Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы. Расчет сварочного полуавтомата
Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.
В этой статье попытаюсь вам рассказать, как рассчитать трансформатор для сварочного аппарата.
На самом деле ни чего сложного здесь нет. Этот расчет относится как к простым (П и Ш образным) так и к тороидальным трансформаторам.
Для начала определим габаритную мощность будущего сварочного трансформатора:
P габаритн = 1.9*Sc*So для торов (ОЛ).
P габаритн = 1.7*Sc*So для ПЛ,ШЛ.
P габаритн = 1.5*Sc*So для П,Ш.
Например у нас ОЛ сердечник (тор). Площадь сердечника Sс = 45 см.кв. Площадь окна сердечника So = 80 см.кв.Формула для тора (ОЛ):
P габаритн = 1.9*Sc*So
Где: P габаритн - габаритная мощность трансформатора в ваттах. Sc - площадь сердечника трансформатора в см.кв. So - площадь окна сердечника в см.кв.P = 1.9*45*80 = 6840 ватт.
Далее нужно рассчитать количество витков для первичной и вторичной обмотки. Для этого сначала рассчитаем необходимое количество витков на 1 вольт.
Для этого используем формулу:
K = 50/S
Где: K - количество витков на вольт. S - площадь сердечника в см.кв. Вместо 50 в формулу подставляем нужный коэффициент: для ОЛ (тор) = 35, для ПЛ,ШЛ = 40, для П и Ш = 50.Так как у нас ОЛ сердечник (тор), примем коэффициент равный 35.
К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.
Далее рассчитываем сколько нужно витков для первичной и вторичной обмоток.
Здесь у нас два пути расчета:
- если нам нужен трансформатор с единой первичной обмоткой, то есть мы не собираемся регулировать ток по первичной обмотке ступенями.
- если мы собираемся регулировать ток по первичной обмотке и нам нужно рассчитать ступени регулирования.
Регулировка ступенями по вторичной обмотке трансформатора экономически не выгодна, требует дорогостоящих коммутирующих элементов, также требует увеличение длины провода вторичной обмотки, тем самым утяжеляя конструкцию и поэтому здесь не рассматривается.
1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.
Рассчитаем количество витков первичной обмотки по формуле:
W1 = U1*K
Где: W1 - количество витков первичной обмотки. U1 - напряжение первичной обмотки в вольтах. K - количество витков на вольт.W1 = 220*0.77 = 170 витков.
Далее..
Примем максимальное напряжение вторичной обмотки равным U2 = 35 вольт
Рассчитаем количество витков вторичной обмотки по формуле:
W2 = U2*K
Где: W2 - количество витков вторичной обмотки. U2 - напряжение вторичной обмотки в вольтах. K - количество витков на вольт.Далее рассчитываем площадь сечения провода первичной и вторичной обмоток. Для этого нам нужно знать, какой максимальный ток течет в данной обмотке.
Для этого мы воспользуемся формулой:
Для первичной обмотки.
I первич_max = P габаритн/U первич
Где: I первич_max - максимальный ток первичной обмотки. P габаритн - габаритная мощность трансформатора. U первич - напряжение сети.I первич_max = 6840/220 = 31 А
Для вторичной обмотки:
Сразу хочу сказать, что я не теоретик, но попытаюсь объяснить формирование величины сварочного тока в трансформаторе, как понимаю это я. 
Напряжение дуги для сварки проволокой в среде углекислого газа равно:
Uд = 14+0.05*Iсв
Где: Uд - напряжение дуги. Iсв - ток сварки.Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:
Iсв = (Uд – 14)/0.05
Далее рассчитаем для полуавтомата.
1. Принимаем напряжение дуги 25 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:Iвторич = (25-14)/0.05 = 220 ампер220*25 = 5500 вт.… Но у нас габаритная мощность трансформатора больше.
Считаем дальше..
2. Принимаем напряжение дуги равным 26 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:Iвторич = (26-14)/0.05 = 240 ампер240*26 = 6240 вт… Почти рядом.
Считаем дальше..
3. Принимаем напряжение дуги равным 27 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:Iвторич = (27-14)/0.05 = 260 ампер.260*27 = 7020вт… Требуемая габаритная мощность выше чем имеющаяся, это говорит о том, что при данном напряжении дуги не будет тока 260 ампер, так как не хватает габаритной мощности трансформатора.
