Svejsetransformatorer og regler for håndtering af dem. Svejsetransformator

I moderne litteratur kan du finde meget materiale om svejsning. I de senere år er en række artikler blevet afsat til forbedring og beregning af elementer i svejsetransformatorer. Jeg tilbyder det vigtigste: hvordan og fra hvad derhjemme lave svejsetransformatorer. Alle svejsetransformatorkredsløb beskrevet nedenfor er praktisk testet og er faktisk egnede til manuel elektrisk svejsning. Nogle af ordningerne er udviklet "blandt folket" i årtier og er blevet en slags "klassiker" af uafhængig "transformatorkonstruktion".
Som enhver transformer består en svejsetransformator af primære og sekundære (eventuelt med vandhaner) viklinger viklet på en stor magnetisk kerne lavet af transformatorjern. En svejsetransformator adskiller sig fra en konventionel transformer ved sin driftstilstand: den fungerer i buetilstand, dvs. ved næsten størst mulig effekt. Og derfor stærke vibrationer, intens opvarmning og behovet for at bruge ledninger med store sektioner. En sådan transformer får strøm fra et enfaset netværk på 220-240 V. Udgangsspændingen af ​​sekundærviklingen i tomgangstilstand (ingen belastning) (når ingen belastning er forbundet til udgangen) for hjemmelavede svejsere er, som en regel, i området 45-50 V, sjældnere op til 70 V. Generelt er udgangsspændingerne for industrielle svejseenheder begrænset (80 V for vekselspænding, 90 V for jævnspænding). Derfor har store stationære enheder en effekt på 60-80 V.

Svejsetransformatorens hovedeffektkarakteristik Det er sædvanligt at overveje udgangsstrømmen af ​​sekundærviklingen i buetilstand (svejsetilstand). I dette tilfælde brænder en elektrisk lysbue i mellemrummet mellem enden af ​​elektroden og det metal, der svejses. Mellemrummets størrelse er 0,5...1,1 d (d er elektrodens diameter), den vedligeholdes manuelt. For bærbare strukturer er driftsstrømmene 40-200 A. Svejsestrømmen bestemmes af transformatorens effekt. Valget af diameteren på de anvendte elektroder og den optimale tykkelse af det metal, der svejses, afhænger af svejsetransformatorens udgangsstrøm.
De mest almindelige er elektroder med 3 mm stålstænger ("trojka"), som kræver strømstyrke på 90-150 A (normalt 100-130 A). I dygtige hænder vil "trojkaen" brænde ved 75 A. Ved strømme større end 150 A kan sådanne elektroder bruges til at skære metal (tynde jernplader 1-2 mm kan skæres ved lavere strømme). Når du arbejder med en 3 mm elektrode, strømmer en strøm på 20-30 A (normalt omkring 25 A) gennem transformatorens primære vikling.
Hvis udgangsstrømmen er lavere end påkrævet, begynder elektroderne at "klæbe" eller "lime" og svejse deres spidser til det metal, der svejses: således begynder svejsetransformatoren at fungere med farlig overbelastning i kortslutningstilstand. Ved højere strømstyrke end tilladt begynder elektroderne at skære materialet: dette kan ødelægge hele produktet.
For elektroder med en 2 mm jernstang kræves en strøm på 40-80 A (normalt 50-70 A). De kan nøjagtigt svejse tyndt stål 1-2 mm tykt. 4 mm elektroder fungerer godt ved en strøm på 150-200 A. Højere strømme bruges til mindre almindelige (05-6 mm) elektroder og metalskæring.
Ud over strøm er en vigtig egenskab ved en svejsetransformator dens dynamiske egenskaber. Transformatorens dynamiske egenskaber bestemmer i høj grad buens stabilitet og derfor kvaliteten af ​​de svejste samlinger. Blandt de dynamiske egenskaber kan vi skelne stejlt og forsigtigt. Ved manuel svejsning forekommer uundgåelige vibrationer af enden af ​​elektroden og følgelig en ændring i lysbuens brændelængde (i det øjeblik, hvor lysbuen tændes, ved justering af buelængden, på ujævne overflader, fra håndskælv). Hvis transformatorens dynamiske karakteristika er stejl, så når lysbuelængden svinger, forekommer der mindre ændringer i driftsstrømmen i transformatorens sekundære vikling: buen brænder stabilt, svejsningen ligger fladt. Med en fladskrånende eller stiv karakteristik af transformeren: Når lysbuens længde ændres, ændres driftsstrømmen også skarpt, hvilket ændrer svejsetilstanden - som et resultat brænder buen ustabilt, sømmen er af dårlig kvalitet, og det er svært eller endda umuligt at arbejde med sådan en svejsemaskine manuelt. Til manuel lysbuesvejsning kræves en stejlt faldende dynamisk karakteristik af transformeren. Fladfaldstype bruges til automatisk svejsning.
Generelt er det under virkelige forhold næppe muligt på en eller anden måde at måle eller kvantificere parametrene for strømspændingsegenskaberne, men ligesom mange andre parametre for svejsetransformatorer. Derfor er de i praksis opdelt i dem, der svejser bedre, og dem, der virker dårligere. Når transformatoren fungerer godt, siger svejserne: "Den svejser blødt." Dette skulle betyde høj kvalitet af svejsningen, ingen metalsprøjt, lysbuen brænder stabilt hele tiden, metallet aflejres jævnt. Alle transformatordesigns beskrevet nedenfor er faktisk egnede til manuel lysbuesvejsning.

Driftstilstand for svejsetransformator

Svejsetransformatorens driftstilstand kan karakteriseres som kortvarig gentagende. Under reelle forhold, efter svejsning, følger som regel installation, montering og andet arbejde. Derfor, efter drift i buetilstand, har transformeren lidt tid til at afkøle i tomgangstilstand. I buetilstand opvarmes svejsetransformatoren intenst, og i inaktiv tilstand afkøles den, men meget langsommere. Situationen er værre, når transformatoren bruges til at skære metal, hvilket er meget almindeligt. For at skære tykke stænger, plader, rør osv. med en bue, når strømmen af ​​en hjemmelavet transformer ikke er for høj, skal du overophede enheden for meget. Enhver industriel enhed er karakteriseret ved en så vigtig parameter som driftsvarighedskoefficienten (OL), målt i %. For bærbare enheder fra fabrikken, der vejer 40-50 kg, overstiger PR normalt ikke 20%. Det betyder, at svejsetransformatoren ikke kan fungere i buetilstand mere end 20% af den samlede tid, de resterende 80% skal den være i inaktiv tilstand. For de fleste hjemmelavede designs bør PR tages endnu mindre. Vi vil betragte transformatorens intensive driftstilstand som en, når lysbuens brændetid er af samme størrelsesorden som afbrydelsestiden.
Hjemmelavede svejsetransformatorer er lavet i overensstemmelse med forskellige skemaer: på U- og W-formede magnetiske ledninger eller toroidale, med forskellige kombinationer af viklingsarrangementer. Tog antallet af omdrejninger af fremtidige viklinger bestemmes hovedsageligt af den tilgængelige magnetiske kerne. I fremtiden vil artiklen overveje rigtige kredsløb af hjemmelavede transformere og materialer til dem. Lad os nu bestemme, hvilke viklings- og isoleringsmaterialer vi skal bruge.

På grund af de høje kræfter bruges relativt tyk ledning til vikling af transformere. Ved at udvikle betydelige strømme under drift, opvarmes enhver svejser gradvist. Opvarmningshastigheden afhænger af en række faktorer, hvoraf den vigtigste er diameteren eller tværsnitsarealet af viklingstrådene. Jo tykkere ledningen er, jo bedre passerer den strøm, jo ​​mindre opvarmes den og endelig, jo bedre afleder den varme. Hovedkarakteristikken er strømtætheden (A/mm2): Jo højere strømtætheden i ledningerne er, jo mere intens opstår opvarmningen af ​​transformeren. Vikletråde kan være kobber eller aluminium. Kobber giver dig mulighed for at bruge 1,5 gange højere strømtæthed og opvarmer mindre: det er bedre at vinde den primære vikling med kobbertråd. I industrielle enheder overstiger strømtætheden ikke 5 A/mm2 for kobbertråd. For hjemmelavede muligheder kan 10 A/mm2 for kobber betragtes som et tilfredsstillende resultat. Efterhånden som strømtætheden stiger, accelererer opvarmningen af ​​transformeren kraftigt. I princippet kan du til den primære vikling bruge en ledning, gennem hvilken en strøm med en tæthed på op til 20 A/mm2 vil strømme, men derefter vil transformeren varme op til en temperatur på 60 ° C efter brug af 2-3 elektroder. Hvis du tror, ​​at du bliver nødt til at svejse lidt, langsomt, og du stadig ikke har bedre materialer, så kan du vinde den primære vikling med tråd og med en stærk overbelastning. Selvom dette selvfølgelig uundgåeligt vil reducere enhedens pålidelighed.

Ud over tværsnittet er en anden vigtig egenskab ved ledningen isoleringsmetoden. Tråden kan lakeres, vikles i et eller to lag tråd eller stof, som igen er imprægneret med lak. Pålideligheden af ​​viklingen, dens maksimale overophedningstemperatur, fugtbestandighed og isoleringsegenskaber afhænger i høj grad af typen af ​​isolering (se tabel). Den bedste isolering er lavet af glasfiber imprægneret med varmebestandig lak, men en sådan ledning er svær at få, og hvis du køber den, vil den ikke være billig. Det mindst ønskværdige, men mest overkommelige materiale til hjemmelavede produkter er almindelige PEL, PEV-ledninger 1,6-2,4 mm i simpel lakisolering. Sådanne ledninger er de mest almindelige; de ​​kan fjernes fra spolerne af choker og transformere af brugt udstyr. Når du forsigtigt fjerner gamle ledninger fra spolerammerne, er det nødvendigt at overvåge tilstanden af ​​deres belægning og desuden isolere let beskadigede områder. Hvis trådspolerne yderligere var imprægneret med lak, er deres vindinger klæbet sammen, og når du forsøger at adskille dem, river den hærdede imprægnering ofte trådens egen lakbelægning af og blotter metallet. I sjældne tilfælde, i mangel af andre muligheder, vikler "hjemmelavede arbejdere" de primære viklinger selv med en monteringstråd i vinylchloridisolering. Dens ulemper: overskydende isolering og dårlig varmeafledning.

Kvaliteten af ​​at lægge den primære vikling af en transformer bør altid gives den største opmærksomhed. Den primære vikling indeholder et større antal vindinger end den sekundære, dens viklingstæthed er højere, og den opvarmes mere. Primærviklingen er under højspænding, hvis den kortsluttes mellem vindingerne, eller isoleringen går i stykker, for eksempel på grund af fugt, "brænder hele spolen hurtigt ud". Som regel er det umuligt at genoprette det uden at demontere hele strukturen.
Den sekundære vikling er viklet med en enkelt eller flerkernet ledning, hvis tværsnit giver den nødvendige strømtæthed. Der er flere måder at løse dette problem på. For det første kan du bruge en monolitisk ledning med et tværsnit på 10-24 mm2 lavet af kobber eller aluminium. Disse rektangulære ledninger (almindeligvis kaldet samleskinne) bruges til industrielle svejsetransformatorer. Men i de fleste hjemmelavede designs skal viklingstråden trækkes mange gange gennem de smalle vinduer i det magnetiske kredsløb. Prøv at forestille dig at gøre dette omkring 60 gange med 16 mm2 massiv kobbertråd. I dette tilfælde er det bedre at foretrække aluminiumtråde: de er meget blødere og billigere. Den anden metode er at vikle sekundærviklingen med en trådet tråd med passende tværsnit i almindelig vinylchloridisolering. Den er blød, nem at montere og pålideligt isoleret. Sandt nok optager det syntetiske lag overskydende plads i vinduerne og forstyrrer afkølingen. Nogle gange til disse formål bruger de gamle snoede ledninger i tyk gummiisolering, som bruges i kraftige trefasede kabler. Gummiet er let at fjerne, og i stedet for skal du pakke ledningen med et lag af noget tyndt isoleringsmateriale. Den tredje måde er at lave en sekundær vikling af flere enkeltkernetråde, omtrent det samme som dem, hvormed den primære vikling er viklet. For at gøre dette bindes 2-5 ledninger på 1,6-2,5 mm omhyggeligt sammen med tape og bruges som én trådet ledning. Denne bus med flere ledninger optager et lille volumen og er tilstrækkelig fleksibel, hvilket gør den nem at installere. Hvis den nødvendige ledning er svær at opnå, kan den sekundære vikling laves af tynde, mest almindelige PEV, PEL-ledninger 0,5-0,8 mm, selvom dette vil tage en time eller to. Først skal du vælge en flad overflade, hvor du stift installerer to pløkker eller kroge med en afstand mellem dem svarende til længden af ​​den sekundære viklingstråd på 20-30 m. Stræk derefter flere dusin tråde af tynd ledning mellem dem uden at bøje, du får et aflangt bundt. Afbryd derefter en af ​​enderne af bjælken fra understøtningen og klem den fast i borepatronen på en elektrisk eller håndboremaskine. Ved lave hastigheder er hele bundtet let stramt og snoer sig til en enkelt ledning. Efter snoning vil længden af ​​ledningen falde lidt. I enderne af den resulterende strandede ledning skal du forsigtigt brænde lakken og rengøre enderne af hver ledning separat og derefter lodde alt sikkert sammen. Det er trods alt tilrådeligt at isolere ledningen ved at pakke den langs hele dens længde med et lag af for eksempel klæbebånd.
For at lægge viklingerne, fastgør ledningen, isolering mellem rækker, isolering og fastgør det magnetiske kredsløb, skal du bruge et tyndt, stærkt og varmebestandigt isoleringsmateriale. I fremtiden vil det ses, at i mange designs af svejsetransformatorer er volumenet af de magnetiske kredsløbsvinduer, hvori det er nødvendigt at lægge flere viklinger med tykke ledninger, stærkt begrænset. Derfor er hver millimeter værdifuld i dette "vitale" rum i det magnetiske kredsløb. Ved små kernestørrelser bør isoleringsmaterialer optage så lidt volumen som muligt, dvs. være så tynd og elastisk som muligt. Det almindelige PVC-isoleringsbånd kan straks udelukkes fra brug på transformatorens varmeområder. Selv ved let overophedning bliver den blød og breder sig gradvist eller presses igennem af ledninger, og ved betydelig overophedning smelter den og skummer. Til isolering og bandage kan du bruge fluorplast, glas og lakeret stof keeper tape og almindelig tape mellem rækkerne. Scotch tape kan betragtes som et af de mest bekvemme isoleringsmaterialer. Når alt kommer til alt, med en klæbende overflade, lille tykkelse, elasticitet, er den ret varmebestandig og stærk. Desuden sælges klæbebånd nu næsten overalt på ruller med forskellige bredder og diametre. Spoler med lille diameter er ideel til at trække kompakte magnetiske kerner gennem smalle vinduer. To eller tre lag tape mellem trådrækkerne øger praktisk talt ikke spolernes volumen.

