Устройство и принцип действия сварочного трансформатора
Сварочный трансформатор представляет собой специальное устройство, которое преобразует ток, поступающий из обычной электрической сети в ток, с помощью которого можно осуществлять процесс сварки. Достигается это путем небольшого понижения напряжения электросети, а сам ток при этом возрастает до мощности в 1000 А и больше. Для большего понимания принципа работы данного устройства, а также каким должно быть его обслуживание и назначение, необходимо детально разобраться в специфике конструкции сварочного трансформатора.
Принцип работы
Если рассматривать сварочный трансформатор в целом, то можно довольно быстро понять, что они все довольно похожи друг на друга. Соответственно, и принцип работы и устройство сварочного трансформатора будет идентичным.
В конструкции большинства устройств находится стальной сердечник, состоящий из нескольких пластин одинаковых размеров.Полезное видео на данную тему
Что касается обмоток, то они должны быть изолированы друг от друга в обязательном порядке. Как только трансформатор подключается к сети, то электричество начинает поступать на первичную обмотку. В результате этого начинает возникать магнитное поле, которое поступает на вторичную обмотку, отличающаяся от первичной по нескольким параметрам. Это различие отображается в разном количестве витков, в соответствии с определенными параметрами устройства. Получается, что возникающее на вторичной обмотке магнитное поле формирует напряжение иной величины, отличной от той, что была на первичной обмотке. Не последнюю роль здесь играет и само расстояние от двух обмоток, т.е. чем больше оно, тем ниже показатели напряжения, а ток, напротив, возрастает. Обмотка вторичного типа имеет два выхода, один из которых соединяется с электрододержателем, а второй — с зажимом. Соответственно, к электрододержателю присоединяется присадочный материал, а к зажиму — заготовка для создания электроцепи.
Вообще, принцип работы и само устройство данного трансформатора основаны на некотором корректировании изначально заданных параметров преобразования тока. В зависимости от модели, в конструкции может находиться различные датчики автоматического отключения, следящие за показателями температуры, напряжения и т.д. Как только показатели доходят до критической отметки, данная система попросту отключает трансформатор в автоматическом режиме.
Еще один наглядный видеоматериал
Классификация
Абсолютно все сварочные трансформаторы можно классифицировать по нескольким параметрам:
- Фазность, т.е. устройство однофазного или трехфазного вида (220 В и 380 В, соответственно).
- По некоторым конструктивным особенностям. В различных моделях существует разный способ переключения обмоток, у одних в данной роли выступает дроссель насыщения, а у других — магнитное рассеяние.
- По общему числу обслуживаемых мест.
Кроме того, сварочные трансформаторы будут отличаться разными показателями мощности, напряжением на первичной и вторичной обмотке, а также показателем мощности тока. Подобное разнообразие позволяет покупателю выбрать тот вариант, который подходит для каждой конкретной цели.
Что касается конструктивных особенностей, то отдельного упоминания заслуживают тиристорные устройства, в конструкции которых используется фазорегулятор тиристорного типа и силовой блок.
Подобные агрегаты обладают меньшими габаритными размерами, в сравнении с прочими аналогами.Основные параметры и устройство
Для большего понимания конструкции, рассмотрим устройство трансформатора сварочного действия на примере модели ТДМ:
На рисунке мы видим несколько основных рабочих узлов:
Цифра 1 — это первичная обмотка, состоящая из изолированного провода. Сюда поступает электричество, сразу после подключения агрегата в сеть.
Цифра 2 — это вторичная обмотка, на которой, как правило, нет изоляции. Здесь присутствуют специальные каналы, которые охлаждают данный рабочий узел.
Цифра 3 — это сердечник трансформатора, т.е. подвижная часть магнитопровода.
Цифра 4 — подвесная система агрегата.
Цифра 5 — это специальная система, которая регулирует расстояние между обмотками устройства.
Цифра 6 — это подвижной регулировочный винт, отвечающий за изменение расстояния между обмотками.
Цифра 7 — ручка управления регулировочного винта.
Выбор в качестве примера модели ТДМ не случаен, ведь они довольно распространены на российском рынке.Изготовлены они из специального листового материала, толщина которого составляет всего 0,35 мм. Среди линейки моделей ТДМ присутствуют агрегаты, которые работают с различными мощностями тока — 315, 400 и 500 А, соответственно.
Для абсолютно любого вида сварочного трансформатора устанавливают определенные параметры:
- показатель мощности — кВ.A;
- период включения — в процентном соотношении;
- сварочный ток — А;
- показатель напряжения при холостом ходе — В.
Соответственно, любая модель с магнитным рассеиванием будет обладать продолжительностью работы примерно 65%, при показателях тока от 500 до 2000 Ампер. Показатель мощности сварочного трансформатора находится в диапазоне от 30 до 162 кВ.A. В подобных устройствах прослеживается определенная зависимость величины, где рассчет сварочного тока зависит от продолжительности самой сварки. Т.е. чем меньше будет эта продолжительность, тем больше будет показатель тока.
Помимо этого, существуют и другие обозначения сварочных преобразователей. Серия ТД относится к однофазному типу трансформаторов. В конструкции данных моделей присутствует подвижная обмотка, а также специальный регулятор, корректирующий показатели тока. Когда движется ходовой винт, при помощи ручки осуществляется перемещение этой самой обмотки.
Модели ТД-300 и ТД-500 имеют в своей конструкции вторичные движущиеся катушки. Модель ТД-502 ко всему прочему оснащена еще и конденсатором мощности.
Устройство магнитопровода
Отмечают несколько видов сердечника: броневые, стержневые, витые и кольцевые. Наибольшее распространение получили именно броневые сердечники, которые и применяются на практике. Сердечники витового типа обладают шириной 8 см, а изготавливаются они из специальной стали, толщина листа которой составляет всего 0,5 мм.
Первичная обмотка состоит из алюминиевой проволоки, толщина которой составляет порядка 0,15 см. Сами витки изолированы с помощью картона, толщина которого составляет 0,5 мм, а также слюдинита.
В качестве изоляции проводов может использоваться светлоткань или лак. При этом, само расположение витков тоже играет большое значение, ведь они очень сильно нагреваются в процессе эксплуатации. И если несколько витков выходит из строя, то и вся катушка оказывается в нерабочем состоянии.
Вторичная обмотка состоит только из одного витка. Кроме того, в ее конструкции находится трубка, в которой находится жидкость, охлаждающая саму вторичную обмотку. Витки вторичной обмотки выполнены из обычной меди, толщина проводов, при этом, составляет порядка 1,4 см.
Устройство пускового механизма
Само устройство данного механизма состоит из магнитопровода, пары обмоток и трансформатора.Очень большую роль в конструкции играют также клеммы, через которые поступает постоянный ток, и зарядное.
В пусковом механизме также находится специальный переключатель, ответственный за корректировку напряжения и числу одновременно подключенных обмоток к выпрямителю. При этом, пусковой механизм работает от стандартного напряжения в 220 В.
Заключение
Исходя из описания устройства сварочных трансформаторов, можно сделать вывод, что данные агрегаты довольно просты не только в своей конструкции, но и в процессе своей дальнейшей эксплуатации.Некоторая однообразность моделей при этом не мешает выполнять основные функции, которые заложены сами производителем.
Тем не менее, существует достаточно много разновидностей моделей, отличающихся по многим показателям, поэтому каждый покупатель сможет подобрать для себя именно то устройство, которое необходимо для выполнения интересующих его задач.
СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР дома [устройство, принцип действия, схема]
Любой домашний мастер мечтает иметь в своем хозяйстве самый разный инструмент, в том числе и [сварочный трансформатор], который станет незаменимым помощником при необходимости собрать какую-либо конструкцию из металла или выполнить сварное соединение.
Данное устройство подходит как для ручной дуговой, так и для точечной сварки различных типов металла.
Автомобилисты могут из сварочного трансформатора сделать споттер, который даст возможность проводить ремонтные работы с кузовом машины в любое удобное время.
Принцип работы всех сварочных агрегатов, которые сделаны на базе обыкновенного трансформатора, один и тот же, различия носит конструктивный характер.
Следует отметить и то, что устройство сварочного трансформатора полуавтомата достаточно простое и собрать его можно даже из обычной микроволновки.
Такие устройства могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, при этом качество сварного соединения всегда остается на высочайшем уровне.
Схема сварочного трансформатора полуавтомата состоит из нескольких обязательных элементов, которые можно найти в хозяйстве у каждого домашнего мастера.
Конечно, можно для домашних целей приобрести современный инвертор, однако его цена доступна далеко не всем.
В любом случае, трансформатор, сделанный своими руками, при правильном подходе к делу и выполнении всех основных рекомендаций, сможет собрать каждый.
Особенности трансформаторов
В настоящее время существует большое количество самых разнообразных сварочных агрегатов, которые можно использовать, в том числе и дома.
Наиболее функциональным считается ручной инвертор, область применения которого достаточно широкая. Он получает питание от сети переменного тока и имеет высокие технические характеристики своей работы.
Инвертор удобен в использовании и обладает большим потенциалом работы. Следует отметить то, что цена инвертора достаточно высокая, и не каждый сможет позволить себе такой универсальный аппарат.
Видео:
Некоторые для дуговой и точечной сварки используют полуавтоматы. Дело в том, что у полуавтомата, как правило, есть отвод специально для дуговой или точечной сварки.
Вообще, полуавтоматы используются при сварке с газом, однако если модель такого полуавтомата предусматривает отвод для точечной или дуговой сварки, то его можно смело использовать и для этих целей.
Между всеми устройствами для данного вида сварки существенное отличие состоит непосредственно в конструктивных особенностях.
В большинстве случаев от постоянного тока питание получают промышленные агрегаты. Бытовые ручные аппараты, в том числе инверторы и полуавтоматы, получают питание от переменного тока.
Если нет денег на инвертор, а для работы по дому постоянно требуется сварочный аппарат, то следует подумать о том, как собрать трансформатор для сварки.
Принцип работы сварочного трансформатора позволяет с легкостью выполнять высококачественные соединения металлов.
Его основные эксплуатационные и технические характеристики практически ни в чем не будут уступать заводским изделиям, если все действия будут выполняться в заданной последовательности.
Любой трансформатор состоит, главным образом, из медных проводов, которые образуют катушки с определенным количеством витков.
Такой самодельный аппарат должен иметь регулятор, при помощи которого будет производиться регулировка всех основных параметров работы, и выполняться технические условия.
Если планируется, что трансформатор будет использоваться, главным образом, для ремонта автомобиля, то внимание следует обратить на споттер.
Споттер отличается от обычного сварочного трансформатора температурой нагрева рабочей области на поверхности металла, что становится возможным за счет некоторых конструктивных особенностей.
Также своими руками можно собрать трансформатор для контактной сварки, и в этом случае можно будет соединять между собой крупногабаритные технические детали.
Виды и типы
Сварочная область активно развивается и постоянно совершенствуется.
Регулярно появляются все новые устройства для сварки, технические характеристики которых в несколько раз превосходят предыдущие изделия.
Как правило, в условиях дома чаще всего используют ручной аппарат, который получает питание от переменного тока и подходит для точечной и дуговой сварки металла.
Видео:
В настоящее время для дома наиболее совершенным считается ручной инвертор, технические характеристики которого отличаются высокими показателями работы, однако его цена доступна далеко не для всех домашних мастеров.
В этом случае многие мастера стараются своими силами собрать трансформатор широкого спектра действия, который можно использовать как для дуговой, так и для точечной сварки.
В настоящий момент есть разные виды трансформаторов для сварки. Для дома чаще всего используется аппарат для дуговой сварки.
Его основным преимуществом является простая и при этом надежная конструкция, а также широкая область применения.
Некоторые технические показатели его работы можно отнести к недостаткам, например низки КПД. Данный самодельный аппарат можно изготовить даже из микроволновки.
Также большой популярностью среди домашних умельцев пользуется самодельный аппарат, предназначенный для точечной или контактной сварки.
Он имеет высокие технические характеристики своей работы и нашел широкое применение в условиях дома. Такой аппарат служит, главным образом, для проведения ремонтных работ в гараже.
Его трансформатор имеет более низкие показатели мощности, однако функциональные возможности достаточно большие. В его схему работы обязательно включаются конденсаторы.
А кроме этого, есть и другие небольшие конструктивные различия. Известны и другие виды устройств для сварки, созданные на основе трансформаторов.
Так, у автолюбителей большой популярностью пользуется споттер. Споттер позволяет качественно ремонтировать кузов машины за счет некоторых конструктивных особенностей.
Какой лучше аппарат собрать свои руками для дома, каждый мастер решает сам. В этом случае, в первую очередь, необходимо определиться, для чего конкретно и какой он нужен.
Непосредственно перед тем, как перейти к сборке такого устройства, в обязательном порядке проводится расчет сварочного трансформатора, который позволяет определить все его основные параметры работы.
Основные характеристики
Все характеристики работы устройства в обязательном порядке необходимы для того, чтобы провести расчет сварочного трансформатора.
В первую очередь, следует обращать внимание на напряжение. В большинстве случаев в условиях дома трансформаторы для точечной, а также дуговой сварки получают питание от переменного тока.
На промышленных предприятиях, как правило, стоит аппарат постоянного тока, который имеет более высокие показатели мощности.
От переменного тока получает питание и инвертор, а также споттер. Большое значение, как для обычного трансформатора, так и для инвертора играет номинальный сварочный ток.
Этот показатель указывает на все возможности сварки, равно как и резки металлических заготовок.
Споттер и самодельный трансформатор, как правило, имеют величину в пределах двухсот ампер, что более чем достаточно для дома.
В процессе выполнения соответствующих работ, в зависимости от характеристики металла осуществляется регулировка силы тока.
Если соответствующий регулятор будет выставлен неправильно, то металл можно расплавить. Такой регулятор имеет и инвертор, а также споттер.
Видео:
Определенные технические характеристики имеет и используемый для сварки электрод.
Сегодня в специализированных магазинах предлагаются различные виды электродов, в том числе и с разным диаметром.
При работе с материалом, который имеет различную толщину, производится регулировка сварочного тока, а также подбирается соответствующий размер электрода.
Для трансформаторов, предназначенных для сварки металлов, должно учитываться и номинальное напряжение, которое замеряется на входе в аппарат.
Его регулировка ручным способом не предусмотрена, а поэтому этот параметр закладывают еще на этап конструирования устройства.
Для трансформатора большое значение играет номинальный режим работы. Это параметр указывает на то, в течение какого постоянного времени самодельный аппарат сможет функционировать в непрерывном режиме.
Также, для того чтобы произвести расчет сварочного трансформатора, необходимо обязательно знать показатели мощности, как потребляемой, так и выходной, а также напряжение холостого хода.
Как инвертор, так и самодельный споттер с трансформатором на корпусе в обязательном порядке имеют специальный регулятор исключительно для регулировки силы тока.
Все остальные параметры в большинстве случаев закладываются в устройстве при его конструировании.
Схема и расчет
Собирая собственноручно для дома трансформатор или споттер, в обязательном порядке придется выполнять расчет сварочного трансформатора.
Как известно, любой трансформатор или споттер состоит из медных проводов, которые в виде витков уложены на сердечник.
Количество медных проводов в одном трансформаторе, предназначенном для сварки, особого значения не играет, так как такое устройство можно собрать даже из микроволновки.
В общую схему устройства необходимо будет правильно интегрировать диодный мост. Если собирается трансформатор для выполнения точечной сварки, то его принципиальная схема будет несколько сложней.
В этом случае помимо проводов и диодного моста, в нее необходимо будет включить в обязательном порядке тиристоры, диоды, а также конденсаторы.
При помощи данных элементов регулировка тока будет более точной, а значит, и качество сварного шва увеличится.
Вообще трансформатор, предназначенный для точечной сварки, имеет более сложное устройство не только в конструктивном плане, но и в схеме сборки.
Какой лучше собрать трансформатор для дома, каждый решает сам, для чего необходимо в точности знать его основное предназначение.
Любой тип трансформатора в обязательном порядке состоит из сердечника плюс обмоток проводов. Оба этих конструктивных элемента и отвечают за технические характеристики сварочного устройства.
Для того чтобы правильно провести необходимый расчет, следует, прежде всего, определиться с такими параметрами, как номинальная сила тока, а также, естественно, напряжение на обмотках.
Видео:
На основании этих показателей и выполняется расчет сечения проводов, и также для обмоток проводов и самого сердечника.
Все расчеты в отношении проводов и сердечника проводятся по соответствующим формулам, и для этого необходимо обладать хотя бы школьными познаниями в физике.
Расчет проводов и сердечника трансформатора одинаков, как для контактной, так и для дуговой видов сварки.
Следует отметить, что расчет проводов необходимо проводить даже в том случае, когда агрегат собирается из обыкновенной микроволновки.
Все технические характеристики, полученные при проведении расчета, потребуются и при эксплуатации сварочного трансформатора.
Этапы сборки
После того, как на руках окажутся все необходимые расчеты, а также схема устройства, можно смело приступать к сборке своими руками.
Собирая самодельный сварочный трансформатор своими руками, придется много считать, в частности количество витков.
Для домашнего применения подойдет агрегат с П-образным сердечником, кроме этого, его легче и проще собрать самостоятельно.
Все действия начинаются с создания каркасов, на которые впоследствии будут смонтированы сердечники. Для этих целей лучше всего использовать специальные текстолитовые пластины.
Видео:
Данные пластины необходимо будет в обязательном порядке изолировать и только после этого можно начинать мотать сами обмотки.
В качестве обмоток лучше использовать провода, которые имеют стеклянную изоляцию, даже не смотря на то, что цена на них несколько выше, чем на обычный тип обмотки.
На концах каждого отвода от обмоток следует закрепить специальные медные болты. Далее следует сформировать и правильно отрихтовать магнитопровод.
При проведении работ следует постоянно контролировать при помощи тестера правильность сборки.
После того, как основная часть сварочного трансформатора будет готова, необходимо сделать диодный мост. Он подключается совместно с дросселем параллельно обмоточным отводам.
После этого устройство следует поместить в корпус и проверить на работоспособность.
Цена такого самодельного устройства будет значительно ниже заводских аппаратов, притом, что качество сварного соединения при правильном выполнении всех работ будет отвечать стандартам.
Для многих мастеров именно цена является определяющим фактором при выборе сварного оборудования и в этом случае такой самодельный аппарат будет отличным выходом из положения.
Устройство сварочного трансформатора, виды трансформаторов
Сварочный трансформатор — это устройство, предназначенное для преобразования тока из электросети в ток, пригодный для сварки. Он понижает напряжение сети до нескольких вольт, а ток, соответственно, возрастает и может достигать тысячи ампер и больше. В этой статье мы рассмотрим устройство сварочного трансформатора и выявим разновидности таких агрегатов.
- Конструкция сварочного трансформатора
- Классификация сварочных трансформаторов
Конструкция сварочного трансформатора
В основе устройства лежит понижающий трансформатор, запитываемый от внешнего источника электроэнергии. Кроме него, конструкция подразумевает наличие дополнительных приспособлений для получения необходимых характеристик тока, управления током и защиты устройства от коротких замыканий. Как правило, в цепь включается отдельная дроссельная катушка.
Принцип работы сварочного трансформатора — преобразование внешнего напряжения (220 или 380В) в более низкое — в режиме холостого хода оно составляет около шестидесяти вольт.
Примерная схема агрегата с дросселем такова: первичная и вторичная катушки намотаны на одном металлическом сердечнике. Дроссель подключается после вторичной обмотки устройства, при этом его исполнение позволяет регулировать характеристики тока за счет изменения воздушного зазора — для этого предусмотрен регулировочный винт. Регулировка тока возможна и с использованием других способов, как правило, используется движение подвижных обмоток (неподвижной в таких конструкциях является первичная обмотка, подключенная к электрической сети) и регулировочного винта.
Возникновение электрической дуги (начало процесса сварки) ведет к снижению значения тока, что снижает ЭДС самоиндукции дросселя и приводит к возникновению рабочего напряжения, обеспечивающего устойчивое горение дуги. Это напряжение ниже, чем напряжение холостого хода.
В целом схема сварочного трансформатора подразумевает наличие следующих элементов:
- Центральная часть конструкции – магнитопровод (сердечник), изготавливаемый обыкновенно из нескольких стальных пластин, гальванически разъединенных друг с другом. Самодельные сердечники для сварки изготавливаются из электротехнической стали, берущейся из «донорской» техники.
- На сердечнике размещены обмотки из изолированного провода соответствующей длины и сечения, число витков напрямую влияет на характеристики устройства. Первичная обмотка в такой конструкции всегда одна.
- Для регулировки тока используются различные решения – подвижные обмотки и т.д.
- Для защиты агрегата от повреждений он помещается в корпус;
- Дополнительные элементы, такие, как вентиляция, колеса и ручки для удобной транспортировки тяжелых агрегатов.
Классификация сварочных трансформаторов
Агрегаты для сварки можно классифицировать следующими способами:
- По фазности: однофазные, трехфазные;
- По конструкции: с регулировкой напряжения переключением обмоток, посредством дросселя насыщения или посредством магнитного рассеяния;
- По количество обслуживаемых мест.
Помимо этого, конструкции различаются такими характеристиками, как коэффициент мощности, вторичное и первичное напряжение, мощность и пределы регулирования тока. Существует достаточно большое количество моделей агрегатов для сварки, что позволяет подбирать оптимальный вариант под любые задачи.
Устройства с регулировкой посредством магнитного рассеивания состоят из двух частей – понижающего блока и регулирующего напряжение дросселя.
Устройства с увеличенным магнитным рассеиванием несколько более сложны по конструкции – в них входят несколько подвижных обмоток, конденсатор или импульсный стабилизатор и некоторые другие элементы.
Стоит упомянуть и о сравнительно новом типе агрегатов для сварки – тиристорных моделях. В них включается силовой блок и тиристорный фазорегулятор, позволяющий достичь меньшего веса по сравнению с другими видами конструкций.
Заключение
Мы рассмотрели устройство агрегатов для сварки и различные варианты их конструкции. Как видите, схема сварочного трансформатора не очень сложная, и такой агрегат легко изготовить даже самостоятельно, а различные варианты изготовления таких агрегатов позволяют подобрать оптимальный метод под каждую ситуацию и каждый сварочный процесс. Надеемся, эта информация будет полезной для вас.
Похожие статьиСварочный трансформатор — 105 фото разновидностей трансформаторных аппаратов
В наше время сварочное дело перестало быть уделом избранных. Сейчас сварочное оборудование можно встретить не только на производстве, но и в дачных домовладениях. Самыми популярными считаются трансформаторные аппараты переменного тока.
Краткое содержимое статьи:
Конструкционное решение трансформаторного оборудования
Устройство сварочного трансформатора достаточно простое – это пара обмоток, намотанных на сердечник. Одна из них первичная, а вторая – вторичная.
Принцип работы аппарата трансформаторного типа состоит в понижении входящего напряжения. Сила тока при этом может составлять порядка 700А, что позволяет осуществлять сварку металлических конструкций. Такой принцип действия характерен для всех разновидностей трансформаторного оборудования.
Хотя сегодня, при использовании современных разработок и технологий удалось добиться создания более идеальных и эргономичных вариаций трансформаторов.
Разновидности трансформаторных аппаратов
Все сварочные трансформаторы принято делить на три вида, у каждого из которых свои сильные и слабые стороны. Выбирая аппарат для сварки трансформаторного типа, нужно знать, чем одна разновидность отличается от другой.
Как показывают фото сварочных трансформаторов, они могут быть:
- С минимальным и нормальным магнитным рассеиванием.
- С повышенным магнитным рассеиванием.
- Тиристорными.
Технические характеристики
Независимо от типа для каждого трансформатора характерен набор конкретных характеристик, определяющих эффективность и качество его работы, а также удобство эксплуатации. Выбирая агрегат, нужно знать, что означает каждая характеристика сварочного трансформатора.
Маркировка. Это первое, на что надо обратить внимание. Маркировка – это зашифрованная запись базовых параметров. Первая буква обозначает источник питания, вторая указывает на тип сварочных работ, а третья – на метод. Четвёртая и пятая – это тип внешней характеристики и число постов.
Значение номинальной силы электрического тока – это 1 или 2 цифры, округлённые до десятых или сотых. Два или одно последних цифровых обозначения – это регистрационный номер.
Далее буквами обозначается допустимые температурные условия. Цифра в конце указывает на уместное расположение. I- значит допустима работа устройства на улице, II – под навесом, III – в неотапливаемой комнате, IV – в помещении с отоплением.
Диапазон регулировки тока. Это одна из главных характеристик любого трансформаторного устройства. Первое, что она обозначает – это то, что регулирование тока возможно, а второе – это наибольшую возможную величину силы тока. Все вместе указывает на возможность применять электроды разных размеров.
Диаметр электрода. Зависит от силы тока оборудования.
Напряжение в электросети. Данная характеристика показывает, какое напряжение обязано быть в сети, чтобы трансформатор нормально работал.
Номинальный ток сварки и рабочее напряжение. Эти параметры очень важны. Номинальный ток – это наибольший показатель тока, который может выдать агрегат. А номинальное напряжение – напряжение, требуемое для того, чтобы сварочная дуга была в устойчивом состоянии.
Продолжительность включения. Это время, которое аппарат трансформаторного типа может находиться в режиме сварки. Данный показатель не оказывает особого влияния на выбор сварочного оборудования.
Потребляемая мощность. Обозначает количество энергии, требуемой для 1 часа работы агрегата. Предпочтительнее остановить выбор на устройстве с минимальным параметром мощности потребления.
КПД. Чем больше данное значение, тем лучше.
Напряжение холостого хода. Оно отвечает за сварочную дугу. Чем оно выше, тем проще создаётся дуга.
Число рабочих мест. Это число человек, которые могут одновременно заниматься сваркой от данного устройства.
Система охлаждения.
Вес и габариты сварочного аппарата.
Начинающему малоопытному сварщику достаточно непросто выбрать подходящую модель сварочного трансформатора, ведь типов аппаратов для сварки довольно много. Поэтому, чтобы сделать правильный выбор, важно знать значение каждой технической характеристики. Если у вас возникли трудности, то лучше обратиться за советом к профессионалу.
Фото сварочного трансформатора
Также рекомендуем посетить:
устройство и принцип действия, для чего служит, виды
Сварочный инструмент
Сварочный трансформатор принадлежит к числу несложных, но признанных потребителями аппаратов. Его используют, когда к соединительному шву нет жестких требований. Сейчас на рынке появились более совершенные аппараты, но простые агрегаты не вышли из употребления.
1
Виды сварочных трансформаторов и их устройство
Аппараты бывают дуговыми, у них в основе процесса лежит использование электрической дуги, а также есть аппараты контактной сварки – сильно сжатые детали привариваются импульсным током. По способу регулирования выпускаются агрегаты с дросселем – это первый тип. Второй, самый распространенный вид – разнотипные с регулировкой, которая осуществляется изменениями в обмотках. Третий, самый современный – тиристорные с импульсной стабилизацией.
Водородный сварочный аппарат
Первые два вида регулируют режим изменением параметров. Разнотипные трансформаторы зачастую оборудованы более сложными устройствами для точного регулирования. Тиристорные имеют трансформатор и полупроводниковые регуляторы. Контактные сварочные приборы различаются методами сварки, которая может выполняться по отдельным точкам, по стыкам или цельным швом. Импульс регулируется электронным или релейно-механическим регулятором. Устройство сварочного трансформатора простое, аппарат состоит из:
- трансформатора;
- проводов подвода;
- сварочных проводов;
- держателя электродов.
Разные разработки сварочного трансформатора (далее – СТ) имеют сходные провода и держатели. Аппарат может иметь дополнительные устройства: вентилятор, автомат отключения при перегрузке, ручку, колеса. На работу это никак не влияет, но создает комфортные условия. Большинство сварочных трансформаторов переменного тока укомплектованы одинаковыми деталями с разницей в габаритах. Это позволяет делать устройства одного типа, отличающиеся показателями. Агрегат может комплектоваться выпрямителем для выработки постоянного тока. Аппаратами постоянного тока выполняется качественная сварка, производятся работы с цветными металлами и нержавейкой.
Большинство моделей имеют стальной сердечник из абсолютно одинаковых пластин – магнитопровод. Он может иметь подвижную часть или быть цельным. Пластины изолированы, чтобы увеличить КПД и уменьшить нагрев. Они образуют плотный пакет, стянутый шпильками. Неплотность пакета приводит к вибрации, что на слух воспринимается, как сильное гудение. Ток в трансформаторном сварочном аппарате (ТСА) подбирается плавно или ступенями. При плавном подборе изменяют зазор в магнитопроводе, сопротивление меняется. Ступенчатое регулирование включает в цепь разное количество витков обмоток. Независимо от способа, роль сварщика заключается во вращении рукоятки или переключении коммутатора.
2
Почему электричество соединяет металлы?
Трансформатор понижает сетевое напряжение до требуемого уровня. Предъявляемые к аппарату требования исходят из особенностей материалов для обработки. Под них подбирают принцип действия и комплектацию, детали уточняются в параметрах и регулировке. Во многих случаях требуется очень точная настройка, и устройство аппарата это учитывает. Функциональный принцип работы сварочного трансформатора и его устройство взаимосвязаны.
Вторичная обмотка сварочного трансформатора
Аппарат выполняется обычно с первичной и вторичной обмотками. Напряжение 220 или 380 В подается на первичную. Со вторичной снимается напряжение 30–80 В. Ток увеличивается до 100–700 А, отчего металл плавится и соединяется. В основу ТСА заложена наивысшая отдача мощности. Металлические изделия соединяются между собой при температуре в тысячи градусов, вырабатываемой электрической дугой. Ее появление вызывается коротким замыканием между электродом и металлом. Разряд пробивает воздух, образуется плазма. С уменьшением сопротивления воздушного изолятора увеличивается ток. Чтобы стабилизировать дугу, проводящую ток, поддерживают расстояние между электродом и металлом.
Устройство сварочного трансформатора позволяет изменять силу тока, добиваясь оптимального режима в зависимости от толщины заготовок и вида работ. Постоянство напряжения влияет на стабильность дуги. Малый скачок напряжения ее обрывает, а немного сглаживает скачки регулятор. Используя дополнительные приспособления, можно добиться стабильности электродуги. Перепады гасят фильтры из конденсаторов на входе.
3
Характерные особенности устройств разных типов
Сначала были придуманы аппараты с дросселем для регулировки тока. Модели простые и безотказные, но не лишены недостатков: очень ограниченные характеристики, сильная вибрация, из-за чего сбиваются настройки, и они потребляют много энергии. Более совершенны устройства с реактивной катушкой и дросселем.
Сварочный трансформатор
В разнотипных аппаратах используются магнитные шунты, подвижные обмотки. Такие агрегаты небольшой массы с лучшими характеристиками. Имеются конструкции с неподвижными шунтами и обмотками, сложной магнитной коммутацией. По этому принципу сконструировано много разных разработок, отчего этот вид СТ и получил название разнотипных. Оборудование на тиристорах – новая разработка на полупроводниках. Переменный ток превращается в импульсы. Вначале тиристорные устройства страдали нестабильностью дуги из-за несовершенства полупроводников. Сегодняшние полупроводниковые изделия избавлены от этого недостатка.
Технические характеристики ТСА пребывают в зависимости от конструктивных особенностей. Общие достоинства:
- простое исполнение с минимальным набором деталей без электроники;
- широкий диапазон применения;
- надежная длительная эксплуатация, пригодность для ремонта;
- возможность выбрать аппарат с подходящими параметрами;
- доступные цены.
Сердечник с обмотками
К недостаткам относятся ограниченные возможности. Подобные аппараты потребляют много тока, ими трудно поддерживать дугу и добиться безукоризненного шва. Для работ различного рода больше подходит разнотипный трансформатор. Чтобы добиться качества шва и эффективности, агрегат оборудуют дополнительными устройствами, которые стабилизируют характеристики. Доступность и неприхотливость трансформаторных сварочных аппаратов привлекают потребителей, несмотря на выпуск качественных моделей с лучшими возможностями.
4
Что следует учитывать при выборе – показатели тока
Важный показатель для устройства – это количество фаз. Для однофазных СТ требуется 220 В, их можно включать в розетку домашней сети. Для двухфазных потребуется 380 В. Трехфазные могут работать от 220 или 380 В. В паспорте уточните показатель тока, потребляемого устройством. Далее узнайте сечение проводки и определите по справочнику, выдержит ли она работу ТСА. Автоматы домашней сети должны иметь запас не менее 10 %.
От тока на выходе зависит подбор электродов, свойства металла, с которым можно работать. Еще один параметр – напряжение на выходе. Особенно важно для тех, кто хочет варить автомобильные кузова. Чем ниже показатель (от 30 Вольт), тем тоньше металл можно варить. Потребляемая и выходная мощность указывает на количество электроэнергии, которую использует сварочный трансформатор. Следует обратить внимание на разницу показателей. Если она очень большая, агрегат будет использовать много киловатт и выполнять мало работы. В паспорте режим сварки указан в процентах.
К примеру, 70 % значит, что в течение 10 минут агрегат может 7 минут работать и 3 должен отдыхать.
Трансформаторные аппараты десятки лет исправно служат в сельском хозяйстве, промышленности, дома и в любом месте, где понадобятся. Их простота и дешевизна привлекают людей. В руках умельцев они способны работать с металлом разной толщины. С их помощью изготавливают несложные изделия, ремонтируют технику, соединяют трубы отопления и водопровода.
расчет и ток в первичной и вторичной обмотке
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:
- Однофазный сварочный трансформатор – модель, работающая только при напряжении 220 В.
Предназначен для бытовых нужд. - 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:
- Центральная часть – магнитопровод, изготавливаемый из нескольких пластин, гальванически разъединенных между собой.
Самодельные сердечники делают из электротехнической стали, которую можно взять из «донорской» техники. - Обмотки из изолированного провода размещаются на сердечнике.
Длина провода, его сечение и количество витков непосредственно влияет на характеристики аппарата. - Регулировку тока можно осуществлять, используя различные решения, приведенные ранее.
Речь идет про подвижный шунт, обмотки и т.д. - В целях защиты устройства его помещают в корпус.
- 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.
подключения, обмоток, электрическая, принципиальная, подключения, электромагнитная, трехфазного, тиристорного
Трансформаторы для сварки крайне актуальны для промышленных работ. Это особая аппаратура, которая предназначается для того, чтобы преобразовывать напряжение сети в наиболее нужное именно для сварочного прибора. Схема сварочного трансформатора несложная, и его вполне можно изготовить самостоятельно.
Схема простого сварочного трансформатора.
Аппарат эффективно снижает напряжение до холостого хода. Благодаря этому свойству трансформатор для сварки работает без перебоев. Наиболее часто используются трансформаторы стержневого типа. Они отличаются более высокими техническими характеристиками и свойствами: аппарат использует значительно меньшее количество смазочного материала, обладает достаточно простой конструкцией, характеризуется весьма широкими пределами управляемых показателей, отличается высокими показателями сварочного и энергетического функционирования.
В чем заключается принцип работы?
Основные части трёхфазного стержневого трансформатора.
Трансформатор медленно снижает напряжение до 60-80В. А сила тока, наоборот, начинает нарастать до 40-500А. Некоторые модели трансформаторов повышают силу тока до более высоких цифр. Трансформатор должен поддерживать постоянный ток.
Основой всех происходящих процессов является принцип электромагнитной индукции. Большое значение имеет число витков в 1 и 2 обмотке.
Они влияют на коэффициент преобразования. Прибор имеет функцию управления рассеиванием магнитных полей. По магнитопроводу идет ток. Он образует переменное напряжение во всех витках катушки. На выходе напряжение складывается в оптимальное.
Любой сварочный трансформатор должен отвечать требованиям:
Характеристики сварочных трансформаторов.
- Напряжение на вторичной обмотке должно изначально и повторно возбуждать дугу, поддерживать ее горение при сваривании металлических деталей.
- Внешняя характеристика должна быть падающей. Это важно для ручной, автоматической, полуавтоматической сварки. Получить падающую характеристику можно при помощи искусственного повышения индуктивного сопротивления.
- В любом приборе должна быть предусмотрена система регулировки режима сварки. Наиболее эффективно, если система работает в широком пределе.
Работа устройства для сваривания охватывает 3 режима:
- холостой ход;
- работа с нагрузкой;
- короткое замыкание.
Особенности конструктивного решения
Создать сварочный трансформатор в домашних условиях несложно. Некоторые люди не покупают его, а просто собирают в «кустарных» условиях. Схема сварочного трансформатора есть в интернете. Поэтому создать его не составит труда. Итак, этапы создания аппарата дома:
Основные понятия и классификация трансформаторов.
- Основная часть – это магнитопровод. Его еще именуют сердечником. Он имеет в своем составе стальные пластины. Пластины должны быть изолированы друг от друга. Самыми хорошими пластинами признаны те, которые состоят из электротехнической стали. Взять их можно из другой техники.
- На магнитопроводе надо разместить обмотки провода (одну или несколько). Первичная обмотка всегда должна быть единичной. Именно на первичную обмотку трансформатора будет подаваться ток. Все оставшиеся обмотки являются вторичными. В тех случаях, когда мастер полагает, что сваривать он будет мало, медленно (спешить некуда), и отличных материалов для сборки не имеется, можно первичную обмотку сделать из проводов. Но надежность аппарата будет ниже. Выбирая провода, нужно учитывать их сечение, изоляцию. Изоляцию можно легко сделать самостоятельно. Провода покрываются лаком, наматываются в две нити. Тип изоляции сильно влияет на надежность всей обмотки, температуру перегрева, устойчивость к воздействию влаги, изоляцию.
- Необходимо отрегулировать выходное напряжение. Регулирование зависит от самой конструкции. Важными элементами тут являются: движения ходового винта (он идет сквозь сердечник) и движения подвижных обмоток. Следует помнить, что многие конструкции содержат неподвижную сетевую обмотку.
- Корпус крайне важен для трансформатора. Он защитит аппарат от повреждения.
- Чтобы усовершенствовать аппарат, можно добавить к нему ручки и колеса. Это крайне необходимо, если сварочный трансформатор тяжелый.
Схема намотки сварочного трансформатора.
Изготовить обмотку для трансформатора можно из специального обмоточного медного провода. Вторичная обмотка потребует для своего изготовления многожильный кабель, имеющий сечение от 25 до 35 мм. Обмотку можно вывести на медные клеммы. Естественно, покупаемый трансформатор имеет более качественные переключатели.
Самый облегченный трансформатор, изготовленный в домашних условиях, весит более 3 кг. На рынке можно приобрести модели весом более 10 кг.
Схема напрямую зависит от того, какой у аппарата сердечник – стержневой, тороидальный. А также от тех деталей, которые присутствуют у создателя. Мир интернета имеет множественные схемы устройства (например, изображение 1). Его собирают из всех возможных подручных элементов.
Устройство может иметь постоянный и переменный ток. Трансформатор с постоянным током актуален для сваривания тонких металлических листов. Такими являются автомобильные листы, кровельная сталь. При сварке на постоянном токе сварочная дуга устойчивая. Можно сваривать на прямой, обратной полярности. Особого значения нет. Если ток переменный, то его с легкостью можно выпрямить. Достаточно использовать мостовые выпрямители, располагающиеся на мощных диодах.
Классификация оборудования и его разновидности
Разновидностей сварочных трансформаторов множество. По конструкции трансформаторы делятся на:
Изображение 1. Схема сварочного аппарата.
- Многопостный аппарат. Его мощность огромна. Благодаря ему можно обеспечить несколько рабочих мест.
- Однопостный. Наиболее характерен для домашнего применения. Схемы по его сборке также имеются.
По фазовому регулированию трансформаторы подразделяются:
- Модель с одной фазой. Она функционирует при напряжении 220 В.
- Модель трансформатора с 3 фазами. Работает от напряжения в 380 В. Аппарат может сваривать достаточно толстый слой металла. Разработаны трансформаторы, рассчитанные на работу также в 220 В.
По конструкции устройства подразделяются:
Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.
- Модель, имеющая магнитное рассеивание. Аппарат состоит из самого трансформатора и дросселя. Дроссель позволяет регулировать напряжение.
- Модель, имеющая увеличенное магнитное рассеивание. Конструкция аппарата более усложненная. В его составе присутствуют подвижные обмотки, конденсатор, импульсный стабилизатор.
- Тиристорная модель. Это новинка среди остальных трансформаторов. Модель имеет силовой трансформатор, фазорегулятор и относительно маленький вес.
Кроме того, стоит подчеркнуть, что рассматриваемое оборудование может работать и на постоянно поступающем токе, и на прерывно поступающем. Те модели, что функционируют на прерывистом токе, отличаются наличием тиристорного типа системы регулирования и дополнительного применения импульсной стабилизации.
Подключение своими руками
Схема подключения трансформатора представлена на инструкции. Следует отметить тот факт, что для правильного функционирования устройства в дальнейшем рекомендуется заблаговременно ее изучить. Перед тем как его подключить, нужно учесть следующие достаточно важные моменты:
Тороидальный трансформатор.
- Сперва проверить соответствие его напряжения и напряжения в сети питания.
- Перед подключением сварочная цепь должна быть разомкнута.
- Подключения сварочного трансформатора производят отдельными рубильниками.
- Промежуток между аппаратом и сетью – минимальный.
- Нельзя допускать падения напряжения в сети больше 5%. В тех случаях, когда этот критерий не соблюдается, рекомендовано увеличить сечение проводов.
Советы для грамотной эксплуатации состоят в следующем. Уход за трансформаторами достаточно прост. Нужно обеспечить качественное заземление, содержать контакты в порядке и чистоте, проверять сопротивление изоляции (это важно при работе под открытым небом), соблюдать требования при эксплуатации, указанные в инструкции.
Покупной трансформатор для сварки
Приобретая трансформатор для сваривания проводов, нужно отталкиваться из следующих базовых характеристик:
Схема расчета сварочного трансформатора.
- Компактность оборудования.
- Устройство стоит недорого.
- Номинальное напряжение прибора 9-40 В. Устройство крайне простое. При наличии большого желания можно собрать его самостоятельно и не приобретать.
- Количество фаз. Это крайне важный момент при покупке сварочного транзистора.
- Номинальный сварочный ток. Профессиональные аппараты, которые применяют на производстве, должны иметь ток до 1000 А, а домашние модели всего 100 А.
- Пределы регулирования сварочного тока. Для домашней модели наиболее располагающее значение от 50 до 200 А.
- Рабочее напряжение 30-70 В (достаточно высокие величины).
- Номинальный режим работы. С помощью данного показателя можно определить количество времени, в течение которого трансформатор работает беспрерывно.
- Напряжение холостого хода. Значение напряжения не должно превышать 80 В.
- Потребляемая мощность. Зная этот показатель, можно подсчитать КПД. Из расчетов выйдет итог – чем выше КПД, тем лучше работает трансформатор.
Неполадки: как исправить проблему
Чертеж сварочного трансформатора.
Любое устройство может перестать работать, несмотря на то, куплено оно или собрано самостоятельно. Ремонт трансформатора можно провести своими усилиями. Конечно, если исключаются промышленные сложные неполадки.
Наиболее распространенные неполадки возникают в цепи прибора. В ней может происходить замыкание, которое и приводит к отключению. Чтобы устранить замыкание, трансформатор нужно разобрать. Неисправные элементы заменяются. Наиболее часто причиной является клеммная колодка, обмотка, располагающаяся рядом с ней.
Может быть и иная причина – это перегрев прибора. Обычно эту причину вызывает установка тока. То есть ток установлен большего значения, чем разрешено в инструкции. Если не учесть этот фактор соответствия, то перегрев будет регулярно сопровождать работу устройства. Это неизбежно приведет к выходу из строя ключевого элемента. В итоге придется менять перемотку полностью.
Размещение изолирующих кругов из электрокартона.
Если работа трансформатора сопровождается сильным гудением, то это может говорить о том, что внутри конструкции расшатались болты. Чтобы исправить этот нюанс, надо снять корпус трансформатора и подтянуть все болты и гайки.
Как только ремонтные работы проведены, устройство надо заново проверить. В том случае, если аппарат стал хорошо работать, можно продолжить работу.
Трансформатор – это простой и надежный аппарат.
Он доступен широкому слою населения.
Прибор активно используется для дуговой сварки, соединения листов металла, ремонта металлических элементов.
Плюсы сварочного трансформатора
Аппарат имеет множество положительных качеств:
Способы намотки обмоток сварочного аппарата на тороидальном сердечнике: 1 – равномерная, 2 – секционная, а – сетевая обмотка, б – силовая обмотка.
- Он выгодно стоит. Прибор дешевый и надежный.
- Аппарат обладает высоким КПД. Обычно КПД равен 70-90%.
- Прибор расходует электроэнергию по минимуму.
- Провести ремонтные работы при его поломке можно самостоятельно.
- Аппарат легок в использовании и не требует навыков и знаний.
Если прибор работает хорошо, то можно увидеть отличное качество швов, металл не разбрызгивается при сваривании, дуга горит стабильно, и металлические листы наплавляются равномерно. В таких случаях мастера подчеркивают: «варит мягко».
Минусы оборудования
Кроме большого количества преимуществ существуют и отрицательные качества прибора. Итак:
- Чтобы провести сварку наиболее качественно, понадобятся специальные электроды. Они созданы для переменного тока и обладают стабилизирующими свойствами.
- Заниженная стабильность горения дуги. Этот минус присущ только тем трансформаторам, которые не имеют встроенного стабилизатора горения.
- Зависимость от колебания напряжения в сети. Этот минус присущ обыкновенным, простеньким аппаратам.
Таким образом, перед приобретением той или иной модели оборудования настоятельно рекомендуется взвесить все преимущества и недостатки.