Из выше перечислительных расчетов, можно сделать вывод, что при напряжении дуги в 26 вольт обеспечивается максимальный ток в 240 ампер при данной габаритной мощности трансформатора и именно этот ток вторички мы примем за максимальный:
Iвторич max = 240 ампер.
Для расчета максимального сварочного тока для сварки электродом, рассчитываем так же, только по другой формуле..
Uд = 20+0.04*Iсв
Где: Uд - напряжение дуги. Iсв - ток сварки.Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:
Iсв = (Uд – 20)/0.04 (считать не будем, я думаю понятно).
Далее…
Из справочных материалов нам известно, что плотность тока в меди равна 5 ампер на мм.кв, в алюминии 2 ампера на мм.кв.
Исходя из этих данных можно рассчитать площадь сечения обмоток трансформатора.
Сечения проводов для продолжительной работы трансформатора ПН = 80% и выше:
Для меди:
S первич медь = 31/5 = 6.2 мм.квS вторичн медь = 250/5 = 50 мм.кв.
Для алюминия:
S первич алюмин = 31/2 = 16 мм.кв.S вторичн алюмин = 250/2 = 125 мм.кв.
Итак мы имеем трансформатор с габаритной мощностью 6840 ватт. Сетевое напряжение 220 вольт. Напряжение вторичной обмотки 35 вольт.
Первичная обмотка содержит 170 витков провода площадью 6.2 мм.кв из меди или 16 мм.кв. из алюминия.
Вторичная обмотка содержит 27 витков провода площадью 50 мм.кв. из меди или 125 мм.кв. из алюминия.
Для ПН = 40% сечения первички и вторички можно уменьшить в 2 раза.
Для ПН = 20% сечения первички и вторички можно уменьшить в 3 раза.
Например ПН = 20% – это значит, что если взять за 100% 1 час работы трансформатора под нагрузкой, то 12 минут варим 48 минут отдыхаем, иначе трансформатор перегреется и перегорит (этот режим больше всего годится для не больших домашних дел). Я думаю тут понятно.
ПН – продолжительность нагрузки. ПВ – продолжительность включения. ПР – продолжительность работы.Все эти термины одно и тоже, измеряются в процентах.
2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.
Например, нам нужен трансформатор с регулированием сварочного тока 16 ступенями например используемого в этой схеме сварочного полуавтомата.
Выбираем номинальное напряжение вторичной обмотки.
Uномин = Uмакс – Uмакс*10/100
Где: Uномин - напряжение номинальной обмотки (на это напряжение будем рассчитывать вторичку). Uмакс - максимальное напряжение вторички для конкретного типа расчета.Рассчитываем, Uмакс = 35 вольт
Uномин = 35 – 35*10/100 = 32 вольт. Рассчитаем количество витков для вторичной обмотки номинальным напряжением 32 вольт, тип сердечника ОЛ (тор).
K = 35/S
К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.
W2 =U2*K = 32*0.77 = 25 витков
Теперь рассчитаем ступени первичной обмотки.
W1_ст = (220*W2)/Uст2
Где: Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке. W2 - количество витков вторички. W1_ст - количество витков первичной обмотки.Как мы рассчитали ранее количество витков обмотки W2 = 25 витков.
Рассчитаем количество витков первички для напряжения на вторичке равное 35 вольт.W1_ст1 = (220*25)/35 = 157 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 34 вольт (шаг 1 вольт на вторичке)W1_ст2 = (220*25)/34 = 161 виток.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 33 вольтW1_ст3 = (220*25)/33 = 166 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 32 вольтW1_ст4 = (220*25)/32 = 172 витка.. Номинальная обмотка
Далее рассчитываем на 31 вольтW1_ст5 = (220*25)/31 = 177 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 30 вольт ..W1_ст6 = (220*25)/30 = 183 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 29 вольтW1_ст7 = (220*25)/29 = 190 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 28 вольтW1_ст8 = (220*25)/28 = 196 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 27 вольтW1_ст9 = (220*25)/27 = 204 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 26 вольтW1_ст10 = (220*25)/26 = 211 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 25 вольтW1_ст11 = (220*25)/25 = 220 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 24 вольтW1_ст12 = (220*25)/24 = 229 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 23 вольтW1_ст13 = (220*25)/23 = 239 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 22 вольтW1_ст14 = (220*25)/22 = 250 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 21 вольтW1_ст15 = (220*25)/21 = 261 виток.. Пассивный режим
И последняя ступень на 20 вольтW1_ст16 = (220*25)/20 = 275 витков.. Пассивный режим
Мотаем первичную обмотку трансформатора до 157 витка, делаем отвод, он будет соответствовать 35 вольтам на вторичке.Далее мотаем 4 витка до 161 витка и делаем отвод, он будет соответствовать напряжению на вторичке 34 вольт.Далее мотаем 5 витков и делаем отвод на 166 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 33 вольт и т.д. согласно выше приведенному расчету.Заканчиваем намотку первичной обмотки на 275 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 20 вольт.
В итоге у нас получился трансформатор габаритной мощностью в 6840 ватт, первичной обмоткой с 16 ступенями регулирования.
Сечение обмоток такие же, как в первом варианте расчета.
На данном этапе мы заканчиваем расчет трансформатора.
Как сделать трансформатор смотрите здесь Делаем тороидальный сварочный трансформатор
Таким образом было рассчитано много трансформаторов и они прекрасно работают в сварочных полуавтоматах и сварочных аппаратах.
Не нужно боятся форсированного режима работы трансформатора (это такой режим, когда к обмотке трансформатора рассчитанного например на 190 вольт приложено напряжение 220 вольт), трансформатор прекрасно работает в таком режиме. Имея маломощный трансформатор, можно вытянуть из него все возможности используя форсированный режим для комфортного процесса сварки с помощью сварочного полуавтомата.
Ссылка для статьи на сайте Рассчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.
Автор замысловатых расчетов: Svapka.Ru
Ответ на комментарий.
Как наматывать на П-образный сердечник:
Первичная обмотка.
Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их начала. Концы этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.
Вторичная обмотка.
Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их концы. Начала этих обмоток используем для сварки.
Расчет площади сердечника и площади окна сердечника Sc и So.
svapka.ru
Расчет сварочного трансформатора для самостоятельной сборки
Соединение металлических деталей электрической дугой известно уже более 120 лет, но немногие знают все тонкости этого процесса, что очень важно для того, чтобы сделать расчет сварочного трансформатора для простейшего аппарата и полуавтомата.
1 На чем базируется расчет сварочного трансформатора?
Прежде, чем разбираться в формулах, давайте рассмотрим принцип действия простейшего аппарата для дуговой сварки. Основой такого агрегата является понижающий трансформатор, позволяющий изменить входящее напряжение, соответствующее в быту 220 В, на более низкое, до 60 В для так называемого холостого хода или, иначе, состояния покоя. То, какие виды электродов можно будет использовать с устройством, зависит от силы тока, которая должна быть в пределах 120-130 А для наиболее популярного трехмиллиметрового диаметра расходного материала.
И вот здесь как раз требуются расчеты, поскольку, если стержень электрода плавится при определенной силе тока, значит, она будет в той же степени нагревать и сердечник трансформатора, а также проволоку обмотки. Следовательно, для того, чтобы узнать оптимальную мощность трансформатора, нам нужно сначала вычислить рабочее напряжение, ориентируясь на рабочую силу тока. Для этого существует формула U2 = 20 + 0,04I2, где U2 – напряжение на вторичной обмотке, а I2 – выдаваемый аппаратом максимальный сварочный ток.
Рекомендуем ознакомиться
Теперь вернемся к сердечнику, который не зря так называется, поскольку является сердцем трансформатора, как самого простого, так и полуавтомата. Он составляется из металлических пластин, которые способны выдержать определенную нагрузку по мощности тока. Это допустимое значение зависит от размеров сердечника и называется габаритной мощностью, которую можно найти, зная значение напряжения холостого хода. Последнее высчитывается по формуле Uхх = U2S, где S – площадь сечения провода вторичной обмотки. Зависимость этой площади от диаметра проводника определяем по формуле S = πd2/4, или по следующим таблицам:
1.
Допустимые токовые нагрузки на провода с медными жилами | ||||||
| Площадь сечения токопроводящей жилы, мм2 | Диаметр провода,мм | Допустимая сила тока, А | Площадь сечения токопроводящейжилы, мм2 | Диаметр провода, мм | Допустимая сила тока, А | |
| 0.5 | 0.78 | 11 | 35 | 6,7 | 170 | |
| 0,75 | 0.98 | 15 | 50 | 8,0 | ||
| 1,0 | 1,13 | 17 | 70 | 9.5 | 270 | |
| 1,5 | 1,4 | 23 | 95. | 11.0 | 330 | |
| 2,5 | 1,8 | 30 | 120 | 12,4 | 385 | |
| 4,0 | 2,26 | 41 | 150 | 13.8 | 440 | |
| 6.0 | 2,8 | 50 | 185 | 15,4 | 510 | |
| 10 | 3,56 | 80 | 240 | 17,5 | 605 | |
| 16 | 4,5 | 100 | 300 | 19,5 | 695 | |
| 25 | 5,6 | 140 | 400 | 22,5 | 830 | |
2.
Допустимые токовые нагрузки на провода с алюминиевыми жилами | ||||||
| Площадь сечения токопроводящей жилы, мм2 | Диаметр провода,мм | Допустимая сила тока, А | Площадь сечения токопроводящейжилы, мм2 | Диаметр провода, мм | Допустимая сила тока, А | |
| 2 | 1,6 | 21 | 35 | 6,7 | 130 | |
| 2,5 | 1,78 | 24 | 50 | 8,0 | 165 | |
| 3 | 1,95 | 27 | 70 | 9.5 | 210 | |
| 4 | 2,26 | 32 | 95. | 11.0 | 255 | |
| 5 | 2,52 | 36 | 120 | 12,4 | 295 | |
| 6 | 2,76 | 39 | 150 | 13.8 | 340 | |
| 8 | 3,19 | 46 | 185 | 15,4 | 390 | |
| 10 | 3,56 | 60 | 240 | 17,5 | 465 | |
| 16 | 4,5 | 75 | 300 | 19,5 | 535 | |
| 25 | 5,6 | 105 | 400 | 22,5 | 645 | |
2 Расчет для сварочного трансформатора по формулам и онлайн
Итак, у нас есть все необходимые параметры для того, чтобы вычислить габаритную мощность сердечника. Далее работаем по формуле Pгаб = UххI2cos(φ)/η, где φ – угол смещения фаз между напряжением и током (можно принять величину 0.8), а η – КПД (принимаем 0.7). Остается найти допустимую мощность, которую выдержит аппарат при длительной работе. При этом учитываем, что коэффициент продолжительности работы (обозначим его ПР) составляет около 20 % от времени подключения трансформатора к сети.
Поэтому считаем следующим образом: Pдл = U2I2(ПР/100)0.50.001, или, иначе Pдл = U2I2(20/100)0.50.001, что соответствует Pдл = U2I20.00045. В целом продолжительность работы и сила сварочного тока практически не связаны. В большей степени на время дугового режима влияет сечение проволоки обмотки и качество изоляции, а также то, насколько плотно и, главное, ровно, уложены витки. Следовательно, теперь мы можем узнать электродвижущую силу одного витка в вольтах, используя формулу E = Pдл0.095 + 0.55.
Далее, получив результат эмпирической зависимости по последней формуле, высчитываем оптимальное количество витков для обмотки, как первичной, так и вторичной. Для той и другой используем две формулы, соответственно N1 = U1/E, где U1 – входящее напряжение сети, а N2 = U2/E. Сила сварочного тока регулируется увеличением или уменьшением расстояния между первичной и вторичной обмотками: чем оно больше, тем ниже мощность на выходе. Тем, кто делает приведенный расчет с целью самостоятельной сборки трансформатора, а не для приобретения готового сварочного полуавтомата, понадобится еще и вычисление габаритов сердечника.
Площадь сечения металла определяется по формуле S = U210000/(4.44fN2Bm), где f – промышленная частота тока (принимаем за 50 Гц), Bm – индукция магнитного поля (принимаем за 1.5 Тл). Теперь можно узнать ширину стальной пластины в пакете трансформатора: a = (100S /(p1kc))0.5, где за p1 принимаем диапазон значений 1.8-2.2 (рекомендуется среднее), kс – коэффициент заполнения стали (соответствует 0.95-0.97).
Исходя из значения ширины пластины, выясняем толщину пакета пластин плеча, для чего используем формулу b = ap1, а затем и ширину окна магнитопровода c = b/p2, где p2 имеет диапазон значений 1–1.2 (рекомендуется максимальное). К слову, если уж мы взялись измерять габариты, вспомним про коэффициент заполнения стали, который обозначает промежутки между пластинами. С учетом этого показателя площадь сечения сердечника будет несколько иной, поэтому назовем ее измеряемой величиной и определим заново. Формула для этого потребуется следующая: Sиз = S/kc. В большинстве случаев эти расчеты не нужны при наличии онлайн-калькулятора.
3 Как сделать расчет самодельного тороидального сварочного трансформатора?
По сути, тор – это объемное геометрическое тело, хотя в математике бытует понятие "поверхность". То есть это даже не фигура, а замкнутая поверхность, имеющая одну общую для любой размещенной на ней точки сторону. Но, если не вдаваться в дебри терминологии, тор – это бублик, или окружность, вращающаяся вокруг некой не пересекающей ее оси, с которой располагается в одной плоскости. Именно в форме такого бублика может быть выполнен трансформатор-тороид.
Основная его характеристика – высокий КПД при небольших, в сравнении с другими типами сердечников, размерах. Что и является основополагающим критерием для предпочтения данной формы самодельных трансформаторов. Основное отличие тороидального трансформатора от прочих – прокладка только межобмоточной изоляции наряду с внешней. Межслоевая не делается по той простой причине, что витки провода, проходя сквозь отверстие тора, создают дополнительную толщину внутреннего диаметра, что исключает использование лишних слоев изоляции.
Именно это значительно усложняет сборку тороида, и потому он редко устанавливается в корпусе полуавтомата, где чаще можно увидеть стержневые сердечники. Чтобы не возникали пробивания, применяются провода с повышенной прочностью изоляционного покрова. В качестве прокладки можно взять лавсан или ленту ФУМ (фторопластовую).
Для определения габаритной мощности сердечника, выполненного в виде тора, нам достаточно узнать две площади: окна и сечения.
Первую вычисляем по формуле Sокна = 3.14(d2/4), где d – внутренний диаметр тора. Вторая формула выглядит следующим образом: Sсеч = h((D-d)/2), здесь D – внешний диаметр "бублика". Далее остается только рассчитать габаритную мощность трансформатора, для чего используем простейший способ умножения двух получившихся ранее результатов. Иными словами, Pгаб[Вт] = Sокна[кв.см] * Sсеч[кв.см]. Дальнейшие вычисления ориентируем согласно таблице:
| Pгаб | ω1 | ω2 | ∆ (А/мм2) | η |
| До 10 | 41/S | 38/S | 4.5 | 0.8 |
| 10-30 | 36/S | 32/S | 4 | 0.9 |
| 30-50 | 33.3/S | 29/S | 3.5 | 0.92 |
| 50-120 | 32/S | 28/S | 3 | 0.95 |
Здесь Pгаб – габаритная мощность трансформатора, ω1 – число витков на вольт (для стали Э310, Э320, Э330), ω2 – число витков на вольт (для стали Э340, Э350, Э360), ∆–допустимая плотность тока в обмотках, ŋ – КПД трансформатора.
Определив количество витков на каждый вольт для сердечника из той или иной стали, можем узнать, сколько витков всего нужно будет выполнить при изготовлении трансформатора. Для этого используются две формулы, для первичной и вторичной обмотки соответственно: N1 = ω1U1 и N2 = ω2U2. Далее следует учесть некоторое падение напряжения, возникающее из-за небольшого сопротивления в обмотках, которое, впрочем, в тороиде довольно незначительное.
Для этого увеличиваем количество витков вторичной обмотки на 3 % (в других типах сердечников понадобилось бы больше): N2_компенс = 1.03N2. Для того чтобы узнать диаметр проволоки, используем формулу для первой обмотки d1 = 1.13(I1/∆)0.5 и для второй: d2 = 1.13(I2/∆)0.5. При этом результаты округляем в большую сторону и выбираем ближайшие доступные провода.
tutmet.ru
Расчет расхода сварочной проволоки на 1 метр шва. Таблица
Даже начинающие сварщики знают, что во время сварочных работ используются разные комплектующие, такие как проволока или электроды. И если для работы сварочного аппарата необходим лишь доступ к электричеству и можно работать бесконечно, то комплектующие имеют свойство заканчиваться. Чтобы материалы не заканчивались в самый неподходящий момент их количество можно предварительно рассчитать. Это особенно полезно при ремонте, поскольку можно рассчитать себестоимость сварочных работ и назвать заказчику точную цену.
В этой статье мы подробно объясним, как произвести расчет проволоки, приведем пример расчета и расскажем обо всех особенностях.
Содержание статьи
Особенности проволоки
Прежде чем производить расчет расхода сварочной проволоки ознакомьтесь со всеми особенностями присадочного материала, используемого в работе. Прежде всего, проволока может иметь разный коэффициент наплавки, что существенно влияет на итоговые цифры в расчете.
Если вы используете проволоку для сварки автоматическим или полуавтоматическим сварочным оборудованием, то расчет расхода сварочных комплектующих просто необходим. При аргонодуговой сварке это необязательно, но и лишним тоже не будет. Поскольку при таких видах сварки рекомендуется не прерывать сварочный шов, а этого можно добиться только после точного расчета количества проволоки. Лучше знать заранее расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом, чем впоследствии исправлять ошибки.Существует такое понятие, как норма расхода материала. При этом в норму входит не только количество проволоки, но и ее перерасход на случай ошибок сварщика или непредвиденных обстоятельств. При расчете учитываются все этапы сварки: от подготовительных до заключительных. Это можно сравнить со строительной сметой. Зная необходимое количество, скажем, кирпича, вы заранее знаете, какой высоты и толщины получатся стены. Давайте подробнее поговорим о нормах расхода сварочных материалов.
Нормы расхода
При газовой или при аргонодуговой сварке существуют свои нормы расхода проволоки, которые прописаны в нормативных документах. Они взяты не из «воздуха», а рассчитаны исходя из имеющегося опыта, накопленного у профессиональных сварщиков. Каждый тип сварки и тип проволоки имеет свои физические и химические свойства, которые нужно учитывать при расчете, поэтому нельзя назвать точные цифры расхода материала для всех сварок сразу. Тем не менее, есть приблизительные общие значения, которые вы можете видеть на таблице ниже. Таблица ознакомительная, не принимайте эти цифры всерьез, проводите расчеты самостоятельно.
Чаще всего рассчитывают расход сварочной проволоки на 1 метр шва. Это очень удобно, поскольку можно легко и быстро произвести последующие расчеты на увеличение или уменьшение количества материала для шва. В интернете можно легко найти калькулятор расхода сварочных материалов, который упростит расчеты. Но мы рекомендуем научиться самому рассчитывать количество проволоки.
Как рассчитать расход
Расход сварочных материалов при аргонодуговой сварке или расход проволоки при сварке полуавтоматом на один метр шва производится по следующей формуле:
N = G*К
Где «N» — это искомый параметр или, говоря другими словами, норма расхода проволоки на 1 метр, которую нам нужно рассчитать. «G» — это масса наплавки на готовом сварочном шве, опять же длинной в один метр. А «К» – это коэффициент поправки, который зависит от массы наплавленного материала к расходу металла, который потребовался для сварки. Чтобы выяснить значение G (масса наплавки на сварном соединении) нам потребуется эта формула:
G = F*y*L
Буква «F» обозначает площадь поперечного сечения шва в квадратных метрах. Буква «у» — это плотность металла, из которого изготовлена проволока.
Обратите внимание! Значение «у» крайне важно, поскольку каждая марка проволоки может существенно отличаться по весу из-за металла, используемого для ее изготовления.
Значение «L» автоматически замещается цифрой 1, поскольку мы рассчитываем именно 1 метр. Если вам необходимо рассчитать более или менее метра, то используйте другую цифру. С помощью этих формул можно рассчитать расход проволоки при нижнем сваривании. Для других способов сварки нужно итоговую цифру «N» умножить на значение «К», отличное от 1.
Значение «К» изменяется в соответствии с положением:
- При нижнем положении «К» равен цифре 1
- При полувертикальном — 1.05
- При вертикальном — 1.1
- При полотолочном — 1.2
Если вы варите металл с помощью полуавтомата, учитывайте защитный газ, используемый в работе, характеристики вашего сварочного аппарата, диаметр проволоки и особенности деталей.
Благодаря этим простым расчетам вы сможете легко узнать количество проволоки, необходимой для сварки деталей при аргонодуговой сварке или любом другом виде сварочных работ. Учитывайте все особенности вида сварки и используемой проволоки, чтобы расчеты получились точными.
Пример расчета
Чтобы лучше понять принцип расчета, приведем пример. Итак, какой будет расход присадочной проволоки при сварке полуавтоматом, если в качестве свариваемого металла будет использоваться обычная сталь? Начнем с расчета веса наплавки, нам пригодится формула G = F*y*L.
G=0,0000055 (м2) * 7850 (кг/м3) * 1 (метр) = 0,043 кг
После этого можно приступать к вычислению основного значения по формуле N=G*К
N = 0,043 * 1 = 0,043 кг
Учитывайте, что сварка производится в нижнем положении. Это значит, то коэффициент поправки равен единице, а итоговое значение не меняется.
Вместо заключения
Теперь вы знаете, как произвести расчет и узнать расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом или при любом другом виде сварки. Не думайте, что этот навык вам не пригодится. Напротив, он открывает для вас новые возможности. Делитесь этим материалом в социальных сетях, чтобы помочь другим начинающим сварщикам. Желаем удачи в работе!
[Всего голосов: 1 Средний: 4/5]svarkaed.ru
Расчет норм расхода сварочной проволоки при сварке полуавтоматом
Во время сварочного процесса используются различные присадочные и дополнительные материалы, которые со временем заканчиваются. Расчет норм расхода сварочной проволоки во время соединения и ремонта металлических поверхностей очень важно знать по нескольким причинам. С одной стороны, это нужно для определения необходимого количества металла для заданной процедуры, с другой – помогает рассчитать себестоимость ремонта в конкретном случае и использовать эти данные для сравнения с другими способами.
Сварочная проволока
Стоит отметить, что различные виды сварочной проволоки имеют различный коэффициент наплавки. С учетом того, что такие материалы часто применяются для автоматов и полуавтоматов, а также при ручной обработке желательно не прерывать шов, то лучше знать заранее расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом, чтобы все проходило беспрерывно. Норма расхода является понятием, которое показывает количество материалов, что требуются для создания сварочного шва на определенном участке. Сюда входят отходы, потери и прочие величины, которые не остаются непосредственно на соединении. Иными словами, здесь включены все этапы изготовления, включая подготовительные, чтобы технологический процесс прошел максимально качественно. Если проходит правка конструкции, то эти данные также учитываются для конкретного случая.
Виды сварочной проволоки
Для каждого типа сварки, будь то аргонодуговая сварка или обыкновенная газовая, существуют свои нормы расхода, определенные многими годами использования приведенной технологии. Ведь у каждого из способов имеются свои особенности, касающиеся потерь, не говоря уже о нюансах используемого сплава и его физико-химических свойств. При соединении листов наиболее полезной будет информация, какой будет расход сварочной проволоки на 1 метр шва. Этот расчет можно считать эталонным, на который уже можно опираться. При других разновидностях могут быть иные значения, но они все же будут приближены к этому. Простым примером будет сравнение соединения листов, где нужно минимум дополнительных процедур, и сложных металлоконструкций, где необходимы прихватки, временные швы и прочее. Расчеты проводятся согласно ГОСТ 14771-76
Особенности расчета 
Существует формула, которая позволяет осуществить расчет сварочной проволоки на 1 метр шва. Она выглядит так:
N = G*К
В данном случае N означает искомый параметр, а именно, норму расхода, которая будет востребованная для создания шва длиною в 1 метр. Параметр G в формуле показывает вес металла на уже готовом соединении длиною в 1 метр. К – это коэффициент перехода, который зависит от массы наплавленного материала к расходу металла, который потребовался для сварки. Длина в 1 метр взята для удобства расчетов и последующего использования.
Чтобы выяснить G (вес наплавленного материала на отведенном участке), требуется следующая формула:
G = F*y*L
Здесь F показывает площадь поперечного сечения шва в квадратных миллиметрах. Следующее значение «у», обозначает удельную массу металла или его сплава в используемой проволоке, отсюда и возникает большая разница значений для каждой отдельной марки. L – берется за 1, так как показывает количество метров созданного шва. Соответственно, благодаря изменению L можно рассчитать параметр и для других значений длины.
Данные формулы предназначены для вычисления нижнего положения сваривания. Для других требуется итоговый параметр умножать еще на коэффициент поправки К. Соответственно, конечная формула будет N*К.
- Для нижнего положения коэффициент = 1;
- Для полувертикального положения коэффициент = 1,05;
- Для вертикального положения коэффициент = 1,1;
- Для потолочного положения коэффициент = 1,2.
При полуавтоматической сварке учитываются такие факторы как:
- Наличие и тип защитного газа;
- Характеристики оборудования для сварки;
- Диаметр присадочного материала;
- Характеристики основного металла.
Благодаря таким простым расчета можно легко определить нормы расхода проволоки при сварке под флюсом и другими методами. Некоторые данные, такие как вес 1 метр сварочной проволоки, можно узнать самостоятельно, другие же приходится узнавать из справочников и прочих мест.
Пример расчета
Для более понятной схемы стоит привести пример, какой будет расход проволоки при сварке полуавтоматом. В примере будет использоваться обыкновенная сталь. Для этого начнем определять весь наплавленного металла по формуле G = F*y*L
G=0,0000055 (м2) * 7850 (кг) * 1 (метр) = 0,043 кг
После этого можно приступать к вычислению основного значения по формуле N=G*К
N = 0,043 * 1 = 0,043 кг
С учетом того, что сваривание проводилось в нижнем положении, то коэффициент поправки равен единице и итоговое значение остается таким же.
svarkaipayka.ru
Трансформатор для сварочного полуавтомата
Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата
Подбор правильных параметров техники при сварке является очень важным делом. Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата имеет ярко выраженную специфику. Здесь могут использоваться как типовые схемы, так и другие варианты, которые подходят по параметрам. Для промышленных трансформаторов можно применять стандартные методики расчета, так как серийно выпускающиеся модели имеют одинаковые параметры, такие как напряжение сварочного трансформатора, тогда как для самодельных изделий такие методы не будут являться действительными. Это касается не только параметров изделия, но и материалов, которые применяются при создании трансформатора. Во втором случае получается намного больше погрешностей, что также следует учитывать. Стандартные методы расчета основаны на методике, которая может определить самое оптимальное значение геометрических и обмоточных параметров трансформатора. Но у данных методик имеются свои недостатки, так как если имеется какой-либо выход за стандартные параметры, то все расчеты могут оказаться недействительными из-за особенностей конструкции и используемых материалов. С учетом современного разнообразия техники, которую можно встретить на рынке для промышленного и частного использования, расчет сварочного трансформатора может оказаться весьма затруднительным.
Трансформатор для сварочного полуавтомата
Ведь не зря, одним из первых дел при расчете является определение количества и вид используемого железа. Таким образом, нужно определить значение наружного и внутреннего диаметра сердечника. Как правило, минимальное значение внутреннего диаметра составляет от 12 см. В некоторых случаях это значение может быть меньше, если обмотка выйдет очень плотной. Проблема здесь может возникнуть при размещении вторичной обмотки, так как в ином случае она может и не поместиться, если диаметр будет меньше предложенного значения. Минимальные рекомендуемые значения имеются и при выборе площади сердечника.
Сварочный трансформатор для сварки полуавтоматом
Стоит отметить, что подавляющее большинство бытовых сварочных аппаратов, куда можно отнести и некоторые модели полуавтоматов, имеют достаточно простую структуру. Они состоят в большинстве случаев из источников переменного тока, что делает их боле дешевыми. Также становится легче ремонт и обслуживание сварочных трансформаторов, если с ними что-то случится. Сама система полуавтомата практически не влияет на принцип действия трансформатора, так как относится к удобству подачи электрода или проволоки. В самых простых моделях используется однофазный трансформатор, который разработан специально для сварки.
На чем базируется расчет сварочного трансформатора
Основными положениями, на которых состоит расчет трансформатора для сварочного полуавтомата сварочного аппарата, являются те, на которых основан принцип его действия. Главным элