Сравнение бытового сварочного трансформатора с инвертором. Сварочный трансформаторный аппарат
Сварочный трансформатор - устройство, принцип работы и виды
Из всевозможных видов промышленного оборудования самым распространенным является сварочный трансформатор. Такой аппарат состоит из нескольких ключевых узлов и способен создавать ток, дуга которого плавит сталь, и соединяет стороны изделия в единый шов. Оборудование делится на несколько видов по сложности исполнения конструкции, а также способности выдавать необходимую величину напряжения. В чем заключается принцип действия сварочного трансформатора и его устройство? Какие физические процессы происходят внутри аппарата? Чем одни изделия могут отличаться от других? Материал статьи и видео сполна осветят эти вопросы.
Устройство сварочного трансформатора
Чтобы осуществлять плавление металла электрической дугой, необходимо изменить параметры тока, потребляемого от сети. В аппарате он модернизируется так, что напряжение понижается (V), а сила тока возрастает (А). Сварка металла этим оборудованием возможна благодаря несложным комплектующим, входящим в его конструкцию. Большинство моделей включают в себя:
- магнитопровод;
- стационарную первичную обмотку из изолированного провода;
- движущуюся вторичную обмотку, часто без изоляции, для улучшения теплоотдачи;
- вертикальный винт с лентовидной резьбой;
- ходовую гайку винта и крепление к обмотке;
- рукоятку для вращения винта;
- зажимы для вывода и крепления проводов;
- корпус с жалюзи для охлаждения.
Некоторые сварочные трансформаторы переменного тока содержат дополнительное оборудование, совершенствующее их работу, о котором будет описано ниже в разделе схем.
Устройство сварочного трансформатора предусматривает магнитопровод. Сердечник не влияет на силу тока, а лишь способствует образованию магнитного поля. Для этого используется пакет пластин из специальной стали. Их поверхность покрывается оксидной изоляцией. Некоторые модели лакируются. Если бы сердечник был из сплошного металла, то вихревые токи (токи Фуко), получаемые из-за действия магнитного потока, снижали бы индукцию поля. За счет наборных составляющих сердечник не образует сплошной проводник, что снижает влияние токов Фуко.
Для более тихой работы пластины сердечника важно стягивать потуже. Слабое соединение ведет к вибрации составляющих благодаря прохождению переменного тока с частотой 50 Гц. Но даже плотное стягивание не устраняет всего шума, поэтому любой расчет сварочного трансформатора подразумевает гул, что слышно на видео по его работе.
Принцип работы сварочного трансформатора
Аппарат, состоящий из вышеописанных элементов, работает по следующему принципу:
- Напряжение из сети подается на первичную обмотку, в которой образуется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике устройства.
- После этого напряжение передается на вторичную катушку.
- Магнитопровод, созданный из ферромагнитных материалов, размещая на себе обе обмотки, создает магнитное поле. Индуцирующий магнитный поток образовывает в обмотках переменные электродвижущие силы (ЭДС).
- Разница в количестве витков катушек позволяет изменять ток с необходимыми для сварки значениями V и А. По этим показателя происходит расчет сварочного трансформатора.
Существует прямая взаимосвязь между количеством витков вторичной обмотки и получаемым напряжением. При необходимости повысить исходящий ток, вторичную катушку наматывают в большем количестве. Трансформатор для сварки относится к понижающему типу, поэтому число витков вторичной обмотки у него значительно меньше, чем на первичной.
Устройство и принцип действия сварочного трансформатора призвано и регулировать силу исходящего тока, путем изменения расстояния между первичной и вторичной катушками. Именно для этого и предусмотрена движущаяся часть конструкции. На некоторых видео хорошо заметно, что вращение рукоятки и сведение катушек друг к другу приводит к увеличению сварочного тока. Обратное вращение и разведение обмоток способствует понижению силы тока. Это происходит за счет изменения магнитного сопротивления, вследствие чего и возможна быстрая регулировка напряжения, позволяющая подбирать сварочный ток в зависимости от толщины стали и положения шва.
Холостой ход
Сварочный трансформатор имеет два режима работы: под нагрузкой и холостой. Во время выполнения шва, вторичная обмотка замыкается между электродом и изделием. Мощный сварочный ток позволяет плавить металл и образовывать надежное соединение. Но когда сварка окончена, вторичная цепь размыкается. И аппарат переходит в режим холостого хода.
Электродвижущие силы в первичной катушке имеют двойное происхождение. Первые образуются из-за рабочего магнитного потока, а вторые путем рассеяния. Эти ЭДС создаются ответвляясь от основного потока в магнитопроводе, и замыкаясь между витками катушки по воздуху. Именно они и образуют величину холостого тока.
Холостой ход должен быть безопасным для жизни сварщика и ограничиваться 48 V. некоторые модели имею допустимое значение в 60-70 V. Если ЭДС от потока рассеивания превышают эти значения, то устанавливается автоматический ограничитель этого значения. Он должен срабатывать менее чем через секунду после разрыва цепи и прекращения сварки. Для дополнительной защиты сварщика корпус аппарата всегда заземляется, чтобы возникшее напряжение на кожухе, из-за повреждения изоляции первичной обмотки, миновало человеческое тело и уходило в землю.
Схема сварочного трансформатора и ее модификации
Кроме стандартных устройств для изменения тока, сварочный трансформатор может содержать некоторые совершенствующие узлы. Схемы данного оборудования могут быть дополнены:
- несколькими вторичными обмотками;
- конденсаторами;
- импульсными стабилизаторами;
- тиристорными фазорегуляторами.
Дополнительно, в схему трансформатора добавляется сопротивление, предназначенное для продолжения регулировки силы тока там, где разведение обмоток не дает нужного результата. Это востребовано при работе с тонким металлом или очень мощными моделями оборудования. Сопротивление может быть в виде отдельного корпуса с набором контакторов, задающих определенное значение Ом, через которое будет проходить ток от вторичной обмотки, либо обычной пружиной из высокоуглеродистой стали, прикрепляемой к кабелю массы.
Расчет сварочного трансформатора
Для разных видов сварки необходимы трансформаторы разной мощности. Основной расчет производится на основании разности витков обмотки между первичной и вторичной катушками. Для понижающих устройств действует правило, что если исходящее напряжение необходимо понизить в 10 ил 100 раз, то и количество витков на вторичной катушке должно быть меньше в 10 или 100. Это значение имеет погрешность в 3%. Это же правило действует и в обратную сторону.
Каждое устройство подобного типа имеет свой коэффициент трансформации. Это значение (n) показывает масштабирование силы тока при переходе от первичного (i1) во вторичный (i2). Расчет таков: n = i1/i2. Исходя из этого можно создать устройство подходящее под конкретные виды сварки.
Отличия и разновидности оборудования
Виды сварочных трансформаторов разделяются по рабочему предназначению. Они различаются по:
- Весу и размеру. От компактных с ремнем для плеча, до больших, перемещаемых на колесиках или тельфером
- Выдаваемому напряжению холостого хода от 48 V до 70 V.
- Силе тока от 50 до 400 А. На крупных производственных предприятиях встречаются модели с показателем 1000А.
- Потребляемого тока и количеству фаз — 220-380V. Одно и трехфазные версии.
- Импульсной подаче тока или непрерывной.
- Возможности работы с разными диаметрами электродов, от 2 до 6 мм.
Трансформаторная сварка — простой способ получить крепкое соединение. Она хорошо подойдет для монтажа заборов, сварки труб, создании стеллажей и каркасов беседок. Издаваемый гул от аппарата и треск сварочной дуги вносят некоторый дискомфорт от использования устройства.
Сварочные трансформаторы отличаются ценовой доступностью в магазинах и легкостью схемы сборки в домашних условиях. Их принцип действия несложен, а работа аппарата на видео помогает понять основы обращения с агрегатом. Качество шва сохраняется на высоком уровне, поэтому они широко применяются в быту и промышленной сфере.
Поделись с друзьями
2
0
1
1
svarkalegko.com
Сварочный трансформатор - 105 фото разновидностей трансформаторных аппаратов
В наше время сварочное дело перестало быть уделом избранных. Сейчас сварочное оборудование можно встретить не только на производстве, но и в дачных домовладениях. Самыми популярными считаются трансформаторные аппараты переменного тока.
Краткое содержимое статьи:
Конструкционное решение трансформаторного оборудования
Устройство сварочного трансформатора достаточно простое – это пара обмоток, намотанных на сердечник. Одна из них первичная, а вторая – вторичная.
Принцип работы аппарата трансформаторного типа состоит в понижении входящего напряжения. Сила тока при этом может составлять порядка 700А, что позволяет осуществлять сварку металлических конструкций. Такой принцип действия характерен для всех разновидностей трансформаторного оборудования.
Хотя сегодня, при использовании современных разработок и технологий удалось добиться создания более идеальных и эргономичных вариаций трансформаторов.
Разновидности трансформаторных аппаратов
Все сварочные трансформаторы принято делить на три вида, у каждого из которых свои сильные и слабые стороны. Выбирая аппарат для сварки трансформаторного типа, нужно знать, чем одна разновидность отличается от другой.
Как показывают фото сварочных трансформаторов, они могут быть:
- С минимальным и нормальным магнитным рассеиванием.
- С повышенным магнитным рассеиванием.
- Тиристорными.
Технические характеристики
Независимо от типа для каждого трансформатора характерен набор конкретных характеристик, определяющих эффективность и качество его работы, а также удобство эксплуатации. Выбирая агрегат, нужно знать, что означает каждая характеристика сварочного трансформатора.
Маркировка. Это первое, на что надо обратить внимание. Маркировка – это зашифрованная запись базовых параметров. Первая буква обозначает источник питания, вторая указывает на тип сварочных работ, а третья – на метод. Четвёртая и пятая – это тип внешней характеристики и число постов.
Значение номинальной силы электрического тока – это 1 или 2 цифры, округлённые до десятых или сотых. Два или одно последних цифровых обозначения – это регистрационный номер.
Далее буквами обозначается допустимые температурные условия. Цифра в конце указывает на уместное расположение. I- значит допустима работа устройства на улице, II – под навесом, III – в неотапливаемой комнате, IV – в помещении с отоплением.
Диапазон регулировки тока. Это одна из главных характеристик любого трансформаторного устройства. Первое, что она обозначает — это то, что регулирование тока возможно, а второе – это наибольшую возможную величину силы тока. Все вместе указывает на возможность применять электроды разных размеров.
Диаметр электрода. Зависит от силы тока оборудования.
Напряжение в электросети. Данная характеристика показывает, какое напряжение обязано быть в сети, чтобы трансформатор нормально работал.
Номинальный ток сварки и рабочее напряжение. Эти параметры очень важны. Номинальный ток – это наибольший показатель тока, который может выдать агрегат. А номинальное напряжение — напряжение, требуемое для того, чтобы сварочная дуга была в устойчивом состоянии.
Продолжительность включения. Это время, которое аппарат трансформаторного типа может находиться в режиме сварки. Данный показатель не оказывает особого влияния на выбор сварочного оборудования.
Потребляемая мощность. Обозначает количество энергии, требуемой для 1 часа работы агрегата. Предпочтительнее остановить выбор на устройстве с минимальным параметром мощности потребления.
КПД. Чем больше данное значение, тем лучше.
Напряжение холостого хода. Оно отвечает за сварочную дугу. Чем оно выше, тем проще создаётся дуга.
Число рабочих мест. Это число человек, которые могут одновременно заниматься сваркой от данного устройства.
Система охлаждения.
Вес и габариты сварочного аппарата.
Начинающему малоопытному сварщику достаточно непросто выбрать подходящую модель сварочного трансформатора, ведь типов аппаратов для сварки довольно много. Поэтому, чтобы сделать правильный выбор, важно знать значение каждой технической характеристики. Если у вас возникли трудности, то лучше обратиться за советом к профессионалу.
Фото сварочного трансформатора
Инструменты из раздела:
zdesinstrument.ru
Сварочный трансформатор в аппарате для дуговой сварки: применение, характеристики и обслуживание
Известный многим трансформатор для дуговой сварки по своей сути является преобразователем сетевого напряжения. Он увеличивает переменный ток до величины, обеспечивающей условия получения дугового разряда.
Достичь этого удаётся за счёт понижения питающего напряжения до некоторого значения, что по правилу трансформации позволяет во столько же раз увеличить ток в нагрузочной цепочке. В основе действия трансформатора положен закон электромагнитной индукции.
Принцип работы преобразователя
Для лучшего понимания принципа действия устройства желательно детально ознакомиться с особенностями его конструкции, а также с тем, какие типы сварочных трансформаторов чаще всего применяются на практике. Не будет лишним и внимательное изучение возможности самостоятельного изготовления таких агрегатов.
Назначение сварочного трансформатора состоит в понижении сетевого напряжения до 50-60 Вольт, что позволяет получать значительный по величине ток во вторичной обмотке (прядка тысячи ампер).
Реализации этого принципа способствуют конструктивные особенности трансформаторного устройства. Оно состоит из мощного сердечника с размещёнными на нём двумя рабочими обмотками (катушками).
Имеющиеся на сердечнике катушки электрически изолированы одна от другой, но пронизываются общими силовыми линиями магнитного поля (то есть, связаны за счёт электромагнитного эффекта).
При включении трансформатора в сеть в первичной обмотке появляется небольшой по величине ток, формирующий электромагнитное поле, распространяющее своё действие и на вторичную катушку.
Согласно закону сохранения энергии при преобразовании сетевого напряжения мощность тока в катушке с меньшим количеством витков остаётся той же.
По причине того, что во вторичной обмотке сварочного трансформатора действует меньшее по амплитуде переменное напряжение – на выходе удаётся получить больший по величине нагрузочный ток. Следует напомнить, что мощность равна току, умноженному на напряжение.
Способ управления током в нагрузке
Известные виды сварочных трансформаторов классифицируются по мощности преобразовательного устройства, фазности его подключения и способу управления величиной переменного тока в нагрузке. Мощность и фазность относятся к типовым характеристикам электрооборудования и не нуждаются в специальных пояснениях.
Гораздо больший интерес представляет последний показатель, имеющий принципиальное значение для понимания сути происходящих в трансформаторе процессов. Особенностью конструкции трансформатора для сварочного аппарата является возможность изменять величину тока во вторичной цепи, меняя при этом условия проведения сварки.
Различные варианты исполнения вторичных цепей сварочного трансформатора предусматривают возможность регулировки тока в нагрузке следующими способами:
- изменением импеданса (индуктивного сопротивления) нагрузочной цепи;
- переключением цепей вторичной обмотки с изменением задействованного числа витков;
- за счёт использования принципа фазного регулирования, реализуемого с помощью мощных тиристорных переключателей.
Гораздо реже используется подвижная конструкция вторичной обмотки, благодаря которой удаётся управлять величиной магнитного потока.
Вследствие разнообразия вариантов преобразовательных изделий, при выборе в первую очередь ориентируются на тип регулятора тока сварочного трансформатора.
Так, оснащённые тиристорным блоком преобразователи хоть и считаются более совершенными в сравнении с электромеханическими моделями, однако из-за сложности конструкции они могут чаще выходить из строя.
Самостоятельное изготовление
Перед самостоятельной сборкой сварочного трансформатора, эксплуатация которого возможна в домашних условиях, необходимо вкратце ознакомиться с рядом требований, предъявляемых к этому устройству.
Расчет самодельного устройства
Согласно схемному решению, к вторичной обмотке трансформатора подключаются две толстые медные шины, ответные концы которых подсоединяется к электродному держателю и свариваемой заготовке. За счёт этих подключений образуется замкнутая цепь для сварочного тока, обеспечивающая получение дугового разряда, необходимого для сварки.
Помимо этого необходимо предусмотреть возможность работы самодельного сварочного трансформатора в режиме перегрузок, что требует тщательного расчёта его основных параметров (эти показатели рекомендуется выбирать с небольшим запасом). Чтобы рассчитать трансформатор, нужно определить вначале его требуемую мощность, затем количество витков на первой и второй обмотках.
Расчеты нельзя назвать простыми. В их основу должны быть заложены данные по обмоточным проводам и выбору их сечения, обеспечивающие соответствие входных и выходных параметров заданным характеристикам.
Также следует побеспокоиться о вспомогательных приспособлениях, облегчающих намотку (и перемотку, в случае необходимости) первичной катушки сварочного трансформатора с большим количеством витков.
Использование СВЧ
В отдельных случаях в качестве преобразователя напряжения может использоваться трансформатор от пришедшей в негодность СВЧ печи (микроволновки), в котором достаточно будет заменить лишь вторичную обмотку.
Для самостоятельного изготовления лучше всего выбрать простейший агрегат без встроенной автоматики, в основу применения которого заложено выполнение основных рабочих функций. С таким аппаратом будет проще работать, да и ремонт его в случае необходимости можно произвести без излишних затрат нервов и времени.
Неприхотливость в обслуживании и ремонте изделий этого класса объясняется простотой их конструктивного решения, позволяющей быстро найти пришедшую в негодность деталь и заменить её исправной.
При самостоятельном изготовлении трансформатора следует учитывать и возможность обустройства на его основе сварочного инвертора, получаемого после добавления к трансформатору импульсного модуля.
Относительная сложность конструкции этого устройства полностью компенсируется его лучшими техническими показателями, оказывающими существенное влияние на рабочие параметры сварочной дуги.
Промышленные образцы
Промышленные образцы трансформаторного оборудования представлены на отечественном рынке изделиями под заводским обозначением ТД и ТДМ. Популярностью отечественного покупателя пользуются модели марки ТДМ с величинами сварочного тока 315, 400 и 500 Ампер соответственно.
Данные по потребляемой мощности для этих образцов сварочного оборудования, рассчитанных на работу от сетей 220 и 380 Вольт, колеблются в пределах от 30 до 160 киловатт Ампер.
Особого внимания заслуживает и такой показатель эффективности работы трансформаторного устройства как его внешняя характеристика, представляющая собой зависимость действующего на выходе напряжения от нагрузочного тока.
Её крутизной определяется качество и стабильность образующейся при сварке дуги, а также её взаимосвязанность с действующими токовыми показателями.
Специалисты по сварке рекомендуют при покупке готового оборудования отдавать предпочтение агрегатам с резко падающей выходной (внешней) характеристикой.
При этом для обеспечения оптимальных условий текущего процесса желательно, чтобы характеристика приобретаемого аппарата имела общие точки с аналогичной зависимостью для сварочной дуги.
Серия промышленных аппаратов ТД относится к исключительно однофазной и многопостовой разновидности агрегатов трансформаторного типа. В большинстве конструкций этого класса предусматривается подвижная вторичная обмотка со специальным регулятором тока.
Современные образцы однофазного оборудования, помимо этого оснащаются специальным электролитическим элементом, предназначенным для компенсации индуктивных потерь в проводах (так называемым «конденсатором мощности»).
Как обслуживать
Трансформатор является самым простым и доступным вариантом преобразовательного оборудования, техническое обслуживание которого в домашних условиях занимает минимум сил и времени.
При работе надо следить, чтобы сварочный ток не превышал предельного значения, а обмотки не перегревались. Обслуживание также заключается в смазке механизма регулировки (это можно делать раз в месяц).
Следует проверять надежность контактов, целостность изоляции, подключение заземления сварочного трансформатора, не допускать его загрязнения. Можно продувать устройство струей сухого воздуха, сметающего пыль.
Если сварочный трансформатор стоит на открытой площадке, то надо защитить его от влаги. Вообще излишняя влажность и механические повреждения могут вывести его из строя. Но это относится к большинству электрического оборудования.
При выполнении основных правил эксплуатации, трансформатор прослужит много лет. С его помощью можно будет выполнить большую часть бытовых работ с достаточно высоким качеством получаемых сварочных соединений.
svaring.com
Сварочные трансформаторы: принцип действия, конструкция
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:
- Магнитопровода;
- Изолированную первичную обмотку;
- Вторичная обмотка;
- 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:
- броневой;
- стержневой;
- 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.
amperof.ru
Бытовой сварочный трансформатор или инвертор – какой аппарат лучше
Бытовой сварочный аппарат становится неотъемлемым атрибутом домашних мастерских в частных домах, гаражах и на дачах. При выборе конкретного экземпляра у многих возникает один и тот же вопрос, какой сварочный аппарат лучше?
До недавнего времени, возможность сделать выбор практически отсутствовала. Рыночный сегмент оборудования для бытового использования был пуст. В настоящее время вниманию покупателя представлены модели различных ценовых диапазонов, способные выполнять множество функций.
Среди них можно найти бытовой сварочный трансформатор и малогабаритный инвертор.
Конструкция
Наряду со сварочными трансформаторами появились представители нового поколения сварочной техники – бытовые инверторные преобразователи. В связи с этим, покупатель задумывается, инвертор или трансформатор лучше выбирать.
Чтобы справиться с этой задачей, надо рассмотреть, что представляют собой бытовые устройства и какими особенностями обладают.
Конструктивно прибор выполнен как обычный понижающий двухобмоточный трансформатор. В однофазном исполнении обмотка высокого напряжения включается в сеть 220 Вольт.
Обмотка низкого напряжения рассчитана на протекание значительного сварочного тока, в режиме холостого хода ее напряжение составляет порядка 48 Вольт.
Сварка таким трансформатором ведется только на переменном токе. Однофазное выпрямление не обеспечивает устойчивого горения дуги ввиду существенных пульсаций вторичного напряжения.
Следует упомянуть о сварочных трансформаторах в трехфазном исполнении. В основной массе, это большие аппараты для профессионального использования, но имеются компактные варианты исполнения, пригодные для бытовых нужд при наличии соответствующего питания.
Бытовые сварочные трехфазные трансформаторы оснащены диодными выпрямительными мостами и обеспечивают на выходе качественное выпрямленное напряжение для сварки на постоянном токе.
Способы регулирования тока
Регулирование тока сварки трансформатора может быть осуществлено тремя путями. Самый простой – использование изменяемого балластного сопротивления из высокоомного материала.
Другой способ заключается в изменении магнитного потока магнитопровода. Реализуется этот вариант путем изменения положения обмоток трансформатора, регулирования воздушного зазора в магнитопроводе или введения магнитного шунта.
Это требует внесения конструкционных изменений в магнитную систему трансформатора для обеспечения подвижности обмоток или частей магнитопровода.
Третий способ управления током заключается в том, что во вторичную цепь трансформатора встраивается электронный (чаще всего тиристорный) регулятор.
В его основе – фазовый метод управления электронными ключами, то есть тиристоры открыты в течение некоторой регулируемой части периода, обеспечивая заданное среднее значение тока сварки.
Особенности способов управления
Каждый из способов управления током имеет свои особенности. Применение балласта не влечет за собой усложнение схемы трансформатора, следовательно, не снижает ее надежность.
Регулирование осуществляется в самых широких пределах, при этом, не изменяется напряжение холостого хода, что обеспечивает надежное зажигание дуги. К недостаткам можно отнести только некоторую громоздкость оборудования, так как сопротивление выполнено в виде отдельного блока.
Регулирование магнитного потока применяется редко ввиду существенного усложнения конструкции и снижения надежности за счет наличия движущихся частей магнитопровода.
Электронный способ более распространен, и с развитием электронной промышленности стоимость компонентов снижается. Этот способ обеспечивает наиболее удобное управление (достаточно повернуть ручку потенциометра на лицевой панели), но все же, он сопряжен с усложнением схемы.
Кроме этого, диапазон изменения сварочного тока ограничен, так как при фазовом управлении, регулирование среднего значения тока достигается изменением соотношения времени открытого и закрытого состояния ключа. В случае, когда значительную часть периода ключ закрыт, устойчивость зажигания и горения дуги снижается.
Не упомянут еще один, четвертый способ, заключающийся в переключении отпаек вторичной обмотки. В схемах лучших сварочных трансформаторов он не применяется ввиду усложнения конструкции вторичной обмотки, дискретности регулирования и малого его диапазона.
Последнее обусловлено изменением напряжения вторичной обмотки, значительное снижение которого уменьшает устойчивость зажигания дуги.
Инверторные аппараты
Изобретение инверторной технологии сварочных преобразователей без преувеличения можно назвать революционным событием. Работает сварочный аппарат следующим образом.
Входное напряжение (220 Вольт) выпрямляется диодным мостом и поступает на вход инвертора. Инвертор, построенный на мощных IGBT-транзисторах, преобразует постоянное напряжение в переменное с частотой, достигающей нескольких десятков килогерц. Затем, высокочастотное напряжение трансформируется до необходимого уровня и вновь выпрямляясь, поступает на сварочный электрод.
Может возникнуть вопрос, каков смысл в этой цепочке преобразований? Ведь, если в традиционном сварочном аппарате преобразование сводится к трансформации (плюс выпрямление для трехфазных аппаратов постоянного тока), здесь происходит выпрямление, инвертирование, трансформация, и вновь выпрямление.
Секрет кроется в свойствах токов высокой частоты. Дело в том, что с увеличением частоты, резко снижается площадь магнитопровода трансформатора при той же мощности.
Кроме этого, уменьшаются величины емкости фильтровых конденсаторов. Эти факторы позволили создать бытовой аппарат, который можно переносить на плечевом ремне, выполняющий сварку токами, доступными трансформаторам, которые весят несколько десятков килограммов.
Кроме этого, выпрямленный ток, содержащий пульсации высокой частоты, генерируемый инверторным аппаратом, позволяет работать с электродами любого типа, которые предназначены как для переменного, так и для постоянного тока.
Сравнение и выбор
Подытоживая, необходимо рассмотреть основные преимущества бытовых сварочных аппаратов двух типов.
Итак, бытовые сварочные трансформаторы превосходят бытовые инверторные аппараты по следующим показателям:
- простота и надежность конструкции;
- сравнительно невысокие квалификационные требования к персоналу, осуществляющему ремонт;
- невысокая стоимость ремонта;
- сравнительно невысокая цена самого аппарата.
В свою очередь, бытовой инвертор лидирует по компактности и легкости, обеспечивающей его высокую мобильность. Качество работы на постоянном токе очень высокое, даже при питании от домашней бытовой розетки. У бытовых инверторов высокий КПД и наличие дополнительных функций.
Таким образом, сварочный бытовой трансформатор больше подходит для тех, кому мобильность устройства не важна, а классическая, проверенная десятилетиями схема ближе по духу.
Бытовой сварочный инвертор незаменим, когда его нужно часто возить с собой. Например, на дачу, где даже при отсутствии электроэнергии, его можно подключить к переносному электрическому генератору.
svaring.com
Чем отличается сварочный аппарат от инвертора?
При необходимости самостоятельного проведения сварочных работ возникает вопрос: какого типа сварочный аппарат приобрести. Сварка — это создание неразъёмных соединений между свариваемыми частями на уровне атомов. Сварное соединение является одним из самых прочных и поэтому применяется довольно часто.
При электросварке нагрев и плавление металла происходит за счёт образования электрической дуги между торцевой частью электрода и свариваемой поверхностью. Источники образования и поддержания дуги делятся на несколько типов:
- Трансформаторные.
- Инверторные.
- Выпрямители.
- Сварочные агрегаты на основе двигателя внутреннего сгорания.
Рассмотрим два типа, нашедших наиболее широкое применение: сварочный аппарат на основе трансформатора и инверторный источник электрической дуги.
Трансформаторный сварочный аппарат
Это самый простой из сварочных аппаратов, использующий переменный ток сети. Работает за счёт трансформатора, который регулирует напряжение сети до сварочного. Трансформаторные или индукционные сварочные аппараты имеют деление по следующим признакам:
- Мощность (чем больше сила сварочного тока, тем более толстый металл возможно обрабатывать).
- Количество постов, то есть рабочих мест (сколько человек одновременно могут работать).
- Напряжение (однофазная или трёхфазная сеть).
Преимуществом его является более простая и надёжная конструкция, невысокая стоимость, высокая ремонтопригодность.
Трансформаторный сварочный аппарат
К недостаткам относят зависимость дуги от скачков напряжения сети, большой вес и габаритные размеры, сильный нагрев во время проведения работ.
Что такое инвертор?
Инверторный сварочный аппарат или просто инвертор — один из источников энергии для электродуговой сварки, в основе которого лежит использование тока высокой частоты. Его работа осуществляется за счёт силовой электроники и небольшого трансформатора.
Инверторный сварочный аппарат
Достоинствами его признано низкое энергопотребление, компактность, небольшой вес и размеры, достаточно высокое качество шва.
К отрицательным сторонам инвертора можно отнести относительно высокую стоимость, боязнь влаги, пыли и низких температур (характерно для бюджетных моделей), чувствительность к скачкам напряжения, дорогостоящий ремонт.
Что общего у инвертора и трансформаторного сварочного аппарата
Сходство этих аппаратов в их назначении — образование и поддержание электрической дуги. Но есть ещё некоторые моменты, которые их объединяют:
- Рассматриваемые аппараты объединяет наличие трансформатора, но разного размера. За счёт предварительного получения тока высокой частоты, в инверторах нет необходимости в использовании больших трансформаторов. Для получения тока 160 А нужен трансформатор весом 0,25 кг. Для получения такого же тока в индуктивных аппаратов необходим трансформатор весом 18-20 кг.
- Возможность плавной регулировки тока. Трансформаторные аппараты имеют такую возможность благодаря изменению величины воздушного зазора в магнитопроводе.
- Питание аппаратов осуществляется от бытовой (220В) или промышленной (380В) сети.
- У большинства сварочных аппаратов есть защита от короткого замыкания.
Чем отличаются инверторный и трансформаторный источник электрической дуги
- Габариты и вес сварочного аппарата трансформаторного типа больше, чем у инвертора. Промышленные образцы могут весить более ста килограммов.
- Принцип действия. В инверторе переменный ток сети преобразуется первичным выпрямителем в постоянный, затем снова в переменный ток высокой частоты и далее снова происходит изменение на постоянный на вторичном выпрямителе. У сварочных аппаратов трансформаторного типа сила тока изменяется за счёт изменения положения магнитопровода, то есть сердечника понижающего трансформатора или включения в цепь разного количества витков обмоток.
- Инвертор имеет более устойчивую дугу, благодаря стабильности сварочного тока, что влияет на качество шва.
- Разница в конструкции. Инвертор более сложный и может оснащаться следующими дополнительными функциями: HOT START – увеличение начального тока для улучшения поджига сварочной дуги. ARC FORCE — увеличение сварочного тока для ускорения процесса плавления и препятствия залипанию, то есть происходит форсирование дуги. ANTI-STICK – снижение тока при залипании электрода для увеличения времени на его отрыв и защиты от перегрузки.
- Процесс обучения работе на трансформаторе более сложный и трудоёмкий. Однако, освоив эти навыки, без труда можно работать на инверторе.
- Инвертор выдаёт постоянный ток, трансформатор работает на переменном с частотой бытовой электросети 50 Гц.
- Коэффициент мощности инвертора наибольший из всего сварочного оборудования, а КПД превышает трансформаторные аналоги на 20-30%.
- Широкий диапазон изменения тока сварки.
- Инвертор имеет такой показатель как коэффициент прерывистости работы (КП). Он определяет время непрерывной работы на максимальном сварочном токе. То есть, если КП равен 50%, то после 10 минут работы ему требуется 5 минут на охлаждение. К трансформаторному сварочному аппарату такие требования не предъявляются.
- Возможность использования электродов, предназначенных как для постоянного, так и для переменного тока.
На сегодняшний день на рынке довольно широкий выбор оборудования для сварки различных производителей. Выбор сварочного аппарата следует производить исходя из задач, которые с его помощью предстоит выполнять.
vchemraznica.ru
Сварочный трансформатор: расчет, устройство и схема
Для выполнения электродуговой сварки необходим определенный набор оборудования, в него входит сварочный трансформатор. На рынке существуют производственные и бытовые аппараты, они различаются техническими характеристиками.
Трансформатор для электродуговой сварки
Главная задача трансформатора –преобразование подаваемого электричества до требуемых параметров.
Взаимодействие компонентов входящих в состав сварочного трансформатора, в результате, приводит генерации сварной дуги, которая располагается между рабочим инструментом и заготовкой.
Устройство сварочного трансформатора и характеристики
Для возникновения дуги, обеспечивающей разогрев и расплавление кромок заготовки, требуется изменить характеристики электричества подаваемого из сети.Сварочный трансформатор преобразует поступающее электричество следующим образом:
- напряжение снижает;
- силу тока поднимает.
В преобразовании электричества принимают участие следующие узлы:
Устройство сварочного трансформатора
- магнитопровод;
- первая обмотка, собираемая из изолированного кабеля;
- перемещающейся второй обмотки. Ее выполняют из провода без изоляции, это необходимо для повышения тепловой отдачи;
- винтовая пара;
- штурвал для управления винтовой парой;
- клеммники для сварных кабелей.
В состав сварочных агрегатов включают дополнительные компоненты, которые предназначены для совершенствования их работы.
Устройство пускового механизма
Пусковое устройство включает в свой состав – магнитопровод, две обмотки и клеммы. Переключатели изменяют напряжение и общее число обмоток подключаемых к выпрямителю. В первичную цепь устанавливают регулятор, собранный на основе полупроводников (тиристоров). Вторая обмотка, подключаемая к выпрямительному мосту, обеспечивает подачу двух уровней изменяемого напряжения.
Устройство пускового механизма трансформатора
Для работы пускового устройства требуется напряжение в 220 В. Ток лежит в диапазоне от 0 до 120 А, а напряжение достигает 70 В случае самостоятельного изготовления устройства, за основу принимают стержневой трансформатор, на его первой обмотке накручено 230 витков, на второй 32. Пульт управления полупроводниками монтируют над дросселем. Для охлаждения всей системы используют принудительную вентиляцию.
Устройство магнитопровода
Ключевыми деталями магнитопровода, являются пластинки или листы, произведенные из электромагнитной стали. К конструктивным деталям относят крепеж, корпус и пр. Магнитопроводы сварочных трансформаторов разделяют на стержневые и броневые. В устройствах стержневого типа все сегменты магнитной цепи обладают одинаковым сечением. В магнитопроводах броневого типа полным сечением обладает только средний стержень, на который устанавливают обмотки.
Виды магнитопроводов трансформатора
Сечения остальных участков магнитной цепи почти в два раза меньше. По ним происходит замыкание магнитного потока. На участках магнитопровода имеющего Т-образную форму, каждый имеет свое сечение. При этом его размер составляет в три раза меньший размер, чем собственно сам стержень. По каждому из участков происходит замыкание третьей части потока.Пластины, входящие в пакеты покрывают специальным составом, который называют оксидной изоляцией.Принцип работы сварочного трансформатораАппаратура для сварки работает по алгоритму:
- Питание подается на первую обмотку. В ней генерируется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике.
- Затем питание направляется на вторую обмотку.
- Магнитопровод, который собран из ферромагнитов, генерирует постоянное магнитное поле. Индуцирующий поток производит ЭДС.
- Разность в числе витков допускает колебание тока с требуемыми для выполнения сварки параметрами. Эти же показатели учитывают при расчетах аппаратуры для сварки.
Существует связь числа витков на второй катушке и напряжением на выходе. То есть для повышения тока количество витков необходимо увеличить. Но так как, сварочный трансформатор – это понижающий тип, то число витков на второй обмотке будет ниже, чем на первой.Устройство и принцип действия сварочного трансформатора обеспечивает настройку величины тока. Этого достигают уменьшая или увеличивая пространство между катушками.Для этого в сварочном оборудовании установлены движущиеся компоненты. Расстояние между обмотками изменяет сопротивление и это дает возможность выбирать именно тот ток, который нужен для сварки.
Холостой ход
Аппаратура для сварки работает в двух режимах – рабочем и холостом. Во время сварки вторая обмотка замыкается между рабочим инструментом и деталью. Ток расплавляет кромки заготовок и в результате получается надежное соединение деталей. После того, как сварщик закончит работы, цепь прерывается и трансформатор переключается на холостой ход.ЭДС в первой обмотке появляются из-за наличия:
- магнитного потока;
- его рассеивания.
Холостой ход трансформатора
Эти силы отпочковываются от направления потока в магнитопроводе и замыкаются между катушками в воздухе. Именно эти силы и являются основой работы в холостую.Работа на холостом ходу не должна представлять опасность для рабочего — сварщика и окружающих людей. То есть оно не должно быть больше чем 46 В. Но отдельные модели сварочного оборудования, имеют большие значения, например, 60 – 70 В. В этом случае в конструкции сварочного устройства устанавливают ограничитель параметров холостого хода. Скорость его срабатывания не превышает одну секунду с момента разрыва цепи и окончания работы. В целях дополнительной защиты сварщика, корпус трансформатора необходимо заземлять.
Это позволяет напряжению, которое может появиться на корпусе в результате повреждения изоляции, уйти в землю, не нанеся ни какого вреда рабочему – сварщику.
Схема сварочного трансформатора и ее модификации
Аппаратура для сварки состоит из:
- трансформатора;
- приборы для изменения размера тока.
Для розжига и поддержания дуги необходимо обеспечить наличие индуктивного сопротивления второй обмотки.Подъем индуктивного сопротивления ведет к тому, что изменяется наклон статистических параметров источника энергии. В результате приводит к постоянству всей системы «источник тока – дуга».
Электрическая схема сварочного трансформатора типа ТДМ
У сварочных аппаратов, работающих под нагрузкой, количество мощности в разы больше, чем потери, которые они несут при работе в холостую.
Сварочная аппаратура с шунтом
Настройка рассеивания магнитного поля осуществляется переменой геометрических параметров пространства между составными частями магнитопровода. В виду того, что магнитная проницаемость железа выше чем у воздуха то придвижении шунта изменяется сопротивление потока, который проходит по воздуху. Если шунт введен целиком, то индуктивное сопротивление определяется, зазорами между ним и элементами магнитопровода.
Сварочная аппаратура с шунтом
Трансформаторы этого типа изготавливают для решения производственных задач.
Сварочные трансформаторы с секционными обмотками
Такая аппаратура производилось в ХХ века для решения производственных и бытовых задач. В них реализовано несколько степеней настройки количества витков в обеих катушках.
Секционная обмотка трансформатора
Тиристорные сварочные трансформаторы
Для настройки напряжения и тока применяют фазовый сдвиг тиристора. При этом происходит изменение среднего значения напряжения.
Для работы однофазной сети нужны два тиристора, включенных навстречу друг другу. Причем их настройка должно быть синхронной и симметричной. Трансформаторы на основании полупроводников (тиристоров) обладают жесткой статической характеристикой. Ее регулировка производится по напряжению при помощи тиристоров.
Тиристоры хороши для настойки напряжения и тока в электрических цепях переменного характера, дело в том, что закрытие происходит при изменении полярности.
В схемах с постоянным током для закрытия тиристоров применяют резонансные схемы. Но это сложно, дорого и накладывает определенные сложности на возможность регулирования.
Тиристорные сварочные трансформаторы
В полупроводниковых трансформаторах тиристоры монтируют в первой обмотке, тому есть две причины:
- Вторичные токи в сварочных источниках значительно больше, чем предельный ток тиристоров, он достигает 800 А.
- Высокий КПД так как потери на падении напряжения в открытых вентилях в первой обмотке в отношении рабочего ниже в несколько раз.
В современных устройствах используют обмотки из алюминия, для повышения надежности конструкции к ним на концах приварены медные накладки.
Отличия и разновидности оборудования
На производстве применяют следующие виды сварочных аппаратов:
Разновидности сварочного оборудования
- трансформаторы;
- выпрямители;
- инверторы.
Ещё выделяют:
- полуавтоматы;
- генераторы — сварочные аппараты с бензиновым или дизельным электрогенератором;
- и прочие промышленные аппараты.
Сварочные трансформаторы
Так называют устройство, которое предназначено для преобразования переменного тока получаемого из сети в напряжение необходимо для выполнения электрической сварки.
Сварочный трансформатор
Ключевым узлом этого устройства является трансформатор, который понижает сетевое напряжение до уровня холостого хода.
Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов
К несомненным преимуществам этого оборудования относят довольной высокий КПД от 70 до 90%, простоту работы и высокую ремонтопригодность. Кроме этого аппараты этого класса отличает невысокая стоимость.Вместе с тем, аппараты этого типа иногда не в состоянии обеспечить постоянство горения дуги. Это обусловлено характеристиками переменного тока. Для получения качественной сварки целесообразно применять электроды, адаптированные для работы с переменным током. Кроме того, на качестве сварки отрицательно сказываются и колебания напряжения на входе.
Аппараты этого типа нельзя применять для работы с нержавейкой и цветными металлами. Высокий вес аппарата и его габариты вызывают ряд сложностей при его транспортировке с места на место.Но надо отметить, что сварочный трансформатор – это не плохой выбор для домашних нужд.
Сварочные выпрямители
Аппаратура, которое преобразует переменное напряжение, поступающее из сети питания в постоянное, необходимое для выполнения электросварочных работ.На практике применяют несколько схем выпрямителей, в которых реализованы разные методы получения выходных параметров напряжения и тока. Применяют разные способы регулировки параметров тока и вольт-амперной характеристики.
Сварочные выпрямители
В эти способы входят:Изменение настроек трансформатора, применение дросселя, настройка с помощью полупроводников (тиристоров и транзисторов). В самых простых аппаратах для регулирования тока применяют трансформатор, а для его выпрямления диодные схемы. В силовую часть такого оборудования входят трансформатор, выпрямитель, дроссель.
Достоинства и недостатки сварочных выпрямителей
Главное достоинство выпрямителей, если сравнивать их с трансформаторами, заключено в том что, для сварки применяют постоянный ток. Это обеспечивает качество розжига и поддержания параметров дуги и это соответственно приводит к качеству сварного шва. Применение выпрямителя позволяет сваривать не только обыкновенные стали, но обрабатывать нержавейку и цветные металлы. Кроме того, надо учесть и то, что сваривание с применением выпрямителя обеспечивает малое количество брызг.
По сути, описанные достоинства дают однозначный ответ на вопрос – какой аппарат выбрать трансформатор или выпрямитель, но разумеется нельзя забывать и стоимости этого оборудования.Выпрямители имеют и отдельные недочеты – большой вес конструкции, потеря мощности, падение напряжения в сети во время проведения сварочных работ. Кстати, все сказанное в полной мере относится и к трансформаторам.
Сварочные инверторы
Аппаратура этого типа предназначено для преобразования постоянного тока в переменный. Инвертор работает следующим образом. Ток, с частотой в 50 Гц, попадает на выпрямитель. На нем он, пройдя, через фильтр сглаживается и преобразуется в переменный. Частота такого тока оставляет несколько килогерц. Современные схемы позволяют получать ток с частотой 100 Гц. Этот этап преобразования, является самым важным в работе инвертора и это позволяет добиться существенных преимуществ в сравнении с другими моделями сварочного оборудования.
После этого, полученное высокочастотное напряжение роняют до значения холостого хода. А ток вырастает до размеров достаточных для выполнения сварочных работ, то есть до величины 100 – 200 А.Схема инвертора и комплектующие используемые в работе позволяют создавать сварочные аппараты с малым весом и высокими техническими характеристиками.Предприятия – производители выпускают аппараты для выполнения сварки:
- в ручном режиме;
- неплавящимся электродом в аргонной среде;
- в полуавтоматическом режиме под защитой газов и многие другие.
К несомненным достоинствам этого класса оборудования можно отнести – малый вес и габариты. Это позволяет передвигать инвертор на строительной или производственной площадке без особых сложностей.В составе инвертора нет трансформатора и это позволило избежать потерь на нагрев обмоток и перемагничивания сердечника и получить высокий КПД. При сварке электродом в диаметр 3 мм, от сети потребляется все 4 кВт мощности, показатель сварочного трансформатора или выпрямителя составляет 6 – 7 кВт.
Схема инверторного сварочного аппарата
Схемы применяемые в инверторах позволяют генерировать практически все параметры вольт-амперных характеристик – это говорит о том, что аппараты этого типа допустимы для применения во всех видах сварочных работ. Кроме того, инверторы обеспечивают работу с легированными, нержавеющими сталями и цветными металлами.
Инверторная схема не нуждается в частых и длительных перерывах в работе.
Конструкция инвертора позволяет выполнять плавную регулировку режимов сварки во всем диапазоне токов и напряжений, необходимых для выполнения сварочных работ. Инвертор обладает широким диапазоном токов от нескольких единиц до сотен тысяч. В быту применяют аппараты, которые позволяют варить металл относительно тонкими электродами до 3 мм. Применение аппаратов такого уровня позволяет формировать шов в различных положениях и обеспечить минимальное количество брызг расплавленного металла, возникающих при сварочных работах.
Инверторные сварочные аппараты
Инверторные сварочные аппараты, производимые в наши дни, по большей части имеют микропроцессорное управление. Оно позволяет:
- обеспечить рост тока при розжиге дуги;
- минимизировать залипание электрода и детали и еще ряд функций облегчающих работу сварщика.
После выполнения сварки с помощью трансформатора или выпрямителя, работа с инвертором может с полным основанием считаться праздником.Между тем инверторы обладают рядом недостатков. В частности, ремонт инвертора может обойтись в копеечку. Кроме того, у аппаратов инверторного типа повышенные требования к условиям хранения. Это обусловлено тем что, в инверторах содержится много элементов микроэлектроники.
На что обращать внимание при выборе
Надо понимать, что выбор сварочного оборудования это непростая задача и решают ее в несколько этапов.
- Необходимо знать марку свариваемых материалов и вид требуемого шва. Так, для обработки стали или нержавейки достаточно аппарата обеспечивающего ручную дуговую сварку. Для сварки обыкновенной стали можно использовать аппараты с переменным и постоянным током. Для работы с нержавеющей сталью необходимо использовать аппараты постоянного тока. Рабочие характеристики сварочного трансформатора позволяют работать с разными материалами.
- В зависимости от размера тока, аппараты в 200 А, относят к бытовым, а в 300 к профессиональным.
- В зависимости от типа работы – полуавтоматы, обладающие сложной конструкцией и довольно высокой стоимостью, показывают высокую производительность и простоту в управлении.
- Инверторы обладают малыми габаритами и весом и широкой возможностью настроек.
- Немаловажное значение имеет место выполнения работ, в частности, климатические условия.
- Само собой, принимая решение о выборе аппарата необходимо обращать внимание на компанию – производителя.
Возможные неисправности и ремонт
Сварочная аппаратура, как и любое техническое устройство, всегда может выйти из строя. Существуют некоторые признаки, по которым можно определить возникшие неисправности.
Возможные неисправности
Например, при проведении сварки, постоянно происходит залипание электрода. Это может быть вызвано низким напряжением, неправильной настройкой тока, неправильным выбором электрода и рядом других причин.Отсутствие дуги может быть вызвано перебитым кабелем, перегревом сварочного оборудования и множеством других причин.
Для ремонта сварочного трансформатора необходимо обладать определенными знаниями, то есть необходимо умение читать принципиальные электрические схемы и навык выполнения электромонтажных работ. Именно поэтому имеет смысл при возникновении неисправностей обращаться в мастерскую по их ремонту и обслуживанию.
Как правильно смонтировать трансформатор
Сварочную аппаратуру необходимо надежно заземлить. Для облегчения жизни, на трансформаторов устанавливают специальные болтовые зажимы с сопроводительной надписью «ЗЕМЛЯ».Классификация по различным признакамСварочная аппаратура классифицируется по следующим признакам – по фазам, по применяемости.На практике применяют одно и трехфазные сварочные аппараты. Однофазные аппараты, по большей части применяют для выполнения сварочных работ переменным током. Трехфазные применяют на строительных и производственных.
К однофазным относятся аппараты марки ТД. По сути, это трансформаторы с хорошим магнитным рассеиванием и перемещающимися обмотками. Их снабжают механическими регуляторами, выполненными в виде винтовых.Трехфазные аппараты применяют для сварки трехфазной дугой. Такой способ повышает производительность сварки, позволяет экономить электроэнергии, производит выравнивание нагрузки между фазами.
Трехфазный сварочный трансформатор
Трехфазные аппараты применяют для организации многопостовой сварки. В частности, использование такого оборудования позволяет использовать как минимум два электрода одновременно. В конструкцию аппарата вносят некритичные изменения. Такое применение аппаратуры позволяет поднять экономический эффект от сварочных работ.
Устройство сварочного трансформатора ТДМ
Трансформатор ТДМ включает в свой состав следующие части:
Устройство сварочного трансформатора ТДМ
- металлический корпус;
- клеммы для сварочных;
- штурвал для настройки аппарата;
- магнитопровод;
- первая обмотка;
- вторая обмотка;
- винтовую пару для перемещения частей обмоток.
Принцип работы трансформатора ТДМ
Как уже отмечалось в конструкцию аппарата ТДМ входит магнитопровод, представленный в виде набор стальных пластин и изолированных обмоток. Ток, подаваемый из сети электропитания, попадает на первичную обмотку. В это время вторая обмотка, которая является перемещаемой, должна быть подключена к сварочному электроду и обрабатываемой деталью.
Между обмотками существует зазор, который и определяет параметры сварочного тока и напряжения. Чем больше размер зазора, тем больше сварочный ток. Это достигается за счет рассеивания магнитного поля.
Сварочный трансформатор своими руками
Для изготовления сварочного аппарата своими руками надо понимать его базовые принципы работ. Первым делом необходимо определиться с параметром мощности тока. Для сварки массивных заготовок будет востребована высокая мощность генерируемого тока.
Кроме того, нельзя забывать и о том, что этот параметр жестко связан с тем, какие электроды будут использоваться во время работы. Для работы с металлом от 3 до 5 мм, необходимо использовать электроды 3 – 4 мм. Если толщина металла менее 2 мм, то вполне достаточно электродов 1,5 – 3 мм.
Другими словами, если планируется использование электродов толщиной 4 мм, то сила тока должна составлять 150 – 200 А, а электроды в 2 мм, сила тока должна составлять 50 – 70 А.Дуга формируется за счет использования трансформатора, состоящего из обмоток и магнитопровода.
Расчет сварочного трансформатора
У каждого типа сварки свои требования к трансформационным устройствам. Базовый расчет выполняют на основании разности количества витков на первичной и вторичной обмотке. Для понижающего оборудования работает следующее правило – если существует необходимость снижения напряжения в 10 раз, то количество витков на вторичной обмотке должно быть в 10 раз меньше. Надо отметить, что это правило имеет обратную силу.
У каждого трансформатора имеется так называемый коэффициент трансформации. Он показывает размер масштаба силы тока при переходе с первичной обмотки на вторичную. Руководствуясь этим принципом можно выполнить расчет сварочного трансформатора пригодного для любого типа сварки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
