Suvirinimo transformatoriai ir jų tvarkymo taisyklės. Suvirinimo transformatorius

Šiuolaikinėje literatūroje galite rasti daug medžiagos apie suvirinimą. Pastaraisiais metais nemažai straipsnių skirta suvirinimo transformatorių elementų tobulinimui ir skaičiavimui. Siūlau svarbiausią dalyką: kaip ir iš ko namuose gaminti suvirinimo transformatorius. Visos žemiau aprašytos suvirinimo transformatorių grandinės buvo praktiškai išbandytos ir iš tikrųjų yra tinkamos rankiniam elektriniam suvirinimui. Kai kurios schemos buvo kuriamos „tarp žmonių“ dešimtmečius ir tapo savotiška nepriklausomos „transformatoriaus konstrukcijos“ „klasika“.
Kaip ir bet kuris transformatorius, suvirinimo transformatorius susideda iš pirminės ir antrinės (galbūt su čiaupais) apvijų, apvyniotų ant didelės magnetinės šerdies, pagamintos iš transformatoriaus geležies. Suvirinimo transformatorius nuo įprasto skiriasi savo darbo režimu: veikia lankiniu režimu, t.y. beveik maksimalia galia. Vadinasi, stipri vibracija, intensyvus kaitinimas ir poreikis naudoti didelės sekcijos laidą. Toks transformatorius maitinamas iš vienfazio 220–240 V tinklo. Antrinės apvijos išėjimo įtampa tuščiosios eigos režimu (be apkrovos) (kai prie išėjimo nėra prijungta apkrova) savadarbiams suvirintojams yra kaip a. taisyklė, 45-50 V diapazone, rečiau iki 70 V. Apskritai pramoninio suvirinimo agregatų išėjimo įtampos yra ribotos (80 V kintamajai, 90 V nuolatinei). Todėl didelių stacionarių įrenginių išėjimo įtampa yra 60–80 V.

Pagrindinė suvirinimo transformatoriaus galios charakteristikaĮprasta atsižvelgti į antrinės apvijos išėjimo srovę lanko režimu (suvirinimo režimu).Šiuo atveju tarpelyje tarp elektrodo galo ir virinamo metalo dega elektros lankas. Tarpelio dydis 0,5...1,1 d (d – elektrodo skersmuo), jis prižiūrimas rankiniu būdu. Nešiojamoms konstrukcijoms darbinės srovės yra 40-200 A. Suvirinimo srovę lemia transformatoriaus galia. Naudojamų elektrodų skersmens pasirinkimas ir optimalus virinamo metalo storis priklauso nuo suvirinimo transformatoriaus išėjimo srovės.
Labiausiai paplitę yra elektrodai su 3 mm plieniniais strypais („troika“), kuriems reikia 90–150 A (dažniausiai 100–130 A) srovės. Įgudusiose rankose „trejetas“ degs 75 A. Esant didesnei nei 150 A srovei, tokie elektrodai gali būti naudojami metalui pjauti (esant mažesnėms srovėms galima pjauti plonus 1-2 mm geležies lakštus). Dirbant su 3 mm elektrodu per pirminę transformatoriaus apviją teka 20-30 A (dažniausiai apie 25 A) srovė.
Jei išėjimo srovė yra mažesnė nei reikalaujama, elektrodai pradeda „lipti“ arba „klijuoti“, privirindami savo antgalius prie suvirinamo metalo: tokiu būdu suvirinimo transformatorius pradeda veikti pavojinga perkrova trumpojo jungimo režimu. Esant didesnei nei leistina srovei, elektrodai pradeda pjauti medžiagą: tai gali sugadinti visą gaminį.
Elektrodams su 2 mm geležiniu strypu reikalinga 40-80 A (dažniausiai 50-70 A) srovė. Jie gali tiksliai suvirinti ploną 1-2 mm storio plieną. 4 mm elektrodai gerai veikia esant 150-200 A srovei. Didesnės srovės naudojamos retesniems (05-6 mm) elektrodams ir metalo pjovimui.
Be galios, svarbi suvirinimo transformatoriaus savybė yra jo dinaminės charakteristikos. Dinaminės transformatoriaus charakteristikos daugiausia lemia lanko stabilumą, taigi ir suvirintų jungčių kokybę. Tarp dinaminių charakteristikų galime išskirti staigų ir švelnų panardinimą. Suvirinant rankiniu būdu, atsiranda neišvengiamos elektrodo galo vibracijos ir atitinkamai keičiasi lanko degimo ilgis (lanko užsidegimo momentu, reguliuojant lanko ilgį, ant nelygių paviršių, nuo rankų drebėjimo). Jei transformatoriaus dinaminė charakteristika yra stačios, tada, kai lanko ilgis svyruoja, transformatoriaus antrinėje apvijoje atsiranda nedideli darbinės srovės pokyčiai: lankas dega stabiliai, suvirinimas yra plokščias. Esant plokščiai nuožulniai arba standžiai transformatoriaus charakteristikoms: keičiantis lanko ilgiui, staigiai kinta ir darbinė srovė, todėl keičiasi suvirinimo režimas – dėl to lankas dega nestabiliai, siūlė nekokybiška, rankiniu būdu dirbti su tokiu suvirinimo aparatu sunku ar net neįmanoma. Rankiniam lankiniam suvirinimui reikalinga staigiai krentanti dinaminė transformatoriaus charakteristika. Automatiniam suvirinimui naudojamas plokščio kritimo tipas.
Apskritai, realiomis sąlygomis vargu ar įmanoma kažkaip išmatuoti ar kiekybiškai įvertinti srovės įtampos charakteristikų parametrus, tačiau, kaip ir daugelis kitų suvirinimo transformatorių parametrų. Todėl praktikoje jie skirstomi į geriau suvirinančius ir prasčiau veikiančius. Kai transformatorius veikia gerai, suvirintojai sako: „Suvirina švelniai“. Tai turėtų reikšti aukštą suvirinimo kokybę, metalo netaškymą, lankas nuolat dega stabiliai, metalas nusėda tolygiai. Visos toliau aprašytos transformatorių konstrukcijos iš tikrųjų tinka rankiniam lankiniam suvirinimui.

Suvirinimo transformatoriaus darbo režimas

Suvirinimo transformatoriaus veikimo režimą galima apibūdinti kaip trumpalaikį pasikartojantį. Realiomis sąlygomis po suvirinimo, kaip taisyklė, seka montavimas, surinkimas ir kiti darbai. Todėl po veikimo lanko režimu transformatorius turi šiek tiek laiko atvėsti tuščiosios eigos režimu. Lankiniu režimu suvirinimo transformatorius intensyviai įkaista, o tuščiosios eigos režimu atvėsta, bet daug lėčiau. Situacija prastesnė, kai transformatorius naudojamas metalui pjauti, o tai labai įprasta. Norint lanku pjauti storus strypus, lakštus, vamzdžius ir pan., kai savadarbio transformatoriaus srovė nėra per didelė, tenka per daug perkaitinti įrenginį. Bet kuriam pramoniniam įrenginiui būdingas toks svarbus parametras kaip veikimo trukmės koeficientas (OL), matuojamas %. Buitiniams gamykliniams nešiojamiesiems įrenginiams, sveriantiems 40–50 kg, PR paprastai neviršija 20%. Tai reiškia, kad suvirinimo transformatorius lanko režimu gali veikti ne daugiau kaip 20% viso laiko, likusieji 80% turi būti tuščiosios eigos režimu. Daugeliui naminių dizainų PR turėtų būti imtasi dar mažiau. Intensyvų transformatoriaus darbo režimą laikysime tada, kai lanko degimo laikas yra tokios pat eilės kaip ir pertraukimo laikas.
Naminiai suvirinimo transformatoriai gaminami pagal skirtingas schemas: ant U ir W formos magnetinių laidų arba toroidiniai, su skirtingais apvijų deriniais. Transformatoriaus gamybos schemą ir būsimų apvijų apsisukimų skaičių daugiausia lemia turima magnetinė šerdis. Ateityje straipsnyje bus nagrinėjamos tikros naminių transformatorių grandinės ir jiems skirtos medžiagos. Dabar nustatykime, kokių apvijų ir izoliacinių medžiagų mums reikės.

Atsižvelgiant į dideles galias, apvijų transformatoriams naudojamas gana storas laidas. Eksploatacijos metu sukuriant dideles sroves, bet kuris suvirintojas palaipsniui įkaista. Šildymo greitis priklauso nuo daugelio veiksnių, iš kurių svarbiausias yra apvijų laidų skersmuo arba skerspjūvio plotas. Kuo viela storesnė, tuo geriau ji praleidžia srovę, tuo mažiau įkaista ir galiausiai geriau išsklaido šilumą. Pagrindinė charakteristika yra srovės tankis (A/mm2): kuo didesnis srovės tankis laiduose, tuo intensyvesnis transformatoriaus kaitinimas. Apvijų laidai gali būti variniai arba aliuminiai. Varis leidžia naudoti 1,5 karto didesnį srovės tankį ir mažiau įkaista: pirminę apviją geriau apvynioti varine viela. Pramoniniuose įrenginiuose varinės vielos srovės tankis neviršija 5 A/mm2. Naminių variantų atveju 10 A/mm2 variui gali būti laikomas patenkinamu rezultatu. Didėjant srovės tankiui, transformatoriaus šildymas smarkiai pagreitėja. Iš esmės pirminei apvijai galite naudoti laidą, per kurį tekės srovė, kurios tankis yra iki 20 A/mm2, bet tada transformatorius įkais iki 60 ° C temperatūros panaudojus 2-3 elektrodus. Jei manote, kad teks virinti šiek tiek, lėtai, o geresnių medžiagų vis tiek neturite, tuomet pirminę apviją galite apvynioti viela ir esant stipriai perkrovai. Nors tai, žinoma, neišvengiamai sumažins įrenginio patikimumą.

Be skerspjūvio, kita svarbi laido savybė yra izoliacijos būdas. Viela gali būti lakuota, suvyniota vienu ar dviem siūlų ar audinio sluoksniais, kurie, savo ruožtu, impregnuojami laku. Apvijos patikimumas, maksimali perkaitimo temperatūra, atsparumas drėgmei ir izoliacinės savybės labai priklauso nuo izoliacijos tipo (žr. lentelę). Geriausia izoliacija iš stiklo pluošto, impregnuoto karščiui atspariu laku, tačiau tokią vielą sunku gauti, o nusipirkus – nepigiai. Mažiausiai pageidaujama, bet labiausiai prieinama medžiaga naminiams gaminiams yra įprasti PEL, PEV laidai 1,6-2,4 mm paprastoje lako izoliacijoje. Tokie laidai yra labiausiai paplitę, juos galima išimti iš naudotos įrangos droselių ir transformatorių ritių. Kruopščiai nuimant senus laidus nuo ritės rėmų, būtina stebėti jų dangos būklę ir papildomai apšiltinti šiek tiek pažeistas vietas. Jei vielos ritės buvo papildomai impregnuotos laku, jų posūkiai sulipa, o bandant atskirti, sukietėjęs impregnavimas dažnai nuplėšia paties vielos lako dangą, atidengdamas metalą. Retais atvejais, nesant kitų galimybių, „naminiai darbininkai“ pirmines apvijas suvynioja net naudodami tvirtinimo laidą vinilo chlorido izoliacijoje. Jo trūkumai: perteklinė izoliacija ir prastas šilumos išsiskyrimas.

Didžiausias dėmesys visada turėtų būti skiriamas transformatoriaus pirminės apvijos klojimo kokybei. Pirminėje apvijoje yra didesnis vijų skaičius nei antrinėje, jos apvijos tankis didesnis, ji labiau įkaista. Pirminėje apvijoje veikia aukšta įtampa, jei tarp posūkių sutrumpėja arba izoliacija sugenda, pavyzdžiui, dėl drėgmės, visa ritė greitai „perdega“. Paprastai jo neįmanoma atkurti neišardžius visos konstrukcijos.
Antrinė apvija apvyniojama viengysliu arba kelių gyslų viela, kurios skerspjūvis užtikrina reikiamą srovės tankį. Yra keletas būdų, kaip išspręsti šią problemą. Pirma, galite naudoti monolitinę vielą, kurios skerspjūvis yra 10-24 mm2, pagamintą iš vario arba aliuminio. Šie stačiakampiai laidai (dažniausiai vadinami šynomis) naudojami pramoniniams suvirinimo transformatoriams. Tačiau daugumoje namuose pagamintų konstrukcijų apvijos laidą reikia daug kartų traukti per siaurus magnetinės grandinės langus. Pabandykite įsivaizduoti, kad tai darysite maždaug 60 kartų su 16 mm2 vientisa varine viela. Šiuo atveju geriau teikti pirmenybę aliuminio laidams: jie yra daug minkštesni ir pigesni. Antrasis būdas yra apvynioti antrinę apviją tinkamo skerspjūvio viela įprastoje vinilchlorido izoliacijoje. Jis yra minkštas, lengvai montuojamas ir patikimai izoliuotas. Tiesa, sintetinis sluoksnis užima perteklinę erdvę languose ir trukdo vėsinti. Kartais šiems tikslams jie naudoja senus suvytusius laidus storoje guminėje izoliacijoje, kurie naudojami galinguose trifaziuose kabeliuose. Gumą lengva nuimti, o vietoj jos apvyniokite vielą kokios nors plonos izoliacinės medžiagos sluoksniu. Trečias būdas yra padaryti antrinę apviją iš kelių viengyslių laidų, maždaug tokių pat, kaip ir pirminė apvija. Norėdami tai padaryti, 2–5 1,6–2,5 mm laidai atsargiai surišami juostele ir naudojami kaip viena suvyta viela. Ši kelių laidų magistralė užima nedidelį tūrį ir yra pakankamai lanksti, todėl ją lengva montuoti. Jei reikiamą laidą sunku gauti, antrinė apvija gali būti pagaminta iš plonų, labiausiai paplitusių PEV, PEL laidų 0,5-0,8 mm, nors tai užtruks valandą ar dvi. Pirmiausia reikia pasirinkti lygų paviršių, kuriame tvirtai įstatysite du kaiščius arba kabliukus, kurių atstumas lygus antrinės apvijos laido ilgiui 20-30 m. Tada tarp jų ištempkite kelias dešimtis plonos vielos sruogų, nesulenkdami, gausite vieną pailgą ryšulį. Tada atjunkite vieną iš sijos galų nuo atramos ir įkiškite į elektrinio arba rankinio grąžto griebtuvą. Esant mažam greičiui, visas pluoštas yra šiek tiek įtemptas ir susisuka į vieną laidą. Po sukimo vielos ilgis šiek tiek sumažės. Susidariusios suvytos vielos galuose reikia atsargiai sudeginti laką ir nuvalyti kiekvieno laido galus atskirai, o paskui viską saugiai sulituoti. Visgi laidą patartina izoliuoti per visą ilgį apvyniojant, pavyzdžiui, lipnios juostos sluoksniu.
Apvijų klojimui, laido tvirtinimui, tarpueilių izoliacijai, izoliacijai ir magnetinės grandinės tvirtinimui reikės plonos, tvirtos ir karščiui atsparios izoliacinės medžiagos. Ateityje bus matyti, kad daugelyje suvirinimo transformatorių konstrukcijų magnetinės grandinės langų, į kuriuos reikia kloti kelias apvijas storais laidais, tūris yra labai ribotas. Todėl šioje „gyvybiškai svarbioje“ magnetinės grandinės erdvėje kiekvienas milimetras yra vertingas. Esant mažiems šerdies dydžiams, izoliacinės medžiagos turėtų užimti kuo mažiau tūrio, t.y. būti kuo plonesnė ir elastingesnė. Įprasta PVC izoliacinė juosta gali būti nedelsiant pašalinta iš transformatoriaus šildymo zonų. Net ir nežymiai perkaitus jis tampa minkštas ir pamažu plinta arba spaudžiamas laidais, o smarkiai perkaitus tirpsta ir putoja. Izoliacijai ir tvarsčiui galite naudoti fluoroplastines, stiklines ir lakuoto audinio laikymo juostas, o tarp eilių – įprastą juostą. Juostą galima laikyti viena patogiausių izoliacinių medžiagų. Galų gale, turėdamas lipnų paviršių, mažą storį, elastingumą, jis yra gana atsparus karščiui ir tvirtas. Be to, dabar lipni juosta parduodama beveik visur ant įvairaus pločio ir skersmens ritinių. Mažo skersmens ritės idealiai tinka kompaktiškoms magnetinėms šerdims ištraukti per siaurus langus. Du ar trys juostos sluoksniai tarp vielos eilių praktiškai nepadidina ritinių tūrio.

Ir galiausiai, svarbiausias bet kurio transformatoriaus elementas yra magnetinė grandinė. Paprastai naminiams gaminiams naudojamos senų elektros prietaisų magnetinės šerdys, kurios anksčiau neturėjo nieko bendro su suvirinimo transformatoriumi, pavyzdžiui, dideli transformatoriai, autotransformatoriai (LATR), elektros varikliai. Svarbiausias magnetinės grandinės parametras yra jos skerspjūvio plotas (S), per kurį cirkuliuoja magnetinio lauko srautas. Transformatoriui gaminti tinka 25-60 cm2 (dažniausiai 30-50 cm2) skerspjūvio magnetinės šerdys. Kuo didesnis skerspjūvis, tuo didesnį srautą gali perduoti magnetinė grandinė, tuo didesnis transformatoriaus galios rezervas ir tuo mažiau jo apvijų apsisukimų. Nors optimalus magnetinės grandinės skerspjūvio plotas, geriausias veikimas yra esant vidutinei 30 cm2 galiai.
Yra standartiniai pramoninio suvirinimo grandinių magnetinės grandinės ir apvijų parametrų skaičiavimo metodai. Tačiau šie metodai praktiškai netinka naminiams gaminiams. Faktas yra tas, kad skaičiavimas pagal standartinę metodiką atliekamas tam tikrai transformatoriaus galiai ir tik vienu variantu. Jai atskirai apskaičiuojama optimali magnetinės grandinės skerspjūvio vertė ir apsisukimų skaičius. Tiesą sakant, tos pačios galios magnetinės grandinės skerspjūvio plotas gali būti labai platus. Standartinėse formulėse nėra jokio ryšio tarp savavališkos sekcijos ir posūkių. Naminiams suvirinimo transformatoriams paprastai naudojamos bet kokios magnetinės šerdys, ir aišku, kad beveik neįmanoma rasti šerdies su „idealiais“ standartinių metodų parametrais. Praktiškai reikia parinkti apvijų posūkius, kad jie atitiktų esamą magnetinę grandinę, taip nustatant reikiamą galią.
Suvirinimo transformatoriaus galia priklauso nuo daugelio parametrų, į kuriuos normaliomis sąlygomis negalima visiškai atsižvelgti. Tačiau svarbiausi iš jų yra pirminės apvijos apsisukimų skaičius ir magnetinės grandinės skerspjūvio plotas. Veikimo galią lems ploto ir apsisukimų skaičiaus santykis. Apskaičiuojant transformatorius, skirtas suvirinti 3-4 mm elektrodais ir veikiančius iš vienfazio tinklo, kurio įtampa yra 220-230 V, siūlau naudoti šią apytikslę formulę, kurią gavau remdamasis praktiniais duomenimis. Apsisukimų skaičius N=9500/S (cm2). Tuo pačiu metu transformatoriams, turintiems didelį magnetinės šerdies plotą (daugiau nei 50 cm2) ir santykinai aukštą efektyvumą, galima rekomenduoti pagal formulę apskaičiuotą apsisukimų skaičių padidinti 10-20%. Transformatoriams, pagamintiems ant mažo ploto (mažiau nei 30 cm) gyslų, priešingai, gali tekti sumažinti projektinių posūkių skaičių 10-20%. Be to, naudingąją galią lems daugybė veiksnių: efektyvumas, antrinės apvijos įtampa, maitinimo įtampa tinkle. (Praktika rodo, kad tinklo įtampa, priklausomai nuo ploto ir laiko, gali svyruoti tarp 190-250 V). Taip pat svarbu ir elektros linijos varža. Jį sudaro tik keli omai, todėl jis praktiškai neturi jokios įtakos voltmetro, kuris turi didelę varžą, rodmenims, tačiau gali labai susilpninti transformatoriaus galią. Linijos varžos įtaka ypač pastebima nuo transformatorinių pastočių nutolusiose vietose (pavyzdžiui, vasarnamiuose, garažų kooperatyvuose, kaimo vietovėse, kur linijos tiesiamos plonais laidais su daugybe jungčių). Todėl iš pradžių vargu ar įmanoma tiksliai apskaičiuoti išėjimo srovę skirtingoms sąlygoms - tai galima padaryti tik apytiksliai. Apvijant pirminę apviją, paskutinę jos dalį geriau padaryti 2-3 čiaupais kas 20-40 apsisukimų. Taigi, galite reguliuoti galią pasirinkdami sau geriausią variantą arba prisitaikyti prie tinklo įtampos. Norint gauti didesnes galias iš suvirinimo transformatoriaus, pavyzdžiui, valdyti 4 mm elektrodą esant didesnėms nei 150 A srovėms, būtina dar 20-30% sumažinti pirminės apvijos apsisukimų skaičių. Tačiau reikia atsiminti, kad didėjant galiai, didėja ir srovės tankis laide, taigi ir apvijų šildymo intensyvumas. Išėjimo srovę taip pat galima šiek tiek padidinti padidinus antrinės apvijos apsisukimų skaičių, kad atviros grandinės išėjimo įtampa padidėtų nuo laukiamų 50 V iki didesnių verčių (70-80 V).


Prijungus pirminę apviją prie tinklo, būtina išmatuoti tuščiosios eigos srovę, ji neturėtų turėti didelių žinių (0,1-2 A). (Kai suvirinimo transformatorius yra prijungtas prie tinklo, atsiranda trumpalaikis, bet galingas srovės šuoliai). Apskritai kalbant apie tuščiosios eigos srovę. Neįmanoma spręsti apie transformatoriaus išėjimo galią: ji gali skirtis net ir tų pačių tipų transformatoriams. Tačiau ištyrus tuščiosios eigos srovės priklausomybės nuo suvirintuvą tiekiančios įtampos kreivę, galima drąsiau spręsti apie transformatoriaus savybes. Norėdami tai padaryti, pirminė apvija turi būti prijungta per LATR, kuri leis joje sklandžiai keisti įtampą nuo 0 iki 250 V. Transformatoriaus įtampos amperinės charakteristikos tuščiosios eigos režimu su skirtingu apsisukimų skaičiumi pirminė apvija parodyta paveikslėlyje, kur 1 - apvijoje yra nedaug apsisukimų; 2 - transformatorius veikia maksimalia galia; 3, 4 - vidutinė galia. Iš pradžių srovės kreivė yra tuščiavidurė, beveik tiesiškai didėja iki mažos vertės, tada didėjimo greitis didėja – kreivė sklandžiai lenkiasi aukštyn, po to sparčiai didėja srovė. Kai srovė linkusi į begalybę iki darbinės įtampos 240 V taško (1 kreivė), tai reiškia, kad pirminėje apvijoje yra nedaug apsisukimų ir ji turi būti suvyniota (reikia atsižvelgti į tai, kad įjungtas suvirinimo transformatorius esant tokiai pačiai įtampai be LATR, sunaudos maždaug 30% daugiau srovės). Jei darbinės įtampos taškas yra kreivės posūkyje, tada transformatorius gamins maksimalią galią (2 kreivė, suvirinimo srovė 200 A). 3 ir 4 kreivės atitinka atvejį, kai transformatorius turi maitinimo šaltinį ir nereikšmingą tuščiosios eigos srovę: dauguma naminių gaminių yra orientuoti į šį atvejį. Realiai skirtingų tipų suvirinimo transformatorių tuščiosios eigos srovės skiriasi: dauguma jų yra 100–500 mA diapazone. Nerekomenduoju nustatyti tuščiosios eigos srovės didesnę nei 2 A.

Suvirinimo transformatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Transformatoriaus tuščiosios eigos režimas nustatomas esant atidarytai antrinei apvijai tuo metu, kai pirminė apvija yra prijungta prie kintamosios srovės tinklo su įtampa U1.

Transformatoriaus veikimas

Šiuo atveju srovė I1 teka per pirminę apviją, kuri sukuria kintamąjį magnetinį srautą F1. Šis srautas antrinėje apvijoje sukelia kintamąją įtampą U2. Kadangi antrinės apvijos grandinė yra atvira, joje neteka srovė I2 ​​= 0 ir antrinėje grandinėje nėra energijos suvartojimo. Todėl antrinė įtampa tuščiąja eiga yra didžiausia ir ši vertė vadinama atviros grandinės įtampa U2 = Uхх.
Pirminės ir antrinės apvijos įtampų santykis tuščiąja eiga vadinamas transformacijos koeficientu K. Jis taip pat lygus pirminės apvijos w1 ir antrinės apvijos w2 vijų skaičiaus santykiui:

Suvirinimo transformatoriuose 220 V arba 380 V tinklo įtampa paverčiama mažesne atvirosios grandinės įtampa U2 = Uхх = 60...80 V.
Apkrovos režimas nustatomas dėl antrinės apvijos grandinės uždarymo lanko uždegimo momentu. Šiuo atveju, veikiant įtampai U2, antrinėje apvijoje ir lanke atsiranda srovė I2 ​​= Ist. Ši šerdies srovė sukuria kintamąjį magnetinį srautą, kuris linkęs sumažinti pirminės apvijos F1 sukuriamo srauto kiekį. Priešingai, srovė pirminėje apvijoje didėja. Energijos suvartojimo padidėjimas pirminėje apvijoje turi būti lygus lanko energijos išėjimo antrinėje apvijoje padidėjimui pagal energijos tvermės dėsnį.
Įtampa transformatoriaus antrinėje apvijoje esant apkrovai yra lygi:

čia Ud – įtampos kritimas per lanką; XL – suvirinimo grandinės indukcinė varža.
Suvirinimo grandinės R ominė varža, įskaitant elektrodo išsikišimą, yra žymiai mažesnė nei indukcinė varža XL. Dėl šios priežasties, skaičiuodami U2, neatsižvelgiame į R reikšmę.
Dalis magnetinio srauto Фр išilgai kelio nuo pirminės apvijos iki antrinės apvijos išsisklaido erdvėje. Kuo didesnis atstumas tarp apvijų, tuo didesnis magnetinio nuotėkio srautas.
Dėl to į antrinę apviją prasiskverbia magnetinis srautas F2. Suvirinimo transformatoriaus išorinės srovės įtampos charakteristikos mažėjimas gaunamas pasikeitus magnetinio srauto Fr sklaidos dydžiui.
Šiuo atveju lanko įtampa Ud mažėja Ud = U2 – Iw·XL, padidėjus suvirinimo srovei Iw ir indukcinei varžai XL.
Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, galite reguliuoti transformatorių:
keičiant XL suvirinimo transformatoriaus indukcinę varžą,
keičiant atviros grandinės įtampą Uхх.

Suvirinimo srovės stiprio Iw, trumpojo jungimo srovės stiprio Isk ir transformatoriaus atvirosios grandinės įtampos Uхх reguliavimas

Pirmasis metodas yra labiau paplitęs ir leidžia sklandžiai reguliuoti suvirinimo srovę. Antrasis metodas naudojamas kaip papildomas metodas. Paprastai transformatorius turi vieną ar dvi fiksuotas reikšmes Uхх ir U"хх. U"хх gaunamas įrengiant papildomas sekcijas pirminėje arba antrinėje apvijoje. Esant atvirosios grandinės įtampai U"хх, taip pat esant Uхх, galima sklandžiai reguliuoti indukcinę reaktyvumą XL, taigi ir suvirinimo srovę Iw ir trumpojo jungimo srovę Isc.
Sklandus dviejų diapazonų srovės reguliavimas leidžia sumažinti transformatoriaus svorį ir matmenis. Norint gauti didelį srovės diapazoną, pirminė ir antrinė ritės yra sujungtos poromis lygiagrečiai, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Norint gauti mažų srovių diapazoną, pirminės ir antrinės apvijų ritės yra sujungtos nuosekliai.

Suvirinimo transformatoriaus su judančiais antrinės apvijos ritėmis projektinė schema

Suvirinimo srovės Iw (taip pat Ic) reguliavimas esant nuolatinei transformatoriaus Uхх atvirosios grandinės įtampai galimas tik keičiant indukcinę varžą.
Esamose transformatorių konstrukcijose antrinės grandinės indukcinės varžos reguliavimas gali būti atliekamas:
pakeisti atstumą tarp pirminės ir antrinės apvijų;
keičiant induktoriaus magnetinės grandinės tarpą, pagamintą atskirai nuo transformatoriaus.
Pirmasis variantas yra įdomus dėl savo paprasto ir patikimo dizaino. Tačiau jei reikia suvirinti 10...40 metrų atstumu nuo transformatoriaus, tuomet atskiras reguliatorius suvirintojui visada bus po ranka. Toks reguliatorius sveria žymiai mažiau nei transformatorius, todėl jį lengviau perkelti.
Trumpojo jungimo metu elektrodas paliečia gaminį Ud = 0. Įtampa antrinėje apvijoje U2 = Is XL. Iš čia

Lankiniam suvirinimui naudojama tiek kintamoji, tiek nuolatinė suvirinimo srovė. Suvirinimo transformatoriai naudojami kaip kintamos suvirinimo srovės šaltinis, o suvirinimo lygintuvai ir suvirinimo keitikliai – kaip nuolatinės srovės šaltinis.

Suvirinimo transformatorius skirtas sumažinti tinklo įtampą nuo 220 arba 380 V iki saugios, bet pakankamos lengvam užsidegimui ir stabiliam elektros lanko degimui (ne daugiau kaip 80 V), taip pat suvirinimo srovės stiprumui reguliuoti. .

Transformatorius (10 pav.). turi plieninę šerdį (magnetinę šerdį) ir dvi izoliuotas apvijas. Apvija, prijungta prie tinklo, vadinama pirmine, o apvija, prijungta prie elektrodo laikiklio ir virinamo ruošinio, vadinama antrine. Kad būtų užtikrintas patikimas lanko uždegimas, suvirinimo transformatorių antrinė įtampa turi būti ne mažesnė kaip 60–65 V; Įtampa rankinio suvirinimo metu paprastai neviršija 20–30 V.

10 pav. Suvirinimo transformatorius

Šerdies apačioje yra pirminė apvija, kurią sudaro dvi ritės, esančios ant dviejų strypų . Pirminės apvijos ritės yra fiksuotos. Antrinė apvija, kurią taip pat sudaro dvi ritės, yra dideliu atstumu nuo pirminės. Tiek pirminės, tiek antrinės apvijos ritės yra sujungtos lygiagrečiai. Antrinė apvija yra judama ir gali judėti išilgai šerdies naudojant varžtą, su kuriuo jis prijungtas, ir rankenėlę, esančią ant transformatoriaus korpuso dangtelio.

Suvirinimo srovė reguliuojama keičiant atstumą tarp pirminės ir antrinės apvijų. Sukant rankeną pagal laikrodžio rodyklę, antrinė apvija artėja prie pirminės, nuotėkio magnetinis srautas ir indukcinė reaktyvumas sumažėja, o suvirinimo srovė didėja. Sukant rankeną prieš laikrodžio rodyklę, antrinė apvija tolsta nuo pirminės, padidėja nuotėkio magnetinis srautas (padidėja indukcinė reaktyvumas) ir sumažėja suvirinimo srovė. Suvirinimo srovės reguliavimo ribos yra 65 - 460 A. Pirminės ir antrinės apvijų ritės nuosekliai prijungtos leidžia gauti mažas suvirinimo sroves, kurių valdymo ribos yra 40 - 180 A. Srovės diapazonai perjungiami naudojant rankena, esanti ant dangtelio.

Maitinimo šaltinio savybes lemia jo išorinė charakteristika, kuri parodo grandinės srovės (I) ir įtampos (U) maitinimo šaltinio gnybtuose santykio kreivę.

Maitinimo šaltinis gali turėti išorinę charakteristiką:

kyla, sunku, krenta

Rankinio lankinio suvirinimo maitinimo šaltinis turi krentančią voltų amperų charakteristiką.

Maitinimo šaltinio atviros grandinės įtampa - įtampa išėjimo gnybtuose, kai virimo grandinė yra atvira.

Nominali suvirinimo srovė ir įtampa – srovė ir įtampa, kuriai suprojektuotas įprastai veikiantis šaltinis.

Suvirinimo lanko maitinimo šaltinis - suvirinimo transformatorius žymimas taip: TDM – 317

T – transformatorius

D – lankiniam suvirinimui

M – mechaninis reguliavimas

31 – vardinė srovė 310 A

Suvirinimui skirti transformatoriai itin aktualūs pramoniniams darbams. Tai speciali įranga, skirta paversti tinklo įtampą į labiausiai reikalingą būtent suvirinimo įrenginiui. Suvirinimo transformatoriaus grandinė yra paprasta ir visiškai įmanoma ją pasidaryti patiems.

Prietaisas efektyviai sumažina įtampą iki tuščiosios eigos. Dėl šios savybės suvirinimo transformatorius veikia be pertrūkių. Dažniausiai naudojami strypiniai transformatoriai. Jie išsiskiria aukštesnėmis techninėmis charakteristikomis ir savybėmis: įrenginyje naudojamas žymiai mažesnis tepalo kiekis, gana paprastos konstrukcijos, pasižymi itin plačiomis valdomų parametrų ribomis, aukštu suvirinimo ir energetiniu naudingumu.

Koks yra darbo principas?

Transformatorius lėtai sumažina įtampą iki 60-80V. O srovės stiprumas, priešingai, pradeda didėti iki 40-500A. Kai kurie transformatorių modeliai padidina srovės stiprumą iki didesnių skaičių. Transformatorius turi palaikyti pastovią srovę.

Visų vykstančių procesų pagrindas yra elektromagnetinės indukcijos principas. Apvijų 1 ir 2 apsisukimų skaičius yra labai svarbus.

Jie turi įtakos konversijos koeficientui. Prietaisas turi magnetinių laukų sklaidos valdymo funkciją. Srovė teka per magnetinę grandinę. Jis sukuria kintamąją įtampą visuose ritės posūkiuose. Išėjime įtampa padidėja iki optimalios.

Bet koks suvirinimo transformatorius turi atitikti šiuos reikalavimus:

1. Antrinės apvijos įtampa turi iš pradžių ir pakartotinai sužadinti lanką ir palaikyti jo degimą virinant metalines dalis.
2. Išorinė charakteristika turi kristi. Tai svarbu rankiniam, automatiniam, pusiau automatiniam suvirinimui. Kritimo charakteristika gali būti gaunama dirbtinai padidinus indukcinę reaktyvumą.
3. Bet kuris įrenginys turi turėti suvirinimo režimo reguliavimo sistemą. Veiksmingiausia, jei sistema veikia plačiame diapazone.

Suvirinimo aparatas veikia 3 režimais:

• tuščiąja eiga;
• darbas su apkrova;
• trumpas sujungimas.

Dizaino sprendimo ypatybės

Suvirinimo transformatorių namuose sukurti nėra sunku. Kai kurie žmonės jo neperka, o tiesiog renka „amatinėmis“ sąlygomis. Suvirinimo transformatoriaus schemą galima rasti internete. Todėl jį sukurti nebus sunku. Taigi, įrenginio kūrimo namuose etapai:

1. Pagrindinė dalis yra magnetinė grandinė. Jis taip pat vadinamas šerdimi. Jame yra plieninės plokštės. Plokštės turi būti izoliuotos viena nuo kitos. Geriausios plokštės yra pagamintos iš elektrinio plieno. Galite juos paimti iš kitos įrangos.
2. Laidų apvijos (viena ar daugiau) turi būti dedamos ant magnetinės šerdies. Pirminė apvija visada turi būti viena. Srovė bus tiekiama į pirminę transformatoriaus apviją. Visos likusios apvijos yra antrinės. Tais atvejais, kai meistras mano, kad suvirins mažai, lėtai (neskuba), o surinkimui nėra puikių medžiagų, pirminė apvija gali būti pagaminta iš laidų. Tačiau įrenginio patikimumas bus mažesnis. Renkantis laidus reikia atsižvelgti į jų skerspjūvį ir izoliaciją. Izoliaciją galima nesunkiai pasidaryti patiems. Laidai lakuoti ir suvynioti dviem siūlais. Izoliacijos tipas labai įtakoja visos apvijos patikimumą, perkaitimo temperatūrą, atsparumą drėgmei, izoliaciją.
3. Reikia sureguliuoti išėjimo įtampą. Reguliavimas priklauso nuo paties dizaino. Svarbūs elementai čia yra: švino sraigto judėjimas (jis eina per šerdį) ir judančių apvijų judėjimas. Reikėtų prisiminti, kad daugelyje konstrukcijų yra fiksuota tinklo apvija.
4. Korpusas yra labai svarbus transformatoriui. Tai apsaugos įrenginį nuo pažeidimų.
5. Norėdami patobulinti įrenginį, prie jo galite pridėti rankenas ir ratus. Tai labai reikalinga, jei suvirinimo transformatorius yra sunkus.

Transformatoriaus apvija gali būti pagaminta iš specialios apvijos varinės vielos. Antrinei apvijai gaminti reikės kelių gyslų kabelio, kurio skerspjūvis yra nuo 25 iki 35 mm. Apvija gali būti prijungta prie varinių gnybtų. Natūralu, kad perkamas transformatorius turi geresnės kokybės jungiklius.

Lengviausias transformatorius, pagamintas namuose, sveria daugiau nei 3 kg. Rinkoje galima įsigyti modelių, sveriančių daugiau nei 10 kg.

Grandinė tiesiogiai priklauso nuo to, kokią šerdį turi įrenginys - strypą, toroidinį. Ir dar iš tų smulkmenų, kurios yra kūrėje. Interneto pasaulyje yra kelios įrenginių diagramos (pvz., 1 paveikslas). Jis surenkamas iš visų galimų turimų elementų.

Prietaisas gali turėti nuolatinę ir kintamąją srovę. Ploniems metalo lakštams suvirinti aktualus nuolatinės srovės transformatorius. Tai automobilių lakštai ir stogų plienas. Suvirinant nuolatine srove, suvirinimo lankas yra stabilus. Galima suvirinti tiesioginiu arba atvirkštiniu poliškumu. Jokios ypatingos reikšmės. Jei srovė yra kintamoji, ją galima lengvai ištaisyti. Pakanka naudoti tiltinius lygintuvus, esančius ant galingų diodų.

Įrangos klasifikacija ir jos rūšys

Yra daugybė suvirinimo transformatorių tipų. Pagal konstrukciją transformatoriai skirstomi į:

1 pav. Suvirinimo aparato schema.

1. Daugiafunkcis aparatas. Jo galia didžiulė. Jo dėka galite pasiūlyti keletą darbo vietų.
2. Vienas įrašas. Labiausiai būdingas naudojimui namuose. Taip pat yra jo surinkimo schemos.

Pagal fazių reguliavimą transformatoriai skirstomi:

1. Vienfazis modelis. Jis veikia esant 220 V įtampai.
2. Transformatoriaus modelis su 3 fazėmis. Veikia esant 380 V įtampai. Prietaisas gali suvirinti gana storą metalo sluoksnį. Sukurti transformatoriai, kurie taip pat skirti veikti 220 V įtampa.

Pagal įrenginio konstrukciją jie skirstomi į:

1. Modelis su magnetine dispersija. Įrenginys susideda iš paties transformatoriaus ir induktoriaus. Droselis leidžia reguliuoti įtampą.
2. Modelis su padidinta magnetine dispersija. Prietaiso dizainas yra sudėtingesnis. Jame yra judančios apvijos, kondensatorius ir impulsų stabilizatorius.
3. Tiristoriaus modelis. Tai naujas produktas tarp kitų transformatorių. Modelis turi galios transformatorių, fazės reguliatorių ir santykinai lengvą svorį.

Be to, verta pabrėžti, kad aptariama įranga gali veikti tiek nuolat, tiek su pertrūkiais tiekiama srove. Tie modeliai, kurie veikia su pertraukiama srove, išsiskiria tuo, kad yra tiristoriaus tipo valdymo sistema ir papildomai naudojamas impulsų stabilizavimas.

DIY jungtis

Transformatoriaus prijungimo schema pateikta instrukcijose. Reikėtų pažymėti, kad norint, kad įrenginys tinkamai veiktų ateityje, rekomenduojama jį išstudijuoti iš anksto. Prieš prijungdami, turite atsižvelgti į šiuos gana svarbius dalykus:

1. Pirmiausia patikrinkite jo įtampos ir įtampos nuoseklumą maitinimo tinkle.
2. Prieš prijungiant, suvirinimo grandinė turi būti atidaryta.
3. Suvirinimo transformatorius prijungiamas naudojant atskirus jungiklius.
4. Tarpas tarp įrenginio ir tinklo yra minimalus.
5. Įtampos kritimas tinkle neturėtų nukristi daugiau nei 5%. Tais atvejais, kai šis kriterijus neatitinka, rekomenduojama padidinti laidų skerspjūvį.

Patarimai, kaip tinkamai veikti, yra tokie. Transformatorių priežiūra yra gana paprasta. Būtina užtikrinti kokybišką įžeminimą, palaikyti tvarkingus ir švarius kontaktus, patikrinti izoliacijos varžą (tai svarbu dirbant lauke), laikytis instrukcijoje nurodytų eksploatavimo reikalavimų.

Nupirktas transformatorius suvirinimui

Pirkdami suvirinimo laidų transformatorių, turite pradėti nuo šių pagrindinių charakteristikų:

1. Kompaktiška įranga.
2. Prietaisas yra nebrangus.
3. Įrenginio vardinė įtampa 9-40 V. Įrenginys itin paprastas. Jei turite didelį norą, galite jį surinkti patys, o ne pirkti.
4. Fazių skaičius. Tai itin svarbus momentas perkant suvirinimo tranzistorių.
5. Nominali suvirinimo srovė. Profesionalūs įrenginiai, kurie naudojami gamyboje, turi turėti iki 1000 A srovę, o namų modeliai – tik 100 A.
6. Suvirinimo srovės valdymo ribos. Namų modeliui tinkamiausia vertė yra nuo 50 iki 200 A.
7. Darbinė įtampa 30-70 V (gana didelės reikšmės).
8. Nominalus darbo režimas. Naudodami šį indikatorių galite nustatyti laiką, per kurį transformatorius veikia nuolat.
9. Atviros grandinės įtampa. Įtampos vertė neturi viršyti 80 V.
10. Energijos sąnaudos. Žinodami šį rodiklį, galite apskaičiuoti efektyvumą. Skaičiavimų rezultatas yra toks, kad kuo didesnis efektyvumas, tuo geriau transformatorius veikia.

Problemos: kaip išspręsti problemą

Bet kuris įrenginys gali nustoti veikti, nepaisant to, ar jis buvo įsigytas ar surinktas pats. Transformatorių galite suremontuoti patys. Žinoma, jei neįtraukiamos pramoninio komplekso problemos.

Dažniausiai pasitaikančios problemos kyla įrenginio grandinėje. Jame gali įvykti trumpasis jungimas, dėl kurio jis išsijungia. Norint pašalinti trumpąjį jungimą, transformatorius turi būti išmontuotas. Sugedę elementai pakeičiami. Dažniausia priežastis yra gnybtų blokas, šalia jo esanti apvija.

Gali būti ir kita priežastis – prietaiso perkaitimas. Paprastai tai sukelia dabartinis nustatymas. Tai reiškia, kad srovė yra nustatyta į didesnę vertę, nei leidžiama instrukcijose. Jei į šį atitikties koeficientą neatsižvelgiama, prietaiso veikimą reguliariai lydės perkaitimas. Tai neišvengiamai sukels pagrindinio elemento gedimą. Dėl to turėsite visiškai pakeisti atsukimą.

Jei transformatoriaus veikimą lydi stiprus dūzgimas, tai gali reikšti, kad konstrukcijos viduje esantys varžtai atsilaisvino. Norėdami ištaisyti šį niuansą, turite nuimti transformatoriaus korpusą ir priveržti visus varžtus ir veržles.

Kai tik bus atlikti remonto darbai, prietaisą reikia dar kartą patikrinti. Jei įrenginys pradeda veikti gerai, galite tęsti darbą.

Transformatorius yra paprastas ir patikimas įrenginys.

Jis prieinamas daugeliui gyventojų.

Prietaisas aktyviai naudojamas lankiniam suvirinimui, metalo lakštų sujungimui, metalinių elementų taisymui.

Suvirinimo transformatoriaus privalumai

Prietaisas turi daug teigiamų savybių:

Suvirinimo aparato apvijų vyniojimo ant toroidinės šerdies būdai: 1 – vienoda, 2 – sekcinė, a – tinklo apvija, b – galios apvija.

1. Tai gera kaina. Prietaisas yra pigus ir patikimas.
2. Prietaisas pasižymi dideliu efektyvumu. Paprastai efektyvumas yra 70-90%.
3. Prietaisas sunaudoja minimaliai energijos.
4. Sugedus remontui galite atlikti patys.
5. Prietaisas yra paprastas naudoti ir nereikalauja įgūdžių ar žinių.

Jei prietaisas veikia gerai, matosi puiki siūlių kokybė, suvirinant metalas netaška, lankas dega stabiliai, metalo lakštai nusodinami tolygiai. Tokiais atvejais meistrai pabrėžia: „kepa minkštai“.

Įrangos trūkumai

Be daugybės privalumų, prietaisas turi ir neigiamų savybių. Taigi:

1. Norint atlikti aukščiausios kokybės suvirinimą, jums reikės specialių elektrodų. Jie skirti kintamajai srovei ir turi stabilizuojančių savybių.
2. Sumažintas lanko stabilumas. Šis minusas būdingas tik tiems transformatoriams, kuriuose nėra įmontuoto degimo stabilizatoriaus.
3. Priklausomybė nuo įtampos svyravimų tinkle. Šis trūkumas būdingas įprastiems, paprastiems įrenginiams.

Taigi, prieš perkant konkretaus modelio įrangą, primygtinai rekomenduojama pasverti visus privalumus ir trūkumus.

Ieškodami tinkamo suvirinimo transformatoriaus, daugelis atsisako gamyklinių modelių ir pasirenka naminius. Tokio sprendimo priežastys gali būti labai įvairios – nuo ​​nepriimtinų kainų iki noro patiems pasigaminti suvirinimo transformatorių. Tiesą sakant, nėra jokių ypatingų sunkumų gaminant suvirinimo transformatorių, be to, naminis suvirinimo transformatorius gali būti pagrįstai laikomas bet kurio savininko pasididžiavimo šaltiniu. Tačiau jį kuriant neįmanoma apsieiti be žinių apie transformatoriaus struktūrą ir grandinę, jo charakteristikas ir jomis pagrįstus skaičiavimus.

Bet koks elektrinis įrankis turi tam tikras veikimo charakteristikas, o suvirinimo transformatorius nėra išimtis. Tačiau be įprastų, tokių kaip galia, fazių skaičius ir darbui reikalinga tinklo įtampa, suvirinimo transformatorius turi daugybę unikalių charakteristikų, kurių kiekviena leis parduotuvėje tiksliai pasirinkti įrenginį. konkretus darbo tipas. Tiems, kurie ketina savo rankomis gaminti suvirinimo transformatorių, norint atlikti skaičiavimus, reikės žinoti šias charakteristikas.

Tačiau prieš pereinant prie išsamaus kiekvienos charakteristikos aprašymo, būtina suprasti, koks yra pagrindinis suvirinimo transformatoriaus veikimo principas. Tai gana paprasta ir susideda iš gaunamos įtampos konvertavimo, ty jos sumažinimo. Suvirinimo transformatoriaus mažėjanti srovės-įtampos charakteristika turi tokią priklausomybę – mažėjant įtampai (Voltui), didėja suvirinimo srovė (Ampere), o tai leidžia metalui lydytis ir virinti. Šiuo principu grindžiamas visas suvirinimo transformatoriaus veikimas, taip pat kitos susijusios eksploatacinės charakteristikos.

Tinklo įtampa ir fazių skaičius

Su šia savybe viskas yra gana paprasta. Tai rodo įtampą, reikalingą suvirinimo transformatoriaus veikimui. Tai gali būti 220 V arba 380 V. Praktiškai tinklo įtampa gali šiek tiek svyruoti +/- 10 V ribose, o tai gali turėti įtakos stabiliam transformatoriaus darbui. Skaičiuojant suvirinimo transformatorių, tinklo įtampa yra pagrindinė skaičiavimų charakteristika. Be to, fazių skaičius priklauso nuo tinklo įtampos. 220 V yra dvi fazės, 380 V - trys. Į tai neatsižvelgiama atliekant skaičiavimus, tačiau tai yra svarbus suvirinimo aparato ir jo veikimo prijungimo momentas. Taip pat yra atskira transformatorių kategorija, galinti veikti tiek 220 V, tiek 380 V.

Vardinė transformatoriaus suvirinimo srovė

Tai yra pagrindinė bet kurio suvirinimo transformatoriaus veikimo charakteristika. Gebėjimas pjauti ir suvirinti metalą priklauso nuo suvirinimo srovės stiprumo. Visuose suvirinimo transformatoriuose ši vertė nurodoma kaip didžiausia, nes būtent tiek transformatorius gali tiekti neviršydamas savo galimybių ribos. Žinoma, vardinę suvirinimo srovę galima reguliuoti taip, kad būtų galima dirbti su skirtingo skersmens elektrodais, o tam tikslui transformatoriuose yra numatytas specialus reguliatorius. Pažymėtina, kad buitiniams suvirinimo transformatoriams, kuriuos sukūrėte patys, suvirinimo srovė neviršija 160 - 200 A. Tai visų pirma lemia paties transformatoriaus svoris. Juk kuo didesnė suvirinimo srovė, tuo daugiau reikia varinės vielos vijų, o tai – papildomi, nepakeliami kilogramai. Be suvirinimo transformatoriaus, kaina priklauso nuo apvijų laidų metalo, o kuo daugiau laidų buvo panaudota, tuo brangesnis kainuos pats įrenginys.

Dirbant su suvirinimo transformatoriumi metalui suvirinti naudojami įvairaus skersmens suvirinami elektrodai. Galimybė naudoti tam tikro skersmens elektrodą priklauso nuo dviejų veiksnių. Pirmasis yra transformatoriaus vardinė suvirinimo srovė. Antrasis yra metalo storis. Žemiau esančioje lentelėje nurodyti elektrodų skersmenys, priklausantys nuo metalo storio ir paties transformatoriaus suvirinimo srovės.

Kaip matyti iš šios lentelės, naudoti 2 mm elektrodą bus tiesiog beprasmiška esant 200 A srovei. Arba atvirkščiai, 4 mm elektrodas yra nenaudingas esant 100 A srovei. Tačiau gana dažnai reikia suvirinti metalą skirtingo storio su ta pačia mašina ir skirta Todėl suvirinimo transformatoriuose yra įrengti srovės reguliatoriai.

Suvirinimo srovės valdymo ribos

Skirtingo storio metalui suvirinti naudojami skirtingo skersmens elektrodai. Bet jei suvirinimo srovė bus per didelė, metalas suvirinimo metu perdegs, o jei per maža, jo išlydyti nepavyks. Todėl šiems tikslams skirtuose suvirinimo transformatoriuose yra įmontuotas specialus reguliatorius, leidžiantis sumažinti vardinę suvirinimo srovę iki tam tikros vertės. Paprastai namuose pagamintuose suvirinimo transformatoriuose sukuriami keli reguliavimo etapai, nuo 50 A iki 200 A.

Nominali darbinė įtampa

Kaip jau buvo pažymėta, suvirinimo transformatorius įeinančią įtampą konvertuoja į mažesnę 30 - 60 V reikšmę. Tai vardinė darbinė įtampa, reikalinga stabiliam lankui palaikyti. Nuo šio parametro priklauso ir galimybė suvirinti tam tikro storio metalą. Taigi plonam lakštiniam metalui suvirinti reikalinga žema įtampa, o storesniam – aukšta. Skaičiuojant šis rodiklis yra labai svarbus.

Nominalus darbo režimas

Viena iš pagrindinių suvirinimo transformatoriaus charakteristikų yra jo vardinis veikimo režimas. Tai rodo nepertraukiamo veikimo laikotarpį. Gamyklinių suvirinimo transformatorių šis skaičius paprastai yra apie 40%, tačiau naminių jis gali būti ne didesnis kaip 20–30%. Tai reiškia, kad iš 10 minučių darbo galite nepertraukiamai virti 3 minutes ir leisti pailsėti 7 minutes.

Energijos suvartojimas ir išeiga

Kaip ir bet kuris kitas elektrinis įrankis, suvirinimo transformatorius sunaudoja elektros energiją. Skaičiuojant ir kuriant transformatorių, energijos suvartojimo indikatorius vaidina svarbų vaidmenį. Kalbant apie išėjimo galią, taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, nes suvirinimo transformatoriaus efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo šių dviejų rodiklių skirtumo. Ir kuo mažesnis šis skirtumas, tuo geriau.

Atviros grandinės įtampa

Viena iš svarbių veikimo charakteristikų yra suvirinimo transformatoriaus atviros grandinės įtampa. Ši charakteristika yra atsakinga už lengvą suvirinimo lanko atsiradimą, o kuo didesnė įtampa, tuo lengviau pasirodys lankas. Tačiau yra vienas svarbus momentas. Siekiant užtikrinti su prietaisu dirbančio asmens saugumą, įtampa ribojama iki 80 V.

Suvirinimo transformatoriaus grandinė

Kaip jau minėta, suvirinimo transformatoriaus veikimo principas yra sumažinti įtampą ir padidinti srovę. Daugeliu atvejų suvirinimo transformatoriaus konstrukcija yra gana paprasta. Jį sudaro metalinė šerdis, dvi apvijos - pirminė ir antrinė. Žemiau esančioje nuotraukoje parodytas suvirinimo transformatoriaus dizainas.

Tobulėjant elektrotechnikai, patobulinta pagrindinė suvirinimo transformatoriaus konstrukcija, šiandien gaminami suvirinimo aparatai, kurių grandinėse naudojami droseliai, diodinis tiltelis ir srovės reguliatoriai. Pateiktoje diagramoje parodyta, kaip diodinis tiltelis yra integruotas į suvirinimo transformatorių (nuotrauka žemiau).

Vienas iš populiariausių naminių suvirinimo transformatorių yra toroidinis šerdies transformatorius dėl savo lengvo svorio ir puikių eksploatacinių savybių. Tokio transformatoriaus schema pateikta žemiau.

Šiandien yra daug įvairių suvirinimo transformatorių grandinių, nuo klasikinių iki inverterių ir lygintuvų grandinių. Tačiau norint sukurti suvirinimo transformatorių savo rankomis, geriau pasirinkti paprastesnę ir patikimesnę grandinę, kuriai nereikia naudoti brangios elektronikos. Tokie kaip, pavyzdžiui, suvirinimo toroidinis transformatorius arba transformatorius su droseliu ir diodiniu tilteliu. Bet kokiu atveju, norėdami sukurti suvirinimo transformatorių, be grandinės, turėsite atlikti tam tikrus skaičiavimus, kad gautumėte reikiamas eksploatacines charakteristikas.

Kuriant suvirinimo transformatorių konkretiems tikslams, būtina iš anksto nustatyti jo veikimo charakteristikas. Be to, apskaičiuojamas suvirinimo transformatorius, siekiant nustatyti pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičių, šerdies ir jos lango skerspjūvio plotą, transformatoriaus galią, lanko įtampą ir kitus dalykus.

Norėdami atlikti skaičiavimus, jums reikės šių dalykų pradiniai duomenys:

• pirminės apvijos įėjimo įtampa (V) U1;
• antrinės apvijos vardinė įtampa (V) U2;
• antrinės apvijos vardinė srovė (A) I;
• šerdies plotas (cm2) Sc;
• lango plotas (cm2)Taigi;
• srovės tankis apvijoje (A/mm2).

Panagrinėkime toroidinio transformatoriaus skaičiavimo pavyzdį, kurio parametrai: įėjimo įtampa U1=220 V, antrinės apvijos vardinė įtampa U2=70 V, antrinės apvijos vardinė srovė 200 A, šerdies plotas Sc=45 cm2, langas plotas So=80 cm2, srovės tankis apvijoje 3 A/mm2.

Pirmiausia apskaičiuojame toroidinio transformatoriaus galią pagal formulę:

P bendras = 1,9*Sc*So. Dėl to gauname 6840 W arba supaprastintą 6,8 kW.

Svarbu! Ši formulė taikoma tik toroidiniams transformatoriams. Transformatoriams, kurių šerdies tipas yra PL, ShL, naudojamas koeficientas 1,7. Transformatoriams su P tipo šerdimi, Ш - 1,5.

Kitas žingsnis yra apskaičiuoti pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičių. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turėsite apskaičiuoti reikiamą apsisukimų skaičių 1 V. Norėdami tai padaryti, naudojame šią formulę: K = 35/S. Dėl to gauname 0,77 apsisukimų 1 V sunaudotos įtampos.

Svarbu! Kaip ir pirmoje formulėje, koeficientas 35 taikomas tik toroidiniams transformatoriams. Transformatoriams, kurių šerdies tipas yra PL, ShL, naudojamas koeficientas 40. Transformatoriams, kurių šerdies tipas P, Sh - 50.

Toliau apskaičiuojame didžiausią pirminės apvijos srovę pagal formulę: Imax = P/U. Dėl to pirminei apvijai gauname 6480/220 = 31 A srovę. Antrinei apvijai srovės stiprumą laikome 200 A konstanta, nes gali tekti suvirinti elektrodais įvairaus storio metalą. kurių skersmuo nuo 2 iki 3 mm. Žinoma, praktiškai 200 A yra didžiausia srovės stipris, tačiau poros dešimčių amperų rezervas leis įrenginiui veikti patikimiau.

Dabar, remiantis gautais duomenimis, apskaičiuojame pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičių transformatoriuje su žingsniniu reguliavimu pirminėje apvijoje. Antrinės apvijos apskaičiavimas atliekamas naudojant šią formulę W2 =U2*K, dėl to gauname 54 posūkius. Toliau mes pereiname prie pirminės apvijos etapų skaičiavimo. Norėdami tai padaryti, naudojame formulę W1st = (220*W2) / Ust.

Ust yra reikalinga antrinės apvijos išėjimo įtampa.

W2 - antrinės apvijos apsisukimų skaičius.

W1st - tam tikros pakopos pirminės apvijos apsisukimų skaičius.

Tačiau prieš pradėdami skaičiuoti pirminės apvijos etapų posūkius, turite nustatyti kiekvieno įtampą. Tai galima padaryti naudojant formulę U=P/I, Kur:

P - galia (W).

U - įtampa (V).

I - srovė (A).

Pavyzdžiui, antrinėje apvijoje turime padaryti keturis etapus su tokia vardine srove: 160 A, 130 A, 100 A ir 90 A. Tokio sklaidos reikės norint naudoti skirtingo skersmens elektrodus ir suvirinti skirtingo storio metalą. Dėl to gauname Ust = 40,5 V pirmajai pakopai, 50 V antrajai, 65 V trečiajai ir 72 V ketvirtajai. Gautų duomenų pakeitimas į formulę W1st = (220*W2) / Ust, apskaičiuojame kiekvieno etapo apsisukimų skaičių. W1st1 = 293 posūkiai, W1st2 = 238 posūkiai, W1st3 = 182 posūkiai, W1st4 = 165 posūkiai. Apvijant laidą, kiekviename iš šių posūkių padaromas reguliatoriaus čiaupas.

Belieka apskaičiuoti pirminės ir antrinės apvijų laido skerspjūvį. Norėdami tai padaryti, mes naudojame srovės tankio indikatorių laidoje, kuris yra lygus 3 A / mm2. Formulė gana paprasta - reikia padalyti maksimalią kiekvienos apvijos srovę iš srovės tankio laiduose. Dėl to pirminei apvijai gauname vielos skerspjūvį Sprim = 10 mm2. Antrinei apvijai laido skerspjūvis Ssecond = 66 mm2.

Kurdami suvirinimo transformatorių savo rankomis, turite atlikti visus aukščiau nurodytus skaičiavimus. Tai padės teisingai pasirinkti visas reikalingas dalis ir iš jų surinkti įrenginį. Pradedančiajam skaičiavimų atlikimas gali pasirodyti labai paini užduotis, tačiau supratus atliekamų veiksmų esmę, viskas nebus taip sunku.