0

Марки сварочных трансформаторов

Содержание

Виды и устройство сварочных трансформаторов

Сварочный трансформатор представляет собой оборудование, применяемое для дуговой ручной и прочих видов сварки. В зависимости от модели, технических характеристик существуют бытовые и промышленные разновидности. Сварочный выпрямитель или трансформатор преобразует электричество сети до требуемого значения. В состав аппарата входит несколько основных узлов. Их совместное действие образует электрическую дугу. Она плавит металл, соединяя детали сварным швом.

Конструкция

Устройство сварочного трансформатора достаточно простое. У многих мастеров получается собрать аппарат самостоятельно. Трансформатор с простейшей конструкцией для сварочного аппарата работает при подключении к однофазной сети. Он имеет три основных элемента:

  • магнитопривод (сердечник);
  • первичную стационарную обмотку;
  • вторичную движущуюся обмотку.

Магнитоприводом выступает элемент из ферромагнитной стали с замкнутым контуром. Первичная обмотка подключается к сети, а вторичная – на массу и держатель электрода. Сопротивление контура понижается, их электромагнитная связь повышается.

Более совершенные конструкции имеют в своем составе дроссель и прочие дополнительные элементы.

Принцип работы

Принцип работы сварочного трансформатора заключается в постепенном понижении напряжения до уровня 60-80В и одновременном повышении силы тока до 40-500 А. Прибор при эксплуатации чаще всего поддерживает переменный ток. Однако есть и другие разновидности, выдающие постоянный электрический поток. Их называют выпрямителями.

Работа оборудования происходит по единому принципу. При подключении напряжения по первичному контуру проходит переменный ток. Он создает магнитный поток. В обеих обмотках индуцируется электродвижущая сила. Ее можно соотнести с количеством витков обмотки.

Например, первая обмотка имеет 100 витков, а вторая – 5. Коэффициент трансформации в этом случае равен 100:5 = 20. Если это оборудование подключить к бытовой сети, на выходе получится напряжение 220:20 = 11В.

Чтобы поменять нагрузку, сварщики меняют зазор магнитопривода. При его увеличении сила тока уменьшается. И, наоборот. Чтобы подобрать необходимое значение напряжения для сварки, определяется требуемое количество витков вторичной обмотки.

Составные элементы

Устройство сварочного трансформатора позволяет понизить напряжение и увеличить силу тока для проведения процесса плавления металла. Определение этих показателей производится при создании и настройке аппарата. Для осуществления оборудованием установленных функций, сварочные трансформаторы включают в себя определенный набор комплектующих. Помимо магнитопривода и двух обмоток в состав конструкции входят:

  • винт вертикальный с лентовидным типом резьбы;
  • рукоятка для его вращения;
  • ходовая гайка винта;
  • система подвеса (защищает от повреждений);
  • зажимы для крепления и вывода проводов;
  • корпус с вентиляционной решеткой.

В некоторых сварочных трансформаторах с переменным значением тока могут применяться дополнительные элементы, облегчающие работу мастера.

Дополнительные узлы

Сварочные трехфазные и однофазные трансформаторы и выпрямители могут иметь несколько дополнительных узлов. Они позволяют усовершенствовать работу прибора. Такими узлами могут быть:

  • конденсаторы;
  • дополнительные вторичные обмотки;
  • импульсные стабилизаторы;
  • тиристорные фазорегуляторы.

Агрегат бывает с подвижным шунтом. Расстояние между обмотками меняется не за счет движения вторичной обмотки, а при помощи дополнительной детали. Шунт будет менять расстояние зазора. Также наличие особой секционной обмотки, устроенной по другому принципу, способствует регулировке напряжения.

Промышленный или бытовой сварочный трансформатор иногда нуждается в дополнительном сопротивлении. Мастеру предоставляется возможность продолжить регулировку. Дополнительные возможности появляются без процесса разведения обмоток. Мастер при помощи такого прибора сможет сварить очень тонкие или толстые листы металла.

Сопротивление может быть выполнено в виде отдельного корпуса. В нем установлен набор контакторов. Эти элементы задают требуемое значение сопротивления.

Разновидности

Устройство и принцип действия промышленного или бытового сварочного трансформатора определяют его технические характеристики. Существуют разные принципы классификации аппаратуры. По назначению выделяют однопостные и многопостные устройства. В первом случае прибор предназначен для бытового применения. Он установлен в инверторах мощностью 3-10 кВт. Бытовая сеть не рассчитана на применение аппарата мощностью более 10 кВт.

Многопостные приборы имеют сложную конструкцию. Их применяют в профессиональных, промышленных аппаратах с мощностью от 10 кВт и выше. Такой прибор может обслуживать одновременно несколько рабочих мест.

По фазному признаку различают трехфазный и однофазный сварочный трансформатор. Бывают приборы, способные переключаться на разное напряжение сети. Для бытового применения подходят однофазные агрегаты (220 В), а для промышленного требуется трехфазное оборудование (380 В). Этот признак определяет нагрузку на выходе. Трехфазным прибором можно сварить толстые детали. Однофазным моделям это не под силу.

Типы конструкции

Классификация сварочных трансформаторов происходит также по принципу устройства конструкции. Выделяют три основные группы:

  1. Аппаратура с номинальным магнитным рассеиванием. Она имеет дроссель для регулировки выходного напряжения.
  2. Оборудование с увеличенным показателем магнитного рассеивания. Имеет сложную конструкцию. Она включает в себя несколько подвижных обмоток, импульсный стабилизатор и конденсатор. Также могут присутствовать другие компоненты.
  3. Тиристорные типы сварочных трансформаторов. Они имеют соответствующее устройство фазорегулятора. Приборы тиристорного типа характеризуются относительно малым весом.

Представленную классификацию имеют аппараты переменного тока. Существуют модели постоянного тока. Они имеют большие габариты, более сложное устройство. В их составе есть выпрямитель.

Такие модели стабильнее, удобнее в работе. Назначение сварочного трансформатора, который функционирует при постоянном токе, в этом случае определяется как промышленное. Оборудование позволяет мастеру работать с цветными металлами и нержавейкой. Стоимость подобных приборов достаточно высокая. Поэтому сварочные трансформаторы этого типа применяются исключительно в профессиональных целях. Для бытовых нужд вполне подходят устройства переменного тока.

Холостой ход

Сварочные трансформаторы функционируют в режиме нагрузки и на холостом ходу. В процессе создания шва, между электродом и заготовкой замыкается вторичная обмотка. Электричество плавит металл, соединяя две части детали в единую конструкцию. Когда шов создан, вторичная цепь размыкается. Сварка окончена, агрегат переходит в режим холостого хода.

Электродвижущие силы (ЭДС) сначала образуются из-за созданного магнитного поля. Далее они поддерживаются путем рассеивания. Они ответвляются от главного потока в магнитоприводе.

ЭДС замыкаются между витками катушки в воздушном пространстве. Они и образуют показатели холостого напряжения. Он считается безопасным для жизни мастера. Холостой ход ограничивается показателем 48 В. В некоторых моделях это значение увеличено до 70 В. Если показатели холостого хода превышают установленное значение, необходимо применять автоматическое ограничение. Оно срабатывает сразу после прекращения сварки. Также корпус агрегата должен иметь заземление. Это способствует увеличению безопасности работы мастера.

На что обращать внимание при выборе?

Выбирая сварочные трансформаторы, следует обратить внимание на главные технические характеристики. К ним относят следующее:

  • Напряжение сети. Показатель должен соответствовать указанному производителем значению (220 или 380 В).
  • Диапазон регулирования. Чем шире пределы, тем больше возможностей предоставляется сварщику. Можно выбрать электроды разного диаметра. Бытовые разновидности характеризуются диапазоном регулирования от 50 до 200 А.
  • Номинальный ток. Профессиональные устройства выдают около 1000 А, а бытовые – до 100 А.
  • Рабочее напряжение. На выходе из устройства для дуговой сварки должно определяться номинальное значение 30-70В.
  • Продолжительность сварки. Показатель определяет, сколько агрегат сможет работать непрерывно. Бытовые модели выполняют непрерывную сварку около 15-20 мин., а профессиональные – несколько часов.
  • Напряжение на холостом ходу. Показатель не должен превышать границы 70 В.
  • Потребляемая мощность. Чем выше этот показатель, тем эффективнее работает оборудование. Однако надо учитывать возможности бытовой сети. Слишком большая нагрузка может быть недопустимой.

