. Трансформаторный аппарат для дуговой сварки, содержащий первую первичную обмотку, на которую подается питание для получения пониженного вторичного напряжения, вторую первичную обмотку t0, которая активируется для увеличения вторичного напряжения, устройство защиты от перегрузки, включая термостат, который размыкает цепь в ответ. для тепла, выделяемого трансформаторным устройством, средства переключения для подключения первичной обмотки 5 ond параллельно первой первичной обмотке и проводники, соединяющие термостат в цепи средства переключения, указанная схема сконструирована и устроена так, чтобы отключать вторую первичную обмотку. от первой первичной обмотки 0 после размыкания термостата, так что трансформатор продолжает работать с указанным пониженным вторичным напряжением.

ДЖОЗЕФ М. ТИРНЕР I I

Matahari Services

– Всегда поставляйте только выход переменного тока.
– Простая конструкция, низкая стоимость, меньше обслуживания.
– Однофазный: 230 В, двухфазный: 415 В (две линии по три фазы), трехфазный: 415 В.

Обычно он имеет две катушки, а именно первичную (высоковольтную и низковольтную) и вторичную (низковольтную и сильноточную) катушки. Оба гальванически изолированы.Первичная и вторичная обмотки намотаны медью или алюминием. Алюминий используется для снижения веса и экономии. Поскольку номинальный ток меньше, размер алюминиевого проводника будет тяжелее медного. Обе обмотки размещены на магнитопроводе, состоящем из кремниевой ламинации.

Соотношение между током, напряжением и количеством витков следующее.

Первичное напряжение (В1)	=	Вторичный ток (I2)	=	Количество витков первичной обмотки (N1)
Напряжение вторичной обмотки (В2)		Первичный ток (I1)		Вторичное число оборотов (N2)

Системы охлаждения: масляное охлаждение, воздушное охлаждение и принудительное воздушное охлаждение.

Механизмы управления током: дроссель с отводом, подвижная катушка, магнитный шунт, подвижный сердечник и реактор с насыщением.

Дроссель с резьбой	Ответвительный реактор включен последовательно со вторичной обмоткой. Выходной ток – это не постоянное изменение, а только ступенчатое изменение. Эта машина используется для общего производства.
Тип подвижной катушки	При изменении положения первичной или вторичной катушки изменяется магнитная муфта.Ходовой винт используется для изменения положения катушек. Ток высокий, когда обе катушки находятся рядом, и меньше, если далеко. Постоянные колебания тока, но требуют регулярного обслуживания.
Магнитный шунт	Замена магнитной муфты между первичной и вторичной обмотками путем установки подвижного магнитного шунта. Постоянные колебания тока, но требуют регулярного обслуживания.Магнитный шунт вызывает изменение потока рассеяния и тем самым регулирует выходной ток.
Подвижный стержень	Перемещение активной зоны внутри реактора. Возможно постоянное изменение тока. Движущийся сердечник изменяет воздушный зазор, что изменяет реактивное сопротивление. Чем больше воздушный зазор, тем меньше импеданс и выше ток.
Насыщаемый реактор	Путем включения насыщающегося реактора во вторичный контур.Устраняет движущиеся части, но дороже. Импеданс вторичного реактора регулируется путем электрического регулирования уровня насыщения активной зоны. Используется управляющая катушка постоянного тока. Если в катушке протекает постоянный ток, сопротивление меньше, больше выходной ток и наоборот в случае меньшего постоянного тока.
Сварочный генератор	Это машина роторного типа с приводом от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания (дизельного или бензинового).Выход генератора – постоянный ток. Он имеет обмотку возбуждения в статоре и обмотку якоря в роторе. Когда якорь вращается двигателем или двигателем, вырабатывается небольшое переменное напряжение. Он выпрямляется с помощью коммутатора, а ток собирается угольными щетками. Это напряжение подключается к выходному зажиму, а также к магнитному полю через регулятор для изменения выходного тока.
Выпрямитель сварочный	Выход машины – постоянный ток.Раньше машины постоянного тока поставлялись с подвижной катушкой, подвижным сердечником, насыщающимся реактором и тиристорами или тиристорами. Первые три типа аналогичны принципу, описанному в трансформаторах. Единственное отличие состоит в том, что вторичные выводы соединены с выводом через диодные мосты. Диоды используются для изменения переменного тока на постоянный. Это называется исправлением. На выходе последовательно подключен дроссель постоянного тока для фильтрации компонентов переменного тока и сглаживания постоянного тока.
Тип тиристора	В тиристорах управляющие платы используются для включения тринистора путем управления выходным током.Изменяя угол срабатывания затвора SCR, ток, проходящий через него, будет меняться. Эти машины имеют очень прочную конструкцию. Поскольку движущаяся часть отсутствует, техническое обслуживание не требуется. Регулярное удаление пыли увеличит срок службы электронных компонентов и уменьшит выход машины из строя.
Инверторный тип	Во всех вышеперечисленных сварочных аппаратах входящее напряжение снижается с помощью трансформатора и используется для сварки напрямую или с помощью выпрямителей.В этом случае 80% веса машины составляет трансформатор, поэтому размер больше. В машинах инверторного типа входящее напряжение выпрямляется (переменный ток в постоянный) и фильтруется. Это постоянное напряжение снова преобразуется в переменный ток высокой частоты (от 20 кГц до 100 кГц) с помощью полевых МОП-транзисторов или IGBT. Это высокочастотное высокое напряжение снижается до более низкого напряжения с помощью трансформатора с ферритовым сердечником. Выход этого трансформатора – низкое напряжение высокой частоты. Этот выход выпрямляется с помощью диодов специального типа, используемых для сварки. Размер и вес трансформатора меньше.В обычных машинах потери в трансформаторе высоки, а КПД меньше. Но в инверторных машинах потери меньше, а эффективность преобразования высокая.

Энергосбережение много. Коэффициент мощности высокий. Таким образом, нет необходимости использовать конденсаторы для повышения коэффициента мощности.

Все вышеперечисленные машины различаются по конструкции.

Теперь объясняются различные типы машин с точки зрения их использования.

Машина MMAW / ARC, TIG, MIG, подводная дуга, плазменная резка, точечная, кажущаяся, стыковая, разрядка конденсатора.

MMAW / ARC

Ручная дуговая сварка металла выполняется электродами с флюсовым покрытием. Для различных целей используются электроды разных типов.

Подводная дуга

Это процесс дуговой сварки, но дуга полностью погружена под слой гранулированного плавкого флюса, который надлежащим образом защищает дугу от атмосферного загрязнения. В процессе сварки флюс механически подается к соединительной головке дуги под действием силы тяжести, проволока подается с помощью механизма подачи проволоки к сварочной головке, длина дуги контролируется, также можно контролировать ход дуги или заготовку. .Сварочный наконечник и зона сварки всегда окружены и защищены расплавленным флюсом.

Преимущества:

Отсутствие дыма и вспышки дуги, следовательно, необходимость в защитной одежде минимальна.

Высокое качество наплавленного металла.

Гладкая и однородная поверхность шва без брызг

Чрезвычайно высокая производительность наплавки и скорость сварки.

Сварка TIG (дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе)

TIG – это процесс, в котором источником тепла является дуга, возникающая между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой.Дуга и расплавленная лужа защищены от атмосферного загрязнения (например, кислорода и азота) газовой защитой из инертного газа, такого как аргон, гелий или смесь аргона с гелием.

Доступны

аппаратов TIG постоянного и переменного тока. Горелки с вольфрамовым электродом доступны с газовым и водяным охлаждением. Источник питания постоянного или переменного тока подключается последовательно к высокочастотному (HF) блоку. В случае сварки TIG на постоянном токе после зажигания дуги. Наложение ВЧ может быть отсечено, но в случае переменного тока tig наложение ВЧ требуется непрерывно.В фильтре переменного тока tig используется конденсатор для подавления составляющих постоянного тока. Но в современной сварке TIG на основе инвертора переменного тока этот конденсатор устраняется с помощью электронного управления.

Сварка MIG (металлический инертный газ) / Co2

Дуга и лужа расплава защищены от таких загрязнений, как кислород и азот. Его также называют процессом MAG (Metal Activate Gas). Защищенный газ в этом процессе представляет собой 100% чистый СО2, смесь аргон-СО2. Американское сварочное общество называет этот процесс дуговой сваркой в ​​газовой среде (GMAW).

Процесс

MIG в основном представляет собой полуавтоматический режим, при котором длина дуги и подача проволоки в дугу регулируются автоматически. Работа сварщика сводится к установке пистолета под правильным углом и перемещению его по шву с контролируемой скоростью движения.

Аппарат

MIG состоит из сварочного выпрямителя постоянного напряжения, механизма подачи проволоки, подачи защитного газа, средств управления приводом проволоки, тока, потока газа и сварочной горелки или горелки.

Дугу можно запустить, просто подведя электрод к работе.Однако необходимо, чтобы проволока двигалась, как только она соприкасается с изделием, так как большой импульс тока при коротком замыкании может сжечь проволоку быстрее, чем она подается, что приведет к ее слиянию с контактной трубкой. Это называется феноменом ожога.

Рекомендуемый номинальный ток машины

Диапазон тока в амперах	Сечение проволоки в мм для стали	Сечение провода в мм для алюминия
150	0.8 к 1,00
250	от 0,8 до 1,2	1,2
400	от 0,8 до 1,6	от 1,2 до 1,6
600	от 1,8 до 2,00	от 1,2 до 1,6

Рекомендуемый размер кабеля

Сварочный ток в амперах	Размер медного кабеля в кв.мм	Размер алюминиевого кабеля в кв. Мм
100	16	27
150	25	42
230	35	58
400	50	82
600	70	112
600 (тяжелый режим)	95	153

Электрические расчеты

Рабочий цикл станка в%	=	(номинальный ток) 2 x номинальный рабочий цикл в%
		(желаемый ток) 2

Пример:
Номинальный ток машины составляет 600 А при рабочем цикле 60%.
Чтобы рассчитать номинальный ток для 100% рабочего цикла:

100	=	(600) 2 х 60
		(желаемый ток) 2

(желаемый ток) 2	= 3600 X	60
		100

Следовательно, ток при 100% рабочем цикле	=	600 х 0.78
	=	468 А

Коэффициент мощности: pf = кВт / кВА

кВт = фактическая мощность, потребляемая машиной для создания номинальной нагрузки
KVA = Полная мощность или произведение напряжения и тока

Для однофазной машины KVA = Вольт x Ток
Для трехфазной машины кВА = 1,732 x вольт x ток

Коэффициент мощности сварочного трансформатора будет около 0.45,
для тиристоров около 0,8 и
для инверторного типа pf составит 0,95 при сварочном токе 75%.

Конструкция сварочного трансформатора (со схемой) | Оборудование

В этой статье мы обсудим устройство сварочного трансформатора с помощью схемы.

Сварочный трансформатор имеет две цепи: первичная и вторичная. Эти две обмотки не имеют электрических соединений, но магнитно связаны друг с другом.Основная функция трансформатора заключается в изменении мощности переменного тока высокого напряжения и низкого тока для сварки. Входное напряжение трансформатора может составлять 440 В или 220 В. Напряжение холостого хода на выходной стороне аппарата обычно составляет от 10 до 100 В, а выходной ток может составлять 600 А. Сварочный аппарат не имеет вращающейся части. Он имеет воздушное или масляное охлаждение. Установки с высоким током охлаждаются маслом.

Для небольших работ по изготовлению или ремонту используется однофазный входной трансформаторный комплект 220 В, но для более высоких рабочих нагрузок используется трехфазный (входной 440) трансформаторный сварочный комплект.Сварочные цепи должным образом заземлены для защиты сварщика в случае выхода из строя трансформатора и контакта основного напряжения питания с цепью сварочной стороны трансформатора. Сторона сварки обеспечивает диапазон настройки тока.

Величину тока можно отрегулировать, вставив в цепь катушку реактивного сопротивления. Реактор обычно устанавливается на электродной стороне вторичной обмотки.

Сварочная установка обеспечивает диапазон настройки тока, выходной ток для сварки в аппарате зависит от размера электрода или толщины работы.

Наличие колес, транспортировочных ручек и стропов позволяет легко транспортировать трансформатор.

Трансформатор при напряжении 70 В является идеальным устройством для сварки металлов малой толщины. Более того, при таком напряжении обеспечивается стабильное зажигание и горение дуги даже на сильно загрязненных продуктах, затронутых коррозией. Надежная изоляция и относительно небольшой вес делают его непревзойденным в эксплуатации как в заводских условиях, так и в полевых условиях под навесом.