Og endelig er det vigtigste element i enhver transformer det magnetiske kredsløb. Som regel bruges til hjemmelavede produkter magnetiske kerner af gamle elektriske apparater, som tidligere ikke havde noget til fælles med en svejsetransformator, for eksempel store transformere, autotransformere (LATR'er), elektriske motorer. Den vigtigste parameter for det magnetiske kredsløb er dets tværsnitsareal (S), gennem hvilket magnetfeltstrømmen cirkulerer. Magnetiske kerner med et tværsnitsareal på 25-60 cm2 (normalt 30-50 cm2) er egnede til fremstilling af en transformer. Jo større tværsnit, jo større flux kan det magnetiske kredsløb transmittere, jo større strømreserve har transformatoren, og jo færre vindinger indeholder dens viklinger. Selvom det optimale tværsnitsareal af det magnetiske kredsløb, er den bedste ydeevne ved en gennemsnitlig effekt på 30 cm2.
Der er standardmetoder til beregning af parametrene for det magnetiske kredsløb og viklinger til industrielle svejsekredsløb. Disse metoder er dog praktisk talt ikke egnede til hjemmelavede produkter. Faktum er, at beregningen i henhold til standardmetoden udføres for en given transformatoreffekt og kun i en enkelt mulighed. For det beregnes den optimale værdi af tværsnittet af det magnetiske kredsløb og antallet af omdrejninger separat. Faktisk kan tværsnitsarealet af det magnetiske kredsløb for den samme effekt være inden for meget vide grænser. Der er ingen sammenhæng mellem en vilkårlig sektion og vendinger i standardformlerne. Til hjemmelavede svejsetransformatorer bruges normalt magnetiske kerner, og det er klart, at det er næsten umuligt at finde en kerne med "ideelle" parametre for standardmetoder. I praksis er det nødvendigt at vælge vindingerne for at matche det eksisterende magnetiske kredsløb og derved indstille den nødvendige effekt.
Effekten af ​​en svejsetransformator afhænger af en række parametre, som ikke fuldt ud kan tages i betragtning under normale forhold. Men de vigtigste blandt dem er antallet af vindinger af den primære vikling og tværsnitsarealet af det magnetiske kredsløb. Forholdet mellem arealet og antallet af omdrejninger vil bestemme driftseffekten. For at beregne transformatorer beregnet til svejsning med 3-4 mm elektroder og drift fra et enfaset netværk med en spænding på 220-230 V, foreslår jeg at bruge følgende omtrentlige formel, som jeg opnåede baseret på praktiske data. Antal vindinger N=9500/S (cm2). Samtidig kan det for transformere med et stort magnetisk kerneareal (mere end 50 cm2) og relativt høj effektivitet anbefales at øge antallet af omdrejninger beregnet med formlen med 10-20%. For transformere fremstillet på kerner med et lille areal (mindre end 30 cm) kan det tværtimod være nødvendigt at reducere antallet af designomdrejninger med 10-20%. Derudover vil den nyttige effekt blive bestemt af en række faktorer: effektivitet, spænding af sekundærviklingen, forsyningsspænding i netværket. (Praksis viser, at netspændingen afhængig af areal og tid kan svinge mellem 190-250 V). Strømledningens modstand er også vigtig. Med kun få ohm har det stort set ingen effekt på aflæsningerne af voltmeteret, som har en høj modstand, men kan dæmpe transformatorens effekt kraftigt. Indflydelsen af ​​linjemodstand kan især være mærkbar på steder fjernt fra transformerstationer (for eksempel dachas, garagekooperativer, i landdistrikter, hvor linjer er lagt med tynde ledninger med et stort antal forbindelser). Derfor er det i starten næppe muligt nøjagtigt at beregne udgangsstrømmen for forskellige forhold - dette kan kun gøres tilnærmelsesvis. Ved vikling af primærviklingen er det bedre at lave sin sidste del med 2-3 tryk hver 20-40 omgange. Du kan således justere strømmen ved at vælge den bedste mulighed for dig selv, eller tilpasse til netspændingen. For at opnå højere kræfter fra en svejsetransformator, for eksempel for at drive en 4 mm elektrode ved strømme større end 150 A, er det nødvendigt yderligere at reducere antallet af vindinger af primærviklingen med 20-30%. Men det skal huskes, at med stigende effekt øges strømtætheden i ledningen også, og derfor intensiteten af ​​opvarmning af viklingerne. Udgangsstrømmen kan også øges en smule ved at øge antallet af omdrejninger af sekundærviklingen, så den åbne kredsløbs udgangsspænding stiger fra de forventede 50 V til højere værdier (70-80 V).


Efter at have tilsluttet den primære vikling til netværket, er det nødvendigt at måle tomgangsstrømmen, den bør ikke have stor viden (0,1-2 A). (Når svejsetransformatoren er tilsluttet netværket, opstår der en kortvarig, men kraftig strømstød). Generelt med hensyn til tomgangsstrøm. det er umuligt at bedømme udgangseffekten af ​​en transformer: den kan være anderledes selv for de samme typer transformere. Men ved at undersøge kurven for afhængigheden af ​​tomgangsstrømmen af ​​spændingen, der forsyner svejseren, kan man mere sikkert bedømme transformatorens egenskaber. For at gøre dette skal den primære vikling forbindes gennem LATR, hvilket gør det muligt at ændre spændingen på den jævnt fra 0 til 250 V. Transformatorens spændings-ampere karakteristika i tomgangstilstand med forskellige antal drejninger af den primære vikling er vist på figuren, hvor 1 - viklingen indeholder få vindinger; 2 - transformeren fungerer ved sin maksimale effekt; 3, 4 - moderat effekt. Først er strømkurven hul, stiger næsten lineært til en lille værdi, derefter stiger stigningshastigheden - kurven bøjer jævnt opad, efterfulgt af en hurtig stigning i strømmen. Når strømmen har en tendens til uendelig op til driftsspændingen 240 V (kurve 1), betyder det, at primærviklingen indeholder få vindinger, og den skal vikles op (det skal tages i betragtning, at en svejsetransformator, tændt ved samme spænding uden LATR, vil forbruge en strøm på ca. 30 % mere). Hvis driftsspændingspunktet ligger ved kurvens bøjning, vil transformeren producere sin maksimale effekt (kurve 2, svejsestrøm i størrelsesordenen 200 A). Kurver 3 og 4 svarer til tilfældet, når transformatoren har en strømressource og en ubetydelig tomgangsstrøm: De fleste hjemmelavede produkter er fokuseret på dette tilfælde. I virkeligheden er tomgangsstrømme forskellige for forskellige typer svejsetransformatorer: de fleste ligger i området 100-500 mA. Jeg anbefaler ikke at indstille tomgangsstrømmen til mere end 2 A.

Driften af ​​en svejsetransformator er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion. Transformatorens inaktive tilstand indstilles med sekundærviklingen åben i det øjeblik, primærviklingen er forbundet til vekselstrømsnettet med spænding U1.

Transformer drift

I dette tilfælde strømmer strømmen I1 gennem primærviklingen, hvilket skaber en vekslende magnetisk flux F1. Denne flux inducerer en vekselspænding U2 i sekundærviklingen. Da sekundærviklingens kredsløb er åben, løber der ingen strøm i den I2 = 0, og der er intet energiforbrug i sekundærkredsløbet. Derfor er sekundærspændingen ved tomgang maksimal, og denne værdi kaldes tomgangsspændingen U2 = Uхх.
Forholdet mellem spændingerne i de primære og sekundære viklinger ved tomgang kaldes transformationsforholdet K. Det er også lig med forholdet mellem antallet af vindinger af primærviklingen w1 og sekundærviklingen w2:

I svejsetransformatorer omdannes netspændingen på 220 V eller 380 V til en lavere tomgangsspænding U2 = Uхх = 60...80 V.
Belastningstilstanden er indstillet på grund af lukningen af ​​det sekundære viklingskredsløb i det øjeblik, lysbuen tændes. I dette tilfælde, under påvirkning af spændingen U2, vises en strøm I2 = Ist i sekundærviklingen og buen. Denne kernestrøm skaber en vekslende magnetisk flux, som har en tendens til at reducere mængden af ​​flux, der produceres af den primære vikling F1. I modsætning hertil stiger strømmen i primærviklingen. Stigningen i energiforbruget i den primære vikling skal være lig med stigningen i outputtet af lysbueenergi i den sekundære vikling i overensstemmelse med loven om energibevarelse.
Spændingen i transformatorens sekundære vikling under belastning er lig med:

hvor Ud er spændingsfaldet over lysbuen; XL – induktiv modstand af svejsekredsløbet.
Den ohmske modstand af svejsekredsløbet R, inklusive elektrodeudstikning, er væsentligt mindre end den induktive modstand XL. Af denne grund, når vi beregner U2, forsømmer vi værdien af ​​R.
En del af den magnetiske flux Фр langs stien fra den primære vikling til den sekundære vikling spredes i rummet. Jo større afstanden er mellem viklingerne, jo større er den magnetiske lækageflux.
Som et resultat gennemtrænges sekundærviklingen af ​​magnetisk flux F2. Svejsetransformatorens faldende eksterne strømspændingskarakteristik opnås på grund af en ændring i størrelsen af ​​spredningen af ​​den magnetiske flux Fr.
I dette tilfælde falder lysbuespændingen Ud Ud = U2 – Iw·XL med en stigning i svejsestrømmen Iw og induktiv reaktans XL.
Som vist på figuren nedenfor kan du justere transformeren:
ændring af den induktive reaktans af XL-svejsetransformatoren,
ændring af åben kredsløbsspænding Uхх.

Regulering af styrken af ​​svejsestrømmen Iw, styrken af ​​kortslutningsstrømmen Isk og transformatorens tomgangsspænding Uхх

Den første metode er mere almindelig og giver dig mulighed for jævnt at regulere svejsestrømmen. Den anden metode bruges som en ekstra metode. Som regel har en transformator en eller to faste værdier Uхх og U"хх. U"хх opnås ved at installere yderligere sektioner i de primære eller sekundære viklinger. Ved værdien af ​​tomgangsspændingen U"хх, såvel som ved Uхх, er det muligt jævnt at regulere den induktive reaktans XL, og derfor svejsestrømmen Iw og kortslutningsstrømmen Isc.
Glat strømregulering med dobbelt rækkevidde giver dig mulighed for at reducere transformatorens vægt og dimensioner. For at opnå et højt strømområde er både de primære og sekundære spoler forbundet parvis parallelt, som vist i figuren nedenfor. For at opnå en række lave strømme er spolerne i de primære og sekundære viklinger forbundet i serie.

Designdiagram af en svejsetransformator med bevægelige spoler af sekundærviklingen

Regulering af svejsestrømmen Iw (såvel som Ic) ved en konstant åben kredsløbsspænding af transformeren Uхх er kun mulig ved at ændre den induktive reaktans.
I eksisterende transformerdesign kan regulering af den induktive reaktans af det sekundære kredsløb udføres:
ændring af afstanden mellem de primære og sekundære viklinger;
ændring af spalten i det magnetiske induktorkredsløb, lavet separat fra transformeren.
Den første mulighed er interessant på grund af dens enkle og pålidelige design. Men hvis det er nødvendigt at svejse i en afstand af 10...40 meter fra transformeren, så vil en separat regulator altid være klar til svejseren. En sådan regulator vejer væsentligt mindre end en transformer, så den er lettere at flytte.
Under en kortslutning berører elektroden produktet Ud = 0. Spænding i sekundærviklingen U2 = Er XL. Herfra

Til lysbuesvejsning anvendes både vekselstrøm og jævnstrøm. Svejsetransformatorer bruges som kilde til vekselstrøm, og svejseensrettere og svejsekonvertere bruges som kilde til konstant strøm.

Svejsetransformatoren bruges til at reducere netværksspændingen fra 220 eller 380 V til en sikker, men tilstrækkelig til let tænding og stabil afbrænding af lysbuen (ikke mere end 80 V), samt til at regulere styrken af ​​svejsestrømmen .

Transformer (fig. 10). har en stålkerne (magnetisk kerne) og to isolerede viklinger. Den vikling, der er forbundet til netværket, kaldes primær, og viklingen, der er forbundet med elektrodeholderen og det emne, der svejses, kaldes sekundær. For pålidelig lysbuetænding skal den sekundære spænding af svejsetransformatorer være mindst 60–65 V; Spændingen under manuel svejsning overstiger normalt ikke 20 - 30 V.

Fig. 10 Svejsetransformator

I bunden af ​​kernen er den primære vikling, bestående af to spoler placeret på to stænger . De primære viklingsspoler er fastgjort ubevægelige. Sekundærviklingen, der også består af to spoler, er placeret i betydelig afstand fra den primære. Spolerne af både de primære og sekundære viklinger er forbundet parallelt. Sekundærviklingen er bevægelig og kan bevæge sig langs kernen ved hjælp af skruen, som den er forbundet med, og håndtaget placeret på dækslet til transformatorhuset.

Svejsestrømmen reguleres ved at ændre afstanden mellem primær- og sekundærviklingen. Når håndtaget drejes med uret, nærmer sekundærviklingen sig den primære, lækagens magnetiske flux og induktive reaktans falder, og svejsestrømmen stiger. Når håndtaget drejes mod uret, bevæger sekundærviklingen sig væk fra primærviklingen, lækagens magnetiske flux øges (induktiv reaktans øges), og svejsestrømmen falder. Grænserne for regulering af svejsestrømmen er 65 - 460 A. Den serielle forbindelse af spolerne i de primære og sekundære viklinger gør det muligt at opnå lave svejsestrømme med kontrolgrænser på 40 - 180 A. Strømområderne omskiftes med en håndtag placeret på dækslet.

Strømkildens egenskaber bestemmes af dens eksterne karakteristika, som repræsenterer kurven for forholdet mellem strømmen (I) i kredsløbet og spændingen (U) ved strømkildens terminaler.

Strømkilden kan have en ekstern karakteristik:

stigende, hårdt, faldende

Strømkilden til manuel lysbuesvejsning har en faldende volt-ampere karakteristik.

Strømkildens åbent kredsløb - spændingen ved udgangsterminalerne, når kogekredsløbet er åbent.

Nominel svejsestrøm og spænding - den strøm og spænding, som en normalt fungerende kilde er designet til.

Svejsebuestrømkilden - svejsetransformator er betegnet som følger: TDM – 317

T – transformer

D – til lysbuesvejsning

M – mekanisk regulering

31 – mærkestrøm 310 A

Transformatorer til svejsning er yderst relevante til industrielt arbejde. Dette er specialudstyr, der er designet til at konvertere netspændingen til den, der er mest behov for specifikt til svejseapparatet. Svejsetransformatorens kredsløb er enkelt, og det er ganske muligt at lave det selv.

Enheden reducerer effektivt spændingen til tomgang. Takket være denne egenskab fungerer svejsetransformatoren uden afbrydelser. De mest almindeligt anvendte transformatorer er stangtypen. De er kendetegnet ved højere tekniske egenskaber og egenskaber: Enheden bruger en væsentlig mindre mængde smøremiddel, har et ret simpelt design, er kendetegnet ved meget brede grænser for kontrollerbare parametre og har høj svejse- og energiydelse.

Hvad er arbejdsprincippet?

Transformatoren reducerer langsomt spændingen til 60-80V. Og den nuværende styrke begynder tværtimod at stige til 40-500A. Nogle transformermodeller øger strømstyrken til højere tal. Transformatoren skal understøtte konstant strøm.

Grundlaget for alle igangværende processer er princippet om elektromagnetisk induktion. Antallet af vindinger i vikling 1 og 2 er af stor betydning.

De påvirker konverteringsfaktoren. Enheden har en funktion til at styre spredningen af ​​magnetiske felter. Strøm løber gennem det magnetiske kredsløb. Det producerer en vekselspænding i alle vindinger af spolen. Ved udgangen summeres spændingen til den optimale.

Enhver svejsetransformator skal opfylde kravene:

1. Spændingen på sekundærviklingen skal indledningsvis og gentagne gange excitere lysbuen og opretholde dens forbrænding ved svejsning af metaldele.
2. Den ydre egenskab skal være faldende. Dette er vigtigt for manuel, automatisk, halvautomatisk svejsning. En faldende karakteristik kan opnås ved kunstigt at øge den induktive reaktans.
3. Enhver enhed skal have et system til at justere svejsetilstanden. Det er mest effektivt, hvis systemet opererer inden for et bredt område.

Betjeningen af ​​svejseapparatet dækker 3 tilstande:

• tomgang;
• arbejde med belastning;
• kortslutning.

Funktioner af designløsningen

Det er ikke svært at skabe en svejsetransformator derhjemme. Nogle mennesker køber det ikke, men samler det blot under "håndværksmæssige" forhold. Svejsetransformatordiagrammet er tilgængeligt på internettet. Derfor vil det ikke være svært at skabe det. Så stadierne for at skabe en enhed derhjemme:

1. Hoveddelen er det magnetiske kredsløb. Det kaldes også kernen. Den indeholder stålplader. Pladerne skal isoleres fra hinanden. De bedste plader er dem, der består af elektrisk stål. Du kan tage dem fra andet udstyr.
2. Trådviklinger (en eller flere) skal placeres på magnetkredsløbet. Den primære vikling skal altid være enkelt. Det er til transformatorens primærvikling, at strømmen vil blive tilført. Alle resterende viklinger er sekundære. I tilfælde, hvor mesteren mener, at han vil svejse lidt, langsomt (der er ingen hast), og der ikke er fremragende materialer til montering, kan den primære vikling laves af ledninger. Men enhedens pålidelighed vil være lavere. Når du vælger ledninger, skal du tage hensyn til deres tværsnit og isolering. Isolering kan nemt laves selv. Trådene er lakeret og viklet i to tråde. Typen af ​​isolering påvirker i høj grad pålideligheden af ​​hele viklingen, overophedningstemperatur, modstandsdygtighed over for fugt og isolering.
3. Udgangsspændingen skal justeres. Regulering afhænger af selve designet. De vigtige elementer her er: blyskruens bevægelse (den går gennem kernen) og bevægelsen af ​​de bevægelige viklinger. Det skal huskes, at mange designs indeholder en fast netværksvikling.
4. Huset er ekstremt vigtigt for en transformer. Det vil beskytte enheden mod beskadigelse.
5. For at forbedre enheden kan du tilføje håndtag og hjul til den. Dette er yderst nødvendigt, hvis svejsetransformatoren er tung.

Viklingen til transformeren kan laves af en speciel vikling af kobbertråd. Den sekundære vikling vil kræve et multi-core kabel til sin fremstilling med et tværsnit fra 25 til 35 mm. Viklingen kan tilsluttes kobberklemmer. Naturligvis har den transformer, du køber, afbrydere af bedre kvalitet.

Den letteste transformer, der er lavet hjemme, vejer mere end 3 kg. Modeller, der vejer mere end 10 kg, kan købes på markedet.

Kredsløbet afhænger direkte af, hvilken slags kerne enheden har - stang, ringformet. Og også fra de detaljer, der er til stede i skaberen. Internetverdenen har flere enhedsdiagrammer (f.eks. billede 1). Den er samlet af alle mulige tilgængelige elementer.

Enheden kan have jævn- og vekselstrøm. En DC-transformator er relevant til svejsning af tynde metalplader. Disse er bilplader og tagstål. Ved svejsning med jævnstrøm er svejsebuen stabil. Kan svejses med direkte eller omvendt polaritet. Ingen særlig betydning. Hvis strømmen er vekslende, kan den let rettes op. Det er nok at bruge broensrettere placeret på kraftige dioder.

Klassificering af udstyr og dets varianter

Der findes mange typer svejsetransformatorer. Ved design er transformatorer opdelt i:

Billede 1. Diagram af svejsemaskinen.

1. Multi-post apparat. Dens magt er enorm. Takket være det kan du give flere job.
2. Enkelt indlæg. Mest typisk til hjemmebrug. Der er også skemaer til dets samling.

I henhold til faseregulering er transformatorer opdelt:

1. Enkeltfaset model. Den fungerer ved en spænding på 220 V.
2. Transformer model med 3 faser. Fungerer på en spænding på 380 V. Enheden kan svejse et ret tykt lag metal. Der er udviklet transformere, der også er designet til at fungere ved 220 V.

I henhold til enhedens design er de opdelt i:

1. Model med magnetisk spredning. Enheden består af selve transformeren og induktoren. Chokeren giver dig mulighed for at regulere spændingen.
2. Model med øget magnetisk spredning. Designet af enheden er mere kompliceret. Den indeholder bevægelige viklinger, en kondensator og en pulsstabilisator.
3. Thyristor model. Dette er et nyt produkt blandt andre transformere. Modellen har strømtransformer, faseregulator og relativt lav vægt.

Derudover er det værd at understrege, at det pågældende udstyr kan fungere på enten en kontinuerligt tilført strøm eller en intermitterende forsynet. De modeller, der opererer på intermitterende strøm, er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​et styresystem af tyristortypen og den yderligere brug af pulsstabilisering.

DIY forbindelse

Traer vist i vejledningen. Det skal bemærkes, at for den korrekte funktion af enheden i fremtiden anbefales det at studere det på forhånd. Før du tilslutter det, skal du overveje følgende ret vigtige punkter:

1. Kontroller først konsistensen af ​​dens spænding og spændingen i strømforsyningsnetværket.
2. Svejsekredsløbet skal være åbent før tilslutning.
3. Svejsetransformatoren tilsluttes ved hjælp af separate kontakter.
4. Afstanden mellem enheden og netværket er minimal.
5. Spændingsfaldet i netværket må ikke falde mere end 5 %. I tilfælde, hvor dette kriterium ikke er opfyldt, anbefales det at øge ledningernes tværsnit.

Tips til korrekt drift er som følger. Pleje af transformere er ret simpelt. Det er nødvendigt at sikre jording af høj kvalitet, holde kontakterne i orden og rene, kontrollere isolationsmodstanden (dette er vigtigt, når du arbejder udendørs) og overholde de driftskrav, der er angivet i instruktionerne.

Købt transformer til svejsning

Når du køber en transformator til svejsetråd, skal du starte fra følgende grundlæggende egenskaber:

1. Kompakt udstyr.
2. Enheden er billig.
3. Enhedens nominelle spænding er 9-40 V. Enheden er ekstremt enkel. Hvis du har et stærkt ønske, kan du samle det selv og ikke købe det.
4. Antal faser. Dette er et ekstremt vigtigt punkt, når du køber en svejsetransistor.
5. Nominel svejsestrøm. Professionelle enheder, der bruges i produktionen, skal have en strømstyrke på op til 1000 A, og hjemmemodeller kun 100 A.
6. Svejsestrømskontrolgrænser. For en hjemmemodel er den mest passende værdi fra 50 til 200 A.
7. Driftsspænding 30-70 V (ret høje værdier).
8. Nominel driftstilstand. Ved hjælp af denne indikator kan du bestemme, hvor lang tid transformeren kører kontinuerligt.
9. Åben kredsløbsspænding. Spændingsværdien bør ikke overstige 80 V.
10. Strømforbrug. Ved at kende denne indikator kan du beregne effektiviteten. Resultatet fra beregningerne er, at jo højere virkningsgrad, jo bedre fungerer transformatoren.

Problemer: Sådan løser du problemet

Enhver enhed kan holde op med at virke, uanset om den er købt eller samlet selv. Du kan selv reparere transformeren. Selvfølgelig, hvis industrielle komplekse problemer er udelukket.

De mest almindelige problemer opstår i enhedens kredsløb. Der kan opstå en kortslutning i den, hvilket fører til en nedlukning. For at eliminere kortslutningen skal transformatoren skilles ad. Defekte elementer udskiftes. Den mest almindelige årsag er klemrækken, viklingen placeret ved siden af.

Der kan være en anden grund - overophedning af enheden. Dette skyldes normalt den aktuelle indstilling. Det vil sige, at strømmen er sat til en højere værdi end tilladt i instruktionerne. Hvis denne overholdelsesfaktor ikke tages i betragtning, vil overophedning regelmæssigt ledsage enhedens drift. Dette vil uundgåeligt føre til svigt af nøgleelementet. Som et resultat bliver du nødt til at ændre tilbagespolingen fuldstændigt.

Hvis driften af ​​transformatoren er ledsaget af en kraftig brummen, kan det tyde på, at boltene inde i strukturen er blevet løs. For at rette op på denne nuance skal du fjerne transformatorhuset og stramme alle bolte og møtrikker.

Så snart reparationsarbejdet er udført, skal apparatet kontrolleres igen. Hvis enheden begynder at fungere godt, kan du fortsætte med at arbejde.

En transformer er en enkel og pålidelig enhed.

Det er tilgængeligt for en bred del af befolkningen.

Enheden bruges aktivt til buesvejsning, sammenføjning af metalplader og reparation af metalelementer.

Fordele ved en svejsetransformator

Enheden har mange positive egenskaber:

Metoder til vikling af en svejsemaskines viklinger på en toroidformet kerne: 1 - ensartet, 2 - sektion, a - netværksvikling, b - kraftvikling.

1. Det er en god pris. Enheden er billig og pålidelig.
2. Enheden har høj effektivitet. Typisk er effektiviteten 70-90%.
3. Enheden bruger minimalt med energi.
4. Du kan selv udføre reparationsarbejde, hvis det går i stykker.
5. Enheden er nem at bruge og kræver ikke færdigheder eller viden.

Hvis enheden fungerer godt, kan du se den fremragende kvalitet af sømmene, metallet sprøjter ikke under svejsning, lysbuen brænder stabilt, og metalpladerne aflejres jævnt. I sådanne tilfælde understreger mestrene: "koger blødt."

Ulemper ved udstyr

Ud over et stort antal fordele er der også negative egenskaber ved enheden. Så:

1. For at udføre svejsning med den højeste kvalitet skal du bruge specielle elektroder. De er designet til vekselstrøm og har stabiliserende egenskaber.
2. Reduceret buestabilitet. Dette minus er kun iboende i de transformere, der ikke har en indbygget forbrændingsstabilisator.
3. Afhængighed af spændingsudsving i netværket. Denne ulempe er iboende i almindelige, enkle enheder.

Før du køber en bestemt model af udstyr, anbefales det derfor kraftigt at veje alle fordele og ulemper.

Når de søger efter en passende svejsetransformator, forlader mange fabriksmodeller til fordel for hjemmelavede. Årsagerne til en sådan beslutning kan være meget forskellige, lige fra uacceptable priser til ønsket om selv at lave en svejsetransformator. Faktisk er der ingen særlige vanskeligheder med at lave en svejsetransformator; desuden kan en hjemmelavet svejsetransformator med rette betragtes som en kilde til stolthed for enhver ejer. Men når du opretter det, er det umuligt at undvære viden om transformatorens struktur og kredsløb, dens egenskaber og beregninger baseret på dem.

Ethvert elværktøj har visse ydeevneegenskaber, og en svejsetransformator er ingen undtagelse. Men ud over de sædvanlige, såsom strøm, antal faser og netværksspændingen, der kræves til drift, har svejsetransformatoren et helt sæt unikke egenskaber, som hver især giver dig mulighed for nøjagtigt at vælge en enhed i butikken for en bestemt type arbejde. For dem, der skal lave en svejsetransformator med egne hænder, vil viden om disse egenskaber være påkrævet for at udføre beregninger.

Men før du går videre til en detaljeret beskrivelse af hver egenskab, er det nødvendigt at forstå, hvad det grundlæggende driftsprincip for en svejsetransformator er. Det er ret simpelt og består i at konvertere den indgående spænding, nemlig at sænke den. Den faldende strøm-spænding karakteristik af en svejsetransformator har følgende afhængighed - når spændingen (Volt) falder, stiger svejsestrømmen (Ampere), hvilket gør det muligt for metallet at smelte og svejse. Hele driften af ​​svejsetransformatoren, såvel som andre tilknyttede ydeevneegenskaber, er baseret på dette princip.

Netspænding og antal faser

Med denne egenskab er alt ret simpelt. Den angiver den nødvendige spænding til drift af svejsetransformatoren. Dette kan være 220 V eller 380 V. I praksis kan netværksspændingen svinge lidt inden for +/- 10 V, hvilket kan påvirke transformatorens stabile drift. Ved beregning for en svejsetransformator er netspændingen en grundlæggende karakteristik for beregningerne. Derudover afhænger antallet af faser af netværksspændingen. For 220 V er der to faser, for 380 V er der tre. Dette er ikke taget i betragtning i beregningerne, men dette er et vigtigt punkt for at forbinde svejsemaskinen og dens drift. Der er også en separat kategori af transformere, der kan fungere på både 220 V og 380 V.

Transformatorens nominelle svejsestrøm

Dette er den vigtigste driftsegenskab for enhver svejsetransformator. Evnen til at skære og svejse metal afhænger af styrken af ​​svejsestrømmen. I alle svejsetransformatorer er denne værdi angivet som maksimum, da det er præcis, hvor meget transformatoren er i stand til at levere på grænsen af ​​dens kapacitet. Naturligvis kan den nominelle svejsestrøm justeres for at tillade arbejde med elektroder med forskellige diametre, og til dette formål er en speciel regulator tilvejebragt i transformatorerne. Det skal bemærkes, at for hskabt af dig selv, overstiger svejsestrømmen ikke 160 - 200 A. Dette skyldes primært vægten af ​​selve transformatoren. Jo større styrken af ​​svejsestrømmen er, jo flere vindinger af kobbertråd kræves der, og det er ekstra, uudholdelige kilo. Ud over svejsetransformatoren afhænger prisen af ​​metallet til viklingernes ledninger, og jo flere ledninger der blev brugt, jo dyrere vil selve enheden koste.

Når du arbejder med en svejsetransformator, bruges svejsbare elektroder med forskellige diametre til at svejse metal. Evnen til at bruge en elektrode med en vis diameter afhænger af to faktorer. Den første er transformatorens nominelle svejsestrøm. Den anden er tykkelsen af ​​metallet. Tabellen nedenfor viser elektrodernes diametre afhængig af metallets tykkelse og selve transformatorens svejsestrøm.

Som det kan ses af denne tabel, vil det simpelthen være meningsløst at bruge en 2 mm elektrode ved en strøm på 200 A. Eller omvendt er en 4 mm elektrode ubrugelig ved en strøm på 100 A. Men ret ofte er det nødvendigt at svejse metal af forskellig tykkelse med samme maskine og til Derfor er svejsetransformatorer udstyret med strømregulatorer.

Svejsestrømskontrolgrænser

For at svejse metal af forskellig tykkelse anvendes elektroder med forskellige diametre. Men hvis svejsestrømmen er for høj, vil metallet brænde ud under svejsningen, og hvis det er for lavt, vil det ikke være muligt at smelte det. Derfor er der i svejsetransformatorer til disse formål indbygget en speciel regulator, som giver dig mulighed for at reducere den nominelle svejsestrøm til en vis værdi. I hjemmelavede svejsetransformatorer oprettes typisk flere justeringstrin, der spænder fra 50 A til 200 A.

Nominel driftsspænding

Som allerede nævnt konverterer svejsetransformatoren den indkommende spænding til en lavere værdi på 30 - 60 V. Dette er den nominelle driftsspænding, som er nødvendig for at opretholde en stabil lysbue. Muligheden for at svejse metal af en vis tykkelse afhænger også af denne parameter. Svejsning af tynde plader kræver således lav spænding, og tykkere metal kræver høj spænding. Ved beregning er denne indikator meget vigtig.

Nominel driftstilstand

En af de vigtigste ydelsesegenskaber ved en svejsetransformator er dens nominelle driftstilstand. Det angiver en periode med kontinuerlig drift. Dette tal for fabrikssvejsetransformatorer er normalt omkring 40%, men for hjemmelavede kan det ikke være højere end 20 - 30%. Det betyder, at du ud af 10 minutters arbejde kontinuerligt kan koge i 3 minutter, og lade hvile i 7 minutter.

Strømforbrug og output

Som ethvert andet elværktøj forbruger en svejsetransformator elektricitet. Ved beregning og oprettelse af en transformer spiller strømforbrugsindikatoren en vigtig rolle. Hvad angår udgangseffekten, skal den også tages i betragtning, da effektiviteten af ​​svejsetransformatoren afhænger direkte af forskellen mellem disse to indikatorer. Og jo mindre denne forskel er, jo bedre.

Åben kredsløbsspænding

En af de vigtige driftsegenskaber er svejsetransformatorens åbne kredsløbsspænding. Denne egenskab er ansvarlig for svejsebuens lette udseende, og jo højere spænding, jo lettere vil lysbuen fremstå. Men der er en vigtig pointe. For at sikre sikkerheden for den person, der arbejder med enheden, er spændingen begrænset til 80 V.

Svejsetransformatorkredsløb

Som allerede nævnt er driftsprincippet for en svejsetransformator at sænke spændingen og øge strømmen. I de fleste tilfælde er designet af en svejsetransformator ret simpelt. Den består af en metalkerne, to viklinger - primær og sekundær. Billedet nedenfor viser designet af en svejsetransformator.

Med udviklingen af ​​elektroteknik er det grundlæggende design af en svejsetransformator blevet forbedret, og i dag produceres svejsemaskiner, der bruger drosler, en diodebro og strømregulatorer i deres kredsløb. Det præsenterede diagram viser, hvordan diodebroen er integreret i svejsetransformatoren (billede nedenfor).

En af de mest populære hjemmelavede svejsetransformatorer er ringkernetransformatoren på grund af dens lette vægt og fremragende ydeevne. Diagrammet af en sådan transformer er præsenteret nedenfor.

I dag findes der mange forskellige svejsetransformatorkredsløb, lige fra klassiske til inverter- og ensretterkredsløb. Men for at skabe en svejsetransformator med egne hænder er det bedre at vælge et enklere og mere pålideligt kredsløb, der ikke kræver brug af dyr elektronik. Som for eksempel en svejse ringtransformer eller en transformer med en drossel- og diodebro. Under alle omstændigheder, for at skabe en svejsetransformator, ud over kredsløbet, skal du udføre visse beregninger for at opnå de krævede ydeevneegenskaber.

Når du opretter en svejsetransformator til specifikke formål, er det nødvendigt at bestemme dens driftsegenskaber på forhånd. Derudover udføres beregningen af ​​svejsetransformatoren for at bestemme antallet af vindinger af de primære og sekundære viklinger, tværsnitsarealet af kernen og dens vindue, transformatoreffekt, lysbuespænding og andre ting.

For at udføre beregningerne skal du bruge følgende indledende data:

• indgangsspænding af primærviklingen (V) U1;
• nominel spænding af sekundærviklingen (V) U2;
• nominel strøm af sekundærviklingen (A) I;
• kerneareal (cm2) Sc;
• vinduesareal (cm2)Så;
• strømtæthed i viklingen (A/mm2).

Lad os overveje beregningseksemplet for en ringkernetransformator med følgende parametre: indgangsspænding U1=220 V, nominel spænding af sekundærviklingen U2=70 V, nominel strøm af sekundærviklingen 200 A, kerneareal Sc=45 cm2, vindue areal So=80 cm2, tæthedsstrømmen i viklingen er 3 A/mm2.

Først beregner vi kraften af ​​den ringformede transformator ved hjælp af formlen:

P samlet = 1,9*Sc*So. Som et resultat får vi 6840 W eller forenklet 6,8 kW.

Vigtig! Denne formel er kun anvendelig for ringkernetransformatorer. For transformere med en kernetype PL, ShL anvendes en koefficient på 1,7. For transformere med en kerne type P, Ш - 1,5.

Det næste trin er at beregne antallet af vindinger for de primære og sekundære viklinger. For at gøre dette skal du først beregne det nødvendige antal drejninger pr. 1 V. For at gøre dette bruger vi følgende formel: K = 35/S. Som et resultat får vi 0,77 omdrejninger pr. 1 V forbrugt spænding.

Vigtig! Som i den første formel gælder faktor 35 kun for ringkernetransformatorer. For transformere med kernetype PL, ShL anvendes en koefficient på 40. For transformere med kernetype P, Sh - 50.

Dernæst beregner vi den maksimale strøm af primærviklingen ved hjælp af formlen: Imax = P/U. Som et resultat opnår vi en strøm for primærviklingen på 6480/220 = 31 A. For sekundærviklingen tager vi strømstyrken som en konstant på 200 A, da det kan være nødvendigt at svejse metal af forskellige tykkelser med elektroder med en diameter på 2 til 3 mm. Selvfølgelig er 200 A i praksis den maksimale strømstyrke, men en reserve på et par snese ampere vil gøre det muligt for enheden at fungere mere pålideligt.

Ud fra de opnåede data beregner vi nu antallet af vindinger for primær- og sekundærviklingerne i en transformer med trinregulering i primærviklingen. Beregningen for den sekundære vikling udføres ved hjælp af følgende formel W2 = U2*K, som et resultat får vi 54 omgange. Dernæst går vi videre til at beregne stadierne af den primære vikling. For at gøre dette bruger vi formlen W1st = (220*W2)/Ust.

Ust er den nødvendige udgangsspænding for sekundærviklingen.

W2 - antal vindinger af sekundærviklingen.

W1st - antallet af vindinger af den primære vikling af et bestemt trin.

Men før du begynder at beregne drejningerne i de primære viklingstrin, skal du bestemme spændingen for hver. Dette kan gøres ved hjælp af formlen U=P/I, Hvor:

P - effekt (W).

U - spænding (V).

I - strøm (A).

For eksempel skal vi lave fire trin med følgende nominelle strøm på sekundærviklingen: 160 A, 130 A, 100 A og 90 A. En sådan spredning vil være nødvendig for at bruge elektroder med forskellige diametre og svejsemetal af forskellig tykkelse. Som et resultat får vi Ust = 40,5 V for det første trin, 50 V for det andet trin, 65 V for det tredje trin og 72 V for det fjerde. Substitution af de opnåede data i formlen W1st = (220*W2)/Ust, beregner vi antallet af omdrejninger for hver etape. W1st1 = 293 drejninger, W1st2 = 238 drejninger, W1st3 = 182 drejninger, W1st4 = 165 omgange. Under processen med at vikle ledningen laves et hane til regulatoren på hver af disse drejninger.

Det er tilbage at beregne ledningstværsnittet for de primære og sekundære viklinger. For at gøre dette bruger vi strømtæthedsindikatoren i ledningen, som er lig med 3 A/mm2. Formlen er ret enkel - du skal dividere den maksimale strøm for hver vikling med strømtætheden i ledningerne. Som et resultat opnår vi for primærviklingen et trådtværsnit Sprim = 10 mm2. For sekundærviklingen er trådtværsnittet Ssekund = 66 mm2.

Når du opretter en svejsetransformator med dine egne hænder, skal du udføre alle ovenstående beregninger. Dette hjælper dig med at vælge alle de nødvendige dele korrekt og derefter samle enheden fra dem. For en nybegynder kan det virke som en meget forvirrende opgave at udføre beregninger, men hvis du forstår essensen af ​​de handlinger, der udføres, vil alt ikke være så svært.