При выборе необходимо учитывать, для каких целей приобретается оборудование. В этом случае получится купить агрегат с оптимальными показателями по приемлемой цене.

Возможные неисправности

Сварочные трансформаторы могут выходить из строя по нескольким причинам. В большинстве случаев ремонт можно произвести самостоятельно. Для этого необходимо определить причину поломки.

Чаще всего аппарат для сварки выходит из строя при замыкании в цепи. Оно происходит между элементами конструкции. Замыкание вызывает отключение аппарата. Чтобы возобновить работу агрегата, необходимо его разобрать. Неисправный элемент потребуется заменить. Чаще всего причиной такой поломки становится клеммная колодка или проходящая рядом с ней обмотка.

Второй причиной выхода аппарата из строя является перегрев. Он происходит, если устанавливается значение напряжения больше, чем рекомендовано производителем. Если подобная проблема появляется часто, перемотку потребуется частично или полностью заменить. Для этого приобретается провод с таким же диаметром сечения.

Если в процессе работы появился сильный шум, гудение, потребуется разобрать корпус. Причиной является ослабление зажима гайки или болта. Все соединения потребуется подтянуть.

После проведения ремонта работу оборудования тестируют. Если все в порядке, можно приступать к сварке снова. Конструкция агрегата отличается простотой и надежностью. Поэтому поломки и сбои в его работе появляются редко.

Оборудование для сварки широко применяется как любителями, так и профессионалами. При помощи такого устройства можно соединять тонкие и толстые заготовки, листы из различных материалов посредством электрической дуги. В зависимости от назначения и условий применения аппаратуры, следует приобретать прибор с требуемыми техническими характеристиками.

Типы сварочных трансформаторов

  • Сварочные аппараты
    • Сварочные инверторы
    • Выпрямители
    • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки
      • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки TIG DC
      • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки TIG AC/DC
    • Трансформаторы
    • Сварочные полуавтоматы
    • Плазморезы
    • Аппараты для сварки полипропиленовых труб
      • Позиционеры для ПНД труб
      • Электромуфтовая сварка пластиковых труб
      • Раструбная сварка пластиковых труб
      • Стыковая сварка пластиковых труб
      • Принадлежности для сварки пластиковых труб
    • Аппараты точечной сварки
      • Аппараты контактной сварки
      • Трансформаторы контактной сварки
      • Сварочные клещи
      • Споттеры
    • Инструменты для зачистки швов
    • Сварочные экструдеры
    • Аппараты микроплазменной сварки
  • Автоматизация сварки
    • Сварочные тракторы
    • Станки плазменной резки
    • Сварочные вращатели
    • Сварочные каретки
    • Машины термической резки
    • Резаки машинные
  • Сварочные горелки
    • Горелки для аппаратов аргонодуговой сварки
    • Горелки для полуавтоматов
    • Плазмотроны
  • Сварочные материалы
    • Присадочные прутки
      • Омедненные присадочные прутки
      • Нержавеющие присадочные прутки
      • Алюминиевые присадочные прутки
      • Медные присадочные прутки
    • Сварочная проволока
      • Омедненная сварочная проволока
      • Нержавеющая сварочная проволока
      • Алюминиевая сварочная проволока
      • Порошковая сварочная проволока
      • Медная сварочная проволока
    • Сварочные электроды
      • Электроды для резки
      • Электроды для сварки стали
      • Электроды для сварки нержавейки
      • Электроды для сварки алюминия
      • Электроды для сварки чугуна
      • Электроды для наплавки
    • Вольфрамовые электроды
      • Вольфрамовые электроды WP
      • Вольфрамовые электроды WL-15
      • Вольфрамовые электроды WL-20
      • Вольфрамовые электроды WT-20
      • Вольфрамовые электроды WC-20
      • Вольфрамовые электроды WY-20
      • Вольфрамовые электроды WZ-8
  • Расходка для горелок
    • Расходка для горелок MIG-MAG
      • Кольца для сварочного полуавтомата
      • Пружины для сварочного полуавтомата
      • Насадки для сварочного полуавтомата
      • Наборы расходки для сварочного полуавтомата
      • Сопла для сварочного полуавтомата
      • Вставки под наконечник для сварочного полуавтомата
      • Изоляторы для сварочного полуавтомата
      • Держатели сопла для сварочного полуавтомата
      • Наконечники для сварочного полуавтомата
      • Гусаки для сварочного полуавтомата
      • Диффузоры для сварочного полуавтомата
      • Направляющие каналы для сварочного полуавтомата
      • Держатели наконечника
    • Расходка для горелок TIG
      • Переходники
      • Наборы расходки для TIG сварки
      • Сопла для TIG сварки
      • Наконечники для TIG сварки
      • Диффузоры для TIG сварки
      • Насадки для TIG сварки
      • Изоляторы для TIG сварки
      • Вставки под наконечник для TIG сварки
      • Держатели сопла для TIG сварки
      • Гусаки для TIG сварки
      • Кольца для TIG сварки
      • Цанга для TIG сварки
      • Держатели цанг для TIG сварки
      • Заглушки для TIG сварки
      • Соединители быстросъемные
      • Штуцеры
    • Расходка для плазмотронов
      • Сопла для плазмотрона
      • Диффузоры для плазмотрона
      • Насадки для плазмотрона
      • Изоляторы для плазмотрона
      • Завихрители для плазмотрона
      • Катоды для плазмотрона
      • Кожухи для плазмотрона
      • Корпуса для плазмотрона
      • Шлейфы для плазмотрона
      • Циркульные приспособления для плазмотрона
      • Поджимные гайки для плазмотрона
      • Наборы расходки для плазмотронов
      • Охлаждающие трубки для плазмотронов
      • Уплотнительные кольца для плазмотрона
  • Газовая сварка
    • Газовые редукторы
      • Редукторы углекислотные
      • Редукторы пропановые
      • Редукторы кислородные
      • Редукторы гелиевые
      • Редукторы аргоновые
      • Редукторы водородные
      • Редукторы ацетиленовые
      • Редукторы азотные
      • Редукторы аммиачные
      • Редукторы метановые
      • Редукторы воздушные
      • Редукторы комбинированные
    • Регуляторы расхода газа (РРГ)
      • Регуляторы углекислотные
      • Регуляторы аргоновые
      • Регуляторы азотные
      • Регуляторы комбинированные
      • Регуляторы водородные
      • Регуляторы гелиевые
    • Газовые горелки
      • Горелки ацетиленовые
      • Горелки пропановые
      • Горелки метановые
    • Подогреватели газа
    • Пламегасители
    • Комплекты газовой сварки и резки
    • Газовые резаки
      • Резаки ацетиленовые
      • Резаки пропановые
      • Резаки комбинированные
      • Резаки бензиновые
      • Резаки керосиновые
      • Резаки коксовые
      • Резаки метановые
    • Газовые смесители
    • Газовые шланги
    • Газовые вентили
    • Газовые клапаны
    • Газовые бачки
    • Газовые рукава
  • Средства защиты сварщика
    • Сварочные маски
      • Сварочные маски-хамелеон
      • Сварочные маски с подачей воздуха
      • Стекла для сварочных масок
      • Блоки подачи воздуха для сварочных масок
    • Краги сварщика
    • Фартуки сварщика
    • Коврики сварщика
    • Одежда сварщика
    • Полотна сварщика
    • Шторы сварщика
  • Сварочные аксессуары
    • Палатки сварщика
    • Электрододержатели
    • Блоки водяного охлаждения горелки
    • Механизмы подачи проволоки
    • Панели управления для сварочных аппаратов
    • Фаскосниматели
    • Фирменные аксессуары
    • Антипригарные спреи
    • Сварочные тележки
    • Приборы и средства для контроля сварных швов
      • Шаблоны сварщика
      • Радиографическая пленка
    • Оборудование сварочного поста
      • Сварочные столы
    • Клеммы заземления
    • Ролики для сварочных полуавтоматов
    • Пульты дистанционного управления сварочным аппаратом
    • Торцовочные пилы
    • Молотки сварщика
    • Печи для прокалки электродов
    • Магнитные держатели
    • Парные консоли
    • Охлаждающие жидкости
    • Наборы кабелей для сварочных полуавтоматов
    • Наборы для сварки ММА
    • Кабели, кабельные разъемы
    • Вкладыши для сварки полипропиленовых труб
    • Воздушные фильтры
    • Адаптеры для сварочных работ
    • Зажимы заземления
    • Аппараты для заточки вольфрамовых электродов
    • Электроды для контактной сварки
    • Вытяжное и фильтровальное оборудование
  • Генераторы
    • Сварочные генераторы
    • Бензиновые генераторы
    • Дизельные генераторы
    • Газовые генераторы
    • Аксессуары для генераторов
      • Блоки АВР для генераторов
      • Комплекты колес для генераторов
      • Масла для генераторов
      • Силовые удлинители
      • Мультитопливные карбюраторы
    • Мультитопливные генераторы
  • Воздушные компрессоры
    • Поршневые компрессоры
    • Винтовые компрессоры
    • Спиральные компрессоры
    • Осушители сжатого воздуха
      • Рефрижераторные осушители
      • Адсорбционные осушители
    • Фильтры сжатого воздуха
      • Фильтрующие элементы
  • Пуско-зарядные устройства
    • Универсальные пуско-зарядные устройства
    • Пусковые устройства
    • Зарядные устройства
    • Стартовые кабели
    • Пусковые кабели
  • Сварочные аппараты
    • Сварочные инверторы
    • Сварочные выпрямители
    • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки
      • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки TIG DC
      • Сварочные аппараты аргонодуговой сварки TIG AC/DC
    • Сварочные трансформаторы
    • Сварочные полуавтоматы
    • Плазморезы
    • Аппараты для сварки полипропиленовых труб
      • Позиционеры для ПНД труб
      • Электромуфтовая сварка пластиковых труб
      • Раструбная сварка пластиковых труб
      • Стыковая сварка пластиковых труб
      • Принадлежности для сварки пластиковых труб
    • Аппараты точечной сварки
      • Аппараты контактной сварки
      • Трансформаторы контактной сварки
      • Сварочные клещи
      • Споттеры
    • Инструменты для зачистки швов
    • Сварочные экструдеры
    • Аппараты микроплазменной сварки
  • Автоматизация сварки
    • Сварочные тракторы
    • Станки плазменной резки
    • Сварочные вращатели
    • Сварочные каретки
    • Машины термической резки
    • Резаки машинные
  • Сварочные горелки
    • Горелки для аппаратов аргонодуговой сварки
    • Горелки для полуавтоматов
    • Плазмотроны
  • Сварочные материалы
    • Присадочные прутки
      • Омедненные присадочные прутки
      • Нержавеющие присадочные прутки
      • Алюминиевые присадочные прутки
      • Медные присадочные прутки
    • Сварочная проволока
      • Омедненная сварочная проволока
      • Нержавеющая сварочная проволока
      • Алюминиевая сварочная проволока
      • Порошковая сварочная проволока
      • Медная сварочная проволока
    • Сварочные электроды
      • Электроды для резки
      • Электроды для сварки стали
      • Электроды для сварки нержавейки
      • Электроды для сварки алюминия
      • Электроды для сварки чугуна
      • Электроды для наплавки
    • Вольфрамовые электроды
      • Вольфрамовые электроды WP
      • Вольфрамовые электроды WL-15
      • Вольфрамовые электроды WL-20
      • Вольфрамовые электроды WT-20
      • Вольфрамовые электроды WC-20
      • Вольфрамовые электроды WY-20
      • Вольфрамовые электроды WZ-8
  • Расходка для горелок
    • Расходка для горелок MIG-MAG
      • Кольца для сварочного полуавтомата
      • Пружины для сварочного полуавтомата
      • Насадки для сварочного полуавтомата
      • Наборы расходки для сварочного полуавтомата
      • Сопла для сварочного полуавтомата
      • Вставки под наконечник для сварочного полуавтомата
      • Изоляторы для сварочного полуавтомата
      • Держатели сопла для сварочного полуавтомата
      • Наконечники для сварочного полуавтомата
      • Гусаки для сварочного полуавтомата
      • Диффузоры для сварочного полуавтомата
      • Направляющие каналы для сварочного полуавтомата
      • Держатели наконечника
    • Расходка для горелок TIG
      • Переходники
      • Наборы расходки для TIG сварки
      • Сопла для TIG сварки
      • Наконечники для TIG сварки
      • Диффузоры для TIG сварки
      • Насадки для TIG сварки
      • Изоляторы для TIG сварки
      • Вставки под наконечник для TIG сварки
      • Держатели сопла для TIG сварки
      • Гусаки для TIG сварки
      • Кольца для TIG сварки
      • Цанга для TIG сварки
      • Держатели цанг для TIG сварки
      • Заглушки для TIG сварки
      • Соединители быстросъемные
      • Штуцеры
    • Расходка для плазмотронов
      • Сопла для плазмотрона
      • Диффузоры для плазмотрона
      • Насадки для плазмотрона
      • Изоляторы для плазмотрона
      • Завихрители для плазмотрона
      • Катоды для плазмотрона
      • Кожухи для плазмотрона
      • Корпуса для плазмотрона
      • Шлейфы для плазмотрона
      • Циркульные приспособления для плазмотрона
      • Поджимные гайки для плазмотрона
      • Наборы расходки для плазмотронов
      • Охлаждающие трубки для плазмотронов
      • Уплотнительные кольца для плазмотрона
  • Газовая сварка
    • Газовые редукторы
      • Редукторы углекислотные
      • Редукторы пропановые
      • Редукторы кислородные
      • Редукторы гелиевые
      • Редукторы аргоновые
      • Редукторы водородные
      • Редукторы ацетиленовые
      • Редукторы азотные
      • Редукторы аммиачные
      • Редукторы метановые
      • Редукторы воздушные
      • Редукторы комбинированные
    • Регуляторы расхода газа (РРГ)
      • Регуляторы углекислотные
      • Регуляторы аргоновые
      • Регуляторы азотные
      • Регуляторы комбинированные
      • Регуляторы водородные
      • Регуляторы гелиевые
    • Газовые горелки
      • Горелки ацетиленовые
      • Горелки пропановые
      • Горелки метановые
    • Подогреватели газа
    • Пламегасители
    • Комплекты газовой сварки и резки
    • Газовые резаки
      • Резаки ацетиленовые
      • Резаки пропановые
      • Резаки комбинированные
      • Резаки бензиновые
      • Резаки керосиновые
      • Резаки коксовые
      • Резаки метановые
    • Газовые смесители
    • Газовые шланги
    • Газовые вентили
    • Газовые клапаны
    • Газовые бачки
    • Газовые рукава
  • Средства защиты сварщика
    • Сварочные маски
      • Сварочные маски-хамелеон
      • Сварочные маски с подачей воздуха
      • Стекла для сварочных масок
      • Блоки подачи воздуха для сварочных масок
    • Краги сварщика
    • Фартуки сварщика
    • Коврики сварщика
    • Одежда сварщика
    • Полотна сварщика
    • Шторы сварщика
  • Сварочные аксессуары
    • Палатки сварщика
    • Электрододержатели
    • Блоки водяного охлаждения горелки
    • Механизмы подачи проволоки
    • Панели управления для сварочных аппаратов
    • Фаскосниматели
    • Фирменные аксессуары
    • Антипригарные спреи
    • Сварочные тележки
    • Приборы и средства для контроля сварных швов
      • Шаблоны сварщика
      • Радиографическая пленка
    • Оборудование сварочного поста
      • Сварочные столы
    • Клеммы заземления
    • Ролики для сварочных полуавтоматов
    • Пульты дистанционного управления сварочным аппаратом
    • Торцовочные пилы
    • Молотки сварщика
    • Печи для прокалки электродов
    • Магнитные держатели
    • Парные консоли
    • Охлаждающие жидкости
    • Наборы кабелей для сварочных полуавтоматов
    • Наборы для сварки ММА
    • Кабели, кабельные разъемы
    • Вкладыши для сварки полипропиленовых труб
    • Воздушные фильтры
    • Адаптеры для сварочных работ
    • Зажимы заземления
    • Аппараты для заточки вольфрамовых электродов
    • Электроды для контактной сварки
    • Вытяжное и фильтровальное оборудование
  • Генераторы
    • Сварочные генераторы
    • Бензиновые генераторы
    • Дизельные генераторы
    • Газовые генераторы
    • Аксессуары для генераторов
      • Блоки АВР для генераторов
      • Комплекты колес для генераторов
      • Масла для генераторов
      • Силовые удлинители
      • Мультитопливные карбюраторы
    • Мультитопливные генераторы
  • Воздушные компрессоры
    • Поршневые компрессоры
    • Винтовые компрессоры
    • Спиральные компрессоры
    • Осушители сжатого воздуха
      • Рефрижераторные осушители
      • Адсорбционные осушители
    • Фильтры сжатого воздуха
      • Фильтрующие элементы
  • Пуско-зарядные устройства
    • Универсальные пуско-зарядные устройства
    • Пусковые устройства
    • Зарядные устройства
    • Стартовые кабели
    • Пусковые кабели

Сварочный трансформатор — трансформатор, предназначенный для различных видов сварки.

Сварочный трансформатор с регулированием напряжения при помощи изменения величины зазора между катушками

Сварочный трансформатор преобразует напряжение сети (220 или 380 В) в низкое напряжение, а ток из низкого — в высокий, до тысяч ампер.

Сварочный ток регулируется благодаря изменению величины либо индуктивного сопротивления, либо вторичного напряжения трансформатора, что осуществляется посредством секционирования числа витков первичной или вторичной обмотки. Это обеспечивает ступенчатое регулирование тока.

Сварочные трансформаторы классифицируются следующим образом:

  • По количеству обслуживаемых рабочих мест
  • По фазности напряжения в сети: однофазные, трехфазные.
  • По конструкции: с регулировкой вторичного напряжения магнитным рассеянием, регулировкой переключением количества витков, с регулируемым выходным напряжением посредством дросселя насыщения.

Характеристики

К характеристикам сварочных трансформаторов относятся:

  • Коэффициент мощности
  • Напряжение сети
  • Вторичное напряжение
  • Мощность
  • Пределы регулирования тока

Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должна быть не менее 60-65 В; напряжение дуги при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В.

Для сварки переменным током широко применяют однофазные трансформаторы, которые понижают напряжение с 220 В до величины не более 70 В. В промышленности чаще всего используют трехфазные сварочные трансформаторы, где напряжение с 380 В понижается до величины не более 70 В. Бывают и двухфазные (с объединенными в две фазы по 220 в) сварочные трансформаторы, которые понижают напряжение с 380 в до 70 В. Они отличаются между собой только величиной коэффициента преобразования напряжения и тока, вследствие разницы во входных напряжениях и, соответственно, в построении первичной обмотки; в трехфазных есть три первичные обмотки, а в однофазных и двухфазных есть только одна первичная обмотка, только с той разницей, что витков на этой обмотке в двухфазных больше, соответственно с напряжением, в первых 220 В, а во вторых 380 В.

Вольт-амперная характеристика вторичной цепи трансформаторов, должна обеспечивать ведение устойчивого сварочного процесса, учитывает статическую характеристику сварочной дуги.

Наличие индуктивного сопротивления необходимой расчетной величины обеспечивает в трансформаторах стабилизацию дуги и ее восстановление при частой смене полярности переменного тока.

Литература

  1. Источники питания сварочной дуги: Учебник. — М.: Высш. школа, 1982. — 182 с, ил. 40 к.
  2. Алексєєв Е. Д., Мельник В. І. Зварювання в промисловому будівництві. — Стройиздат, 2000. — 377 с.
  3. Альошин Н. П., Щербинский В. Г. Контроль якості зварювальних робіт. — М.: Вища. школа, 2006. — 167 с.
  4. Безпека виробничих процесів/Под ред. С. В. Бєлова — М.: Машинобудування, 1995. — 448 с.
  5. Блінов A. H., Лялін К. В — Організація і виробництво зварювально-монтажних робіт, — М: Стройиздат, 1998. — 343 с.
  6. Думова С. І. Технологія електричного зварювання плавленням. — Л.: Машинобудування, 2007. — 468 с.

Ссылки

Особенности применения и устройства сварочных трансформаторов

С появлением электричества появилась возможность соединять металлические элементы с помощью сварки. Для этого применяются специальные сварочные трансформаторы, работающие от трёхфазного и однофазного напряжения. Однофазные модели предназначены для включения в стандартную бытовую сеть 220 Вольт. А трехфазный сварочный аппарат, чаще всего, применяется в производственных целях, он обладает большой мощностью, габаритами и продолжительной эксплуатацией без перерыва. Однако есть на рынке данной техники и универсальные устройства, которые могут работать и от 220 В, и от 380В. Разумеется, что для разных материалов существует свой индивидуальный процесс сварки, поэтому каждый сварочный агрегат оборудован системой регулировки и точной настройки.

Принцип действия сварочного трансформатора

По принципу действия он не отличается от другого обычного понижающего трансформатора, только вот токи вторичной обмотке уж очень высокие, так как он работает в режиме короткого замыкания. Если закоротить вторичную обмотку обычного трансформатора, то в таком режиме он проработает недолго, так как она быстро перегреется и выйдет из строя. Вторичная обмотка сварочного рассчитана на большие токи, поэтому и выполнена медным проводом большого сечения. Напряжение U2 (на выводах вторичной обмотки) напрямую зависит от количества витков в ней.

Конечно же, мало только уменьшить выходное напряжение, нужно ещё и изменять силу тока. Для этого трансформаторы оборудуются механизмом, раздвигающим обмотки на большее расстояние, тем самым снижая магнитный поток, который, в свою очередь, уменьшает ток во вторичной обмотке.

Устройство и классификация трансформаторов, применяемых в сварочных аппаратах

Любой трансформатор для сваривания металлических различных элементов состоит из:

  1. Магнитопровода;
  2. Изолированную первичную обмотку;
  3. Вторичная обмотка;
  4. Вентилятор, для охлаждения.

В зависимости от сварочных работ происходит и управление процессом сварки,все сварочные агрегаты делятся аппараты переменного и постоянного тока. Конечно же, сам трансформатор не может работать на постоянном токе поэтому сам процесс выпрямления осуществляется после понижения напряжения. Для этого применяются:

  • управляемые тиристоры, которые непросто дают постоянный ток для сварки элементов, но осуществляют изменение силы тока во время этого процесс;
  • неуправляемые вентили диоды, вместе с дросселем.

Назначение сварочного трансформатора

Сварочный понижающий трансформатор является ключевым элементом, создающим дугу во время сварки металлических деталей. Напряжение на выходе этого понижающего устройства, работающего в режиме короткого замыкания, допускается не более 80 Вольт. Для процесса ручной дуговой сварки обязательно нужны электроды. Бытовые трансформаторы для дома выполнены по однофазной схеме обладают небольшими токами при сваривании. Главное, в бытовых условиях также стоит следить и за наличием хорошего контакта в розетке, так как токи в первичной обмотке для квартир и домов тоже очень существенны и не каждая розетка их выдержит.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Такая конструкция считается самой не дорогой, но в то же время обладающей неплохими характеристиками сварки чёрных металлов. Для того чтобы регулировать ток и соответственно дугу во время этого процесса сварочный агрегат оборудован раздвижной системой, увеличивающей расстояние между катушками, а также площадь сердечника. Они из-за своей ценовой категории очень распространены на производстве, особенно в цехах с устаревшим оборудованием. Обладают довольно крупными размерами и зачастую устанавливаются стационарно.

И также как регулятор тока для сварочного аппарата, применяются отдельно расположенные дросселя, который добавляет индуктивности в цепь. Самый простой способ, но самый эффективный, регулировки напряжения и силы тока во время выполнения сварочных работ — это вывод нескольких контактных точек со вторичной обмотки. Кончено же, плавности изменения силы дуги в таком аппарате не получится добиться.

Сварочные трансформаторы постоянного тока

Такие приборы более эффективны для сваривания различных материалов обладают меньшими габаритами и плавным регулированием силы тока. Любой трансформатор не может работать на постоянном токе, это факт.

На рисунке показана простейшая схема такого агрегата, которую можно сделать и своими руками. Она гарантирует стабильные выходные характеристики сварочного тока и дуги, которая является ключевым аспектом любой сварки.

Сварщики знают, что при работе от положительного зажима выделяется больше тепла, чем от отрицательного. Следовательно для разной толщины металла стоит вырабатывать свою методику.

Существуют и новые разработки в этой отрасли так называемые сварочные аппараты инверторного типа. Трансформатор здесь работает на повышенных частотах, что даёт возможность снизить и габариты устройства, его вес, и токи первичной обмотки без последствий для создания качественной дуги.

Сварочный трансформатор ВДМ

Аппараты ВДМ производственного сварочного многопостового выпрямителя, устанавливается зачастую стационарно и предназначен для сварочных постов дуговой электросварки с помощью металлического электрода. Очень часто ВДМ подключаются к трёхфазной сети 380 Вольт. Во взрывоопасной среде, насыщенной пылью разной фракции, или же содержащей едкие газовые пары, разрушающие сталь и изоляцию, эксплуатация строго запрещена. Конструктивно в ВДМ есть возможность регулировать величину тока реостатом и дросселем.

Как рассчитать сварочный трансформатор

Изготовление трансформатора для сварочных работ, который должен быть близок по своим характеристикам к промышленному образцу, нужно проводить стандартными методиками подсчёта. Данная методика подойдет больше бытовому устройству, она содержит оптимальные значения обмоток и минимальные габаритные размеры сердечника.

Существует два вида сердечника:

  1. броневой;
  2. стержневой;
  3. тороидальный (круглый).

При этом стержневые имеют немного большие показания КПД (коэффициента полезного действия) нежели броневые.

Прежде чем приступить непосредственно к расчету сварочного понижающего трансформатора, необходимо определить его мощность, которая зависит от того какая величина тока нужна для его эксплуатации. Наиболее распространенные варианты от 70 до 150 А. Разумно будет брать максимально допустимые токи вторичной обмотки немного выше порядка 180–200 А.

Мощность сварочного трансформатора переменного тока, и аппарата в целом, будет равна:

P = U2 × I2 × cos (φ) / η

где, U2 – напряжение холостого хода сварочного трансформатора рекомендуется от 30 до 60 Вольт, I2 — ток сварки, cos (φ) угол сдвига фаз между током и напряжением. В случае расчета потребляемой мощности cos (φ) можно взять равным 0,8; η- КПД, для данного устройства примерно можно принять равным 0,7.

А также стоит учесть при этом и продолжительность эксплуатации трансформатора, так как, скорее всего, ему пройдется работать не один час.

Pдл = U2 × I2 × (ПР/100)1/2 × 0.001

ПР — это коэффициент длительности работы в смену, рекомендуется порядка 20-30 %;

Намотка сварочного трансформатора

Зачастую намотка производится уже на имеющееся железо и вот формулы примерного числа витков

С обмотками на одном плече (рисунок ниже, а):

N1 = 7440 × U1/(Sиз × I2)

С разнесенными обмотками (рисунок ниже, б):

N1 = 4960 × U1/(Sиз × I2)

Sиз — измеренное сечение магнитопровода (см2)

Такой способ расчета считается упрощённым. Ниже прилагается формула расчета сечения медного провода, которым непосредственно и будет выполнена намотка.

Плотность тока в обмотках берётся из справочника для медного провода J = 2,5 А/мм2. Для сварочного аппарата постоянного тока ВДМ агрегат оборудуется тремя первичными и тремя вторичными обмотками, поэтому расчёт производится инженерами и без квалификации его проблематично соорудить.

Улучшение сварочного трансформатора

Для улучшения нужно сократить слишком большую вторичную обмотку в 3–4 раза, уменьшив в ней напряжение холостого хода до 22–25 вольт, а вот для стабильного и уверенного зажигания дуги, прибавить небольшую слаботочную обмотку с напряжением 80–110 вольт. Переменный ток каждой из обмоток проходит выпрямление на диодных мостах, после чего обмотки подключаются параллельно друг другу.

Но также для усовершенствования и улучшения длительной работы сварочного трансформатора особенно в летнюю жаркую погоду необходимо использовать приточную или же вытяжную вентиляцию.

Все о сварочном трансформаторе

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

Устройство сварочного трансформатора

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

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

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

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

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

Принцип работы сварочного трансформатора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет сварочного трансформатора

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

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

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

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

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

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

Поделись с друзьями 1 0 0 0

На главную

ГЛАВА X

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

§ 44. ОДНОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые. Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику.
Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
В СССР нашли применение трансформаторы обеих групп, а за последние годы преимущественно трансформаторы в однокорпусном исполнении с развитым магнитным рассеянием и с магнитными шунтами.
Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием.
Трансформаторы с отдельным дросселем. Жесткая внешняя характеристика такого трансформатора получается за счет незначительного магнитного рассеяния и малого индуктивного сопротивления обмоток трансформатора. Падающие внешние характеристики создаются дросселем, имеющим большое индуктивное сопротивление.
Технические данные трансформаторов СТЭ-24У и СТЭ-34У с дросселями приведены в табл. 23.

Таблица 23

Технические характеристики сварочных трансформаторов

Продолжение табл. 23

Трансформаторы типа СТН со встроенным дросселем. По этой конструктивной схеме выполнены трансформаторы СТН-500 и СТН-500-1 для ручной дуговой сварки и трансформаторы с дистанционным управлением ТСД-500, ТСД-2000-2, ТСД-1000-3 и ТСД-1000-4 для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом. Технические данные указанных трансформаторов приведены в табл. 23.
Схема конструкции трансформатора типа СТН системы академика В. П. Никитина и его внешние статические характеристики показаны на рис. 58. Магнитное рассеяние и индуктивное сопротивление обмоток (1 и 2) трансформатора невелики, внешняя характеристика жесткая. Падающая характеристика создается за счет реактивиой обмотки 3, создающей индуктивное сопротивление. Верхняя часть магнитопровода является одновременно и частью сердечника дросселя.

Величина сварочного тока регулируется перемещением подвижного пакета 4 (винтовым механизмом с помощью рукоятки 5). Напряжение холостого хода у этих трансформаторов 60 — 70 в, а номинальное рабочее напряжение Uном = 30 в. Несмотря на объединенный магнитопровод, трансформатор и дроссель работают независимо друг от друга. В электротехническом отношении трансформаторы типа СТН не отличаются от трансформаторов с отдельными дросселями типа стэ.
Для автоматической и полуавтоматической сварки применяют трансформаторы типа ТСД. Общий вид конструкции трансформатора ТСД-1000-3 и его электрическая схема показаны на рис. 59 и 60.

Трансформаторы типа ТСД имеют повышенное напряжение холостого хода (78 — 85 в), необходимое для стабильного возбуждения и горения сварочной дуги при автоматической сварке под флюсом.
Падающая внешняя характеристика трансформатора создается реактивной обмоткой 4. Трансформатор типа ТСД имеет специальный электропривод для дистанционного регулирования сварочного тока. Для включения приводного синхронного трехфазного электродвигателя ДП с понижающим червячным редуктором служат два магнитных пускателя ПМБ и ПММ, управляемые кнопками. Перемещение подвижной части пакета магнитопровода ограничивается конечными выключателями ВКБ и ВКМ.
Трансформаторы снабжены фильтрами для подавления радиопомех. Кроме применения для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, трансформаторы ТСД-1000-3 и ТСД-2000-2 применяются в качестве источника питания для термической обработки сварных соединений из легированных и низколегированных сталей.
Трансформаторы с развитым магнитным рассеянием. Трансформаторы типа ТС и ТСК представляют собой передвижные понижающие трансформаторы стержневого типа с повышенной индуктивностью рассеяния. Они предназначены для ручной дуговой сварки и наплавки, могут применяться для сварки под флюсом тонкими проволоками. В трансформаторах типа ТСК параллельно первичной обмотке подключен конденсатор для повышения коэффициента мощности.
Трансформаторы типа ТС, ТСК не имеют подвижных сердечников, склонных к вибрации, поэтому они работают почти бесшумно. Регулирование сварочного тока осуществляется изменением расстояния между подвижной I и неподвижной II катушками (рис. 61, в). При удалении подвижной катушки от неподвижной увеличиваются магнитные потоки рассеяния и индуктивное сопротивление обмоток. Каждому положению подвижной катушки соответствует своя внешняя характеристика. Чем дальше находятся друг от друга катушки, тем большее число магнитных силовых линий будет замыкаться через воздушные пространства, не захватывая второй обмотки, и тем круче будет внешняя характеристика. Напряжение холостого хода в трансформаторах этого типа при сдвинутых катушках на 1,5 — 2 в больше номинального значения (60 — 65 в).

Конструкция трансформатора ТС-500 и внешние вольт-амперные характеристики показаны на рис. 61,а,б. Технические данные трансформаторов ТС и ТСК приведены в табл. 23.
Трансформаторы с магнитными шунтами типа СТАН, ОСТА и СТШ.
Разработанные Институтом электросварки имени Е. О. Патона сварочные трансформаторы типа СТШ-500 (А-760) имеют высокие эксплуатационные показатели и большой срок службы по сравнению с трансформаторами типа ТС, ТСК, ТД.
Трансформатор СТШ стержневого типа, однофазный, выполнен в однокорпусном исполнении и предназначен для питания электрической сварочной дуги переменным током частотой 50 гц при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов. На рис. 62 показана схема трансформатора СТШ-500.

Магнитопровод (сердечник трансформатора) изготовляется из электротехнической стали Э42 толщиной 0,5 мм. Стальные листы соединяют изолированными шпильками.
Катушки первичной обмотки трансформатора выполнены из изолированного алюминиевого провода прямоугольного сечения, а вторичной — из голой алюминиевой шины, между витками которой прокладывают асбестовые прокладки, предназначенные для изоляции витков от короткого замыкания.
Регулятор тока состоит из двух подвижных магнитных шунтов, расположенных в окне магнитопровода. Вращением винта по часовой стрелке шунты раздвигаются, а против часовой — сдвигаются, происходит плавное регулирование сварочного тока. Чем меньше расстояние между шунтами, тем меньше сварочный ток, и наоборот. Шунты изготовляют из той же электротехнической стали, что и мапштопровод.
Для снижения помех радиоприемным устройствам, возникающих при сварке, применяют емкостный фильтр из двух конденсаторов типа КБГ-И. Конденсаторы смонтированы на стороне высокого напряжения.
В настоящее время создан ряд новых переносных источников питания сварочной дуги переменным током — малогабаритные трансформаторы. Примерами таких трансформаторов являются, например, монтажные трансформаторы ТМ-300-П, ТСП 1 и ТСП-2.
Монтажный трансформатор ТМ-300-П предназначен для питания сварочной дуги при однопостовой дуговой сварке на монтажных, строительных и ремонтных работах. Трансформатор обеспечивает крутопадающую внешнюю характеристику (с отношением тока короткого замыкания к току номинального рабочего режима 1,2 — 1,3) и ступенчатое регулирование сварочного тока, что позволяет выполнять сварку электродами диаметром 3, 4 и 5 мм. Он однокорпусной, имеет малый вес и удобен для транспортирования. Трансформатор ТМ-300-П имеет разделенные обмотки, что позволяет получать значительное индуктивное сопротивление для создания падающих внешних характеристик. Магнитопровод стержневого типа набирается из холоднокатаной текстурированной стали Э310, Э320, Э330 толщиной 0,35 — 0,5 мм. Электрическая схема трансформатора приведена на рис. 63.

Первичная обмотка состоит из двух катушек одинакового размера, полностью размещенных на одном стержне магнитопровода. Вторичная обмотка также состоит из двух катушек, из которых одна — основная — размещается на стержне магнитопровода вместе с первичной обмоткой, а вторая — реактивная — имеет три отпайки и размещается на другом стержне магнитопровода.
Реактивная вторичная обмотка значительно удалена от первичной обмотки и имеет большие потоки рассеяния, определяющие повышенное индуктивное ее сопротивление. Величина сварочного тока регулируется переключением числа витков реактивной обмотки. Такое регулирование тока позволяет увеличить напряжение холостого хода при малых токах, обеспечивая условия для устойчивого горения сварочной дуги.
Первичную обмотку выполняют из медного провода с изоляцией, а вторичную обмотку наматывают шинкой. Обмотки пропитывают кремнийорганическим лаком ФГ-9, что позволяет повышать температуру их нагрева до 200° С. Магнитопровод с обмотками размещается на тележке с двумя колесами. Для сварки в монтажных условиях электродами диаметром 3 и 4 мм применяют облегченный трансформатор ТСП-1. Трансформатор рассчитан на кратковременную работу при коэффициенте загрузки поста менее 0,5 и электродах диаметром до 4 мм. Электрическая схема и внешние характеристики такого трансформатора показаны на рис. 64. Вследствие большого расстояния между первичной обмоткой А и вторичной обмоткой Б образуются значительные потоки магнитного рассеяния. Падение напряжения за счет индуктивного сопротивления обмоток обеспечивает крутопадающие внешние характеристики.

Регулирование сварочного тока ступенчатое, как и у сварочного трансформатора ТМ-300-П.
Для уменьшения веса конструкция трансформатора выполнена из высококачественных материалов — магнитопровод — из холоднокатаной стали, а обмотки — из алюминиевых проводов с теплостойкой стеклянной изоляцией.
Технические данные трансформатора ТСП-1 приведены в табл. 23.
Для сварки в монтажных условиях выпускаются также малогабаритные облегченные сварочные трансформаторы СТШ-250 с плавным регулированием сварочного тока, разработанные Институтом электросварки имени Е. О. Патона, и ТСП-2, разработанные Всесоюзным научно-исследовательским институтом электросварочного оборудования. Основные технические данные этих трансформаторов приведены в табл. 24.

Таблица 24

Технические характнристики трансформаторов СТШ-250 и ТСП-2

Параметры

Тип сварочного трансформатора

СТШ-250

ТСП-2

Номинальный сварочный ток, а
Пределы регулирования сварочного тока, а
Номинальный режим работы, ПР%
Напряжение холостого хода, в
Напряжение питающей сети, в
Потребляемая мощность, квт
габариты, мм
Вес, кГ

250
80-260
20
60
380
16,5
430X340X425
40

300
90-300
20
62
380 или 220
11,5
510X370X590
65

Для выполнения сварочных работ на различной высоте в монтажных условиях создан специальный сварочный трансформатор ТД-304 на салазках, оборудованный дистанционным регулированием сварочного тока непосредственно с рабочего места электросварщика. Основные технические данные такого трансформатора в сравнении с трансформатором ТС-300 приведены в табл. 25.

Таблица 25

Технические характеристики трансформаторов ТД-304 и ТС-300

Параметры

Тип трансформатора

ТД-304

ТС-300

Номинальная величина сварочного тока, а
Номинальный режим работы, ПР%
Пределы регулировки сварочного тока, а
Номинальное напряжение, в
Первичное напряжение, в
Вес, кГ

300
50
60-350
35
220,380
137

300
60
110-385
30
220,380
180

предыдущая страница оглавление следующая страница

Сварочные генераторы, преобразователи

Все трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием являются однофазными понижающими. Их технические данные приведены в табл. 7

Трансформаторы СТЭ-24-У и СТЭ-34-У (фиг. 21) предназначены для ручной дуговой сварки; они изготовляются двухкорпусными. Подвижная часть магнитопровода при регулировании тока перемещается вручную с помощью винтового устройства и поджимается к неподвижной части (для уменьшения вибрации) с помощью пружин.

Таблица 7. Технические данные трансформаторов с нормальным рассеянием (с дополнительной реактивной катушкой)

Тип трансформатора (регулятора)

Вторичное напряжение в в

Номинальный режим работы ПР% ,

Номинальный сварочный ток в а

Пределы регулирования сварочного тока в а

Габариты трансформатора (регулятора) в мм

Вес

трансформатора

(регулятора) в кг

Примечание

высота

длина

ширина

СТЭ-24-У (РСТЭ-24-У)

60—65

100—500

660(545)

690(594)

370(320)

130(92)

Выпускается

СТЭ-34-У (РСТЭ-34-9)

60—65

150—700

660(545)

690(594)

370(320)

160(100)

Выпускается

СТН-350

80—450

Выпускается

СТН-500

150—700

Выпускается

СТН-500-1

150—700

Выпускается

СТН-700

200—900

Не выпускается

ТСД-500

200—600

Выпускается

ТСД-1000-3

69— 78

400—1200

Выпускается

ТСД-2000-2

77— 85

800—2200

Выпускается

СТ-1000

57— 76

300—1200

Не выпускается

СТ-2000

80—109

600—2000

Не выпускается

До выпуска трансформаторов СТЭ-24-У и СТЭ-34-У долгое время выпускались аналогичные им по мощности, схеме и конструкции трансформаторы СТЭ-24 и СТЭ-34, а еще ранее —трансформаторы СТЭ-23 и СТЭ-32.

Трансформаторы типа СТН также предназначены для ручной дуговой сварки. Они имеют однокорпусное исполнение, соответствующее схеме на фиг. 19. Подвижная часть магнитопровода при регулировании тока перемещается так же, как у трансформаторов типа СТЭ. На фиг, 22 приведен внешний вид трансформатора СТН-500.

Фиг.21.Внешний вид трансформатора СТЭ-24 и регулятора РСТЭ-24

Трансформаторы типа ТСД и СТ предназначены для автоматической дуговой сварки. Они, как и трансформаторы СТН, так же имеют однокорпусное исполнение. Однако у трансформаторов ТСД и СТ подвижная часть магнитопровода перемещается не вручную, а с помощью специального винтового механизма с приводом от трехфазного электродвигателя (фиг. 23). Управление механизмом при регулировании тока — дистанционное, с помощью кнопок, смонтированных на трансформаторе и на пульте управления автомата.

Все рассматриваемые здесь трансформаторы и регуляторы снабжены колесами для удобства их перемещения.

Трансформаторы с фазовым управлением. Принципиальная схема и регулирование режима в тиристорном трансформаторе

Тиристорным трансформатором (рисунок 3.5) принято называть ком­бинацию собственно трансформатора Т и полупроводникового регуля­тора V1, V2 с системой управления. Трансформатор Т служит для по­нижения сетевого напряжения до необходимого при сварке, иногда также используется для получения необходимой внешней характеристики и регулирования режима. Но обычно две последние функции –формирование характеристики и настройка режима — выполняются тиристорным регулятором. Фазовое управление, отличающее тиристорный трансформатор от ранее рассмотренных трансформаторов с амплитудным регулированием, осуществляется именно полупровод­никовым регулятором.

Регулятор может устанавливаться как в первичной, так и во вторич­ной цепи трансформатора, поэтому его коммутирующие элементы V1 и V2 должны иметь достаточную мощность. В этом качестве чаще все­го используются силовые управляемые вентили—тиристоры. В состав регулятора входят также блок фазового управления (БФУ), формирую­щий импульсные сигналы для включения тиристоров, и блок задания (БЗ), с помощью которого настраивают необходимое значение тока или напряжения.

Рисунок 3.5 – Тиристорный трансформатор: принципиальная схема (а), осциллограммы для трансформатора с нормальным (б) и увеличенным (в) рассеянием

При высоком коэффициенте усиления тиристоров фазовое управле­ние трансформатором выполняется с помощью блоков БФУ и БЗ, со­бранных из слаботочных электрических элементов. Это придает источ­нику множество ценных свойств. При электрическом регулировании у трансформатора отсутствуют подвижные части, уменьшаются размеры регулировочных устройств, легко осуществляется дистанционное и про­граммное управление режимом, формируются любые внешние характе­ристики, обеспечивается снижение напряжения до безопасного при дли­тельном холостом ходе.

Принцип фазового управления проанализируем при работе транс­форматора с нормальным рассеянием на линейную активную нагрузку (см. рисунок 3.5). Здесь регулятор включен в цепь вторичной обмотки и имеет два встречно-параллельно соединенных тиристора. При таком соединении один из тиристоров проводит ток в одну сторону, другой — в другую. Поэтому, хотя по каждому тиристору идет выпрямленный ток, в цепи дуги он переменный (рисунок 3.5, б). Предположим, что в первом полупериоде ток может пропускать тиристор V1, анод которого соединен с нижним зажимом трансформатора. Однако тиристор начнет пропу­скать ток не с момента t0, а с задержкой на электрический угол αв мо­мент t1, когда на его управляющий электрод придет сигнал на отпирание от БФУ. Выключается тиристор только при исчезновении положитель­ного потенциала на его аноде, т.е. в момент t2. Во втором полупериоде с такой же задержкой на угол αв момент t3 включается тиристор V2,выключится он в момент t4.

С увеличением угла управления αинтервал проводимости тиристо­ра λ, сократится, и вместе с ним уменьшится напряжение на выходе ти­ристорного трансформатора Uи и сварочный ток I2:

Фазовое регулирование режима в тиристорном трансформаторе заключается в изменении угла включения тиристоров, в результа­те чего изменяется часть напряжения трансформатора, подаваемая на нагрузку.

Импульсная стабилизация (рисунок 3.7), как метод повышения устой­чивости горения дуги, наиболее распространена. Кроме основного транс­форматора Т1здесь имеется еще импульсный Т2с коэффициентом трансформации около 1. При включении любого из тиристоров V1 или V2по первичной цепи трансформатора Т2проходит кратковременный импульс зарядного тока конденсатора С1, который наводит во вторичной обмотке Т2стабилизирующий импульс тока iи. Достаточный для надеж­ного повторного зажигания импульс напряжения при холостом ходе до­стигает 500 В, а при нагрузке может иметь амплитуду тока 100 А при длительности до 0,1 мс. Поскольку момент подачи импульса совпадает с моментом включения очередного тиристора, цепь импульсной стаби­лизации не нуждается в отдельной системе управления.

Рисунок 3.7 – Принципиальная схема (а) и осциллограммы (б) тиристорного трансформатора с импульсной стабилизацией

Искусственные внешние характеристики формируются за счет об­ратных связей по току и напряжению. Для получения крутопадающих внешних характеристик тиристорный трансформатор дополняют систе­мой автоматического регулирования с отрицательной обратной связью по току (рисунок 3.8). Датчик тока ДТ формирует сигнал, пропорциональный фактическому сварочному току U= kI. Этот сигнал сопоставляется в блоке сравнения БС с сигналом Uдт-Uзтблока БЗ, пропорциональным заданному значению тока. Разность двух сигналов подается в блок фазового управления БФУ и воздействует на угол управ­ления тиристоров а, а затем с помощью тиристорного блока ТБ и на на­пряжение источника. Например, при увеличении I2 угол α возрастает, что приводит к уменьшению напряжения источника Uи:

Рисунок 3.8 – Блок-схема тиристорного трансформатора
с отрицательной обратной связью по току

Необходимые внешние характеристики формируются в тиристорном трансформаторе естественным образом — в зависимости от индуктивного сопротивления трансформатора, и искусственно — с помощью обратных связей по току и напряжению, вводимых в тиристорный регулятор.

Формирование внешних характеристик в тиристорном выпрямителе

Необходимые (жесткие или крутопадающие) внешние характери­стики в тиристорном выпрямителе могут быть сформированы как есте­ственным, так и искусственным способом.

Естественные внешние характеристики имеют наклон, зависящий от сопротивления трансформатора. На рисунок 2.23, б была показана осцил­лограмма напряжения тиристорного выпрямителя при малом сопротив­лении трансформатора. Перейдем теперь к более сложному случаю, когда сопротивление фазы трансформатора X≠0. В этом случае необходимо учитывать затянутую коммутацию, при анализе работы неуправляемых вентилей. На рисунок 2.23, в показана осциллограмма напряжения при затянутой коммутации вентилей. Как и на рисунок 2.23, б, в интервале Θ0—Θ2 в первой группе обмоток рабо­тает вентиль V5, потери напряжения иz в интервале Θ0—Θ2 вызваны задержкой включения тиристора V1 на угол α. С момента Θ2 включает­ся вентиль V1, но вентиль V5 в отличие от процессов, показанных на рисунок 2.23, б, не отключается, а продолжает работать благодаря энергии, запасенной в индуктивности обмотки С1. Поэтому в интервале у комму­тации от Θ2—Θ3 одновременно работают вентили V5 и VI, и на на­грузку от первой группы обмоток подается напряжение, равное полу­сумме потенциалов (uс1+ uа1)/2,а отнюдь не потенциал uа1, как было показано на рисунок 2.23, б. Напомним, что во второй группе обмоток в те­чение всего интервала Θ0—Θ3 работает обмотка В2 с вентилем V6. Таким образом, в тиристорном выпрямителе, как и в диодном, возможен 2-й (двух- трехвентильный) режим работы, т.е. попеременная работа вентилей то по два (V5 и V6 в интервале Θ0—Θ2), то по три (V5, V6 и V1 в интервале Θ2—Θ3). При увеличении сварочного тока Iд, которое вызовет затяжку коммутации γ до 60°, выпрямитель перейдет в 3-й (трехвентильный) режим работы.

Итак, затянутая коммутация приводит к дополнительным потерям напряжения их (рисунок 2.23, е). При увеличении сварочного тока Iдинтер­вал коммутации γ и потери Ux возрастают, а выпрямленное напряже­ние UB снижается, как и в случае с диодным выпрямителем:

Следовательно, естественная внешняя характеристика тиристорно­го выпрямителя при X≠0 — падающая.

Необходимый тип естественной внешней характеристики ти­ристорного выпрямителя задается конструкцией трансформато­ра. Жесткие характеристики получаются при использовании трансформатора с нормальным рассеянием, кругопадающие — трансформатора с увеличенным рассеянием.

При нагрузке вступает в работу уравнительный дроссель участок 1. Поскольку реальный трансформатор с нормальным рассе­янием имеет небольшое, но все же заметное сопротивление фазы X≠0, то обычно выпрямитель работает во 2-м (двух-трехвентильном) режи­ме и имеет естественно пологопадающую характеристику 2 (рисунок 2.24, а).

Рисунок 2.24 – Естественные жесткие (а) и крутопадающие (б) внешние характеристики тиристорных выпрямителей

При большом сопротивлении трансформатора внешняя характеристика на участке 3получается крутопадающей (рисунок 2.24, б) при этом выпрямитель работает в 3-м режиме.

Искусственные внешние характеристики формируются за счет об­ратных связей. В этом случае выпрямитель нужно представить как зам­кнутую систему автоматического регулирования тока или напряжения (рисунок 2.25). На приведенной функциональной схеме толстой линией выделены элементы, обязательные для любого тиристорного выпрямителя. В силовой части схемы напряжение сети преобразуется трансформа­тором с нормальным рассеянием и после выпрямления тиристорным блоком и сглаживания фильтром подается на дугу. В слаботочной час­ти блок задания БЗ формирует сигнал задания тока Uзт или напряжения Uзн, а блок фазового управления БФУ передает его к тиристорному бло­ку, формируя импульсы управления. Для создания системы автомати­ческого регулирования с цепями обратных связей необходимы, кроме того, датчики выпрямленного напряжения и тока, датчик сетевого на­пряжения, а также блок сравнения БС сигнала задания с сигналом дат­чика. В конкретной конструкции может быть как одна из показанных пунктирной линией обратных связей, так и несколько.

ДНС – датчик напряжения сети; Т – трансформатор; ТБ – Тиристорный блок; ДН – датчик напряжения; ДТ – датчик тока; Ф – фильтр; БЗТ – Блок задания тока; БЗН – Блок задания напряжения; БС – Блок сравнения; БФУ – Блок фазового управления.

Рисунок 2.25 – Блок-схема тиристорного выпрямителя с обратными связями

Рассмотрим действие системы автоматического регулирования на­пряжения в выпрямителе с жесткими (пологопадающими) характери­стиками. Выпрямленное сварочное напряжение Uв сравнивается в БС с заданным Uзн, и их разность Uзн-Uввоздействует через БФУ на угол управления α тиристоров. Если при снижении напряжения в сети или увеличении нагрузки выпрямленное напряжение понизится, то угол управления уменьшится, в результате чего выпрямленное напряжение возрастет почти до исходной величины:

Таким образом, выпрямленное напряжение стабилизируется, т.е. остается постоянным, независимым от колебаний нагрузки и напряже­ния сети. На рисунок 2.26, а тонкими линиями показаны естественные пологопадающие, а толстыми — полученные из них искусственные жест­кие внешние характеристики, положение которых зависит только от значений заданного напряжения Uзт. Иногда ограничиваются стабили­зацией только при колебаниях напряжения сети, в этом случае сигнал задания Uзн сопоставляется с сетевым напряжением Uс.

Для получения крутопадающей внешней характеристики использу­ют действие отрицательной обратной связи по току, когда сигнал зада­ния Uзт сопоставляется с напряжением Uдт датчика, пропорциональным сварочному току Iд. При введении отрицательной обратной связи с ро­стом тока угол управления тиристоров возрастает, что приводит к сни­жению выпрямленного напряжения:

На рисунок 2.26, б показано, как из естественных пологопадающих (тон­кие линии) формируются искусственные крутопадающие характеристи­ки (толстые линии).

Рисунок 2.26 – Внешние характеристики тиристорного выпрямителя, полученные за счет обратных связей

При введении положительной обратной связи по току можно полу­чить пологовозрастающие, так называемые оптимизированные, вне­шние характеристики (рисунок 2.26, в). Они полезны при механизированной сварке в углекислом газе, поскольку при любом режиме обеспечивают оптимальное соотношение между сварочным током и напряжением Uд=18+0,04Iд, соответствующее минимальному разбрызгиванию электродного металла.

Искусственные внешние характеристики в тиристорном выпрямителе получаются благодаря обратным связям по напряжению или току. Стабилизация напряжения при жестких внешних характеристиках достигается введением отрицательной обратной связи по сварочному или сетевому напряжению. Крутопадающую характеристику обеспечивает введение отрицательной обратной связи по току.

admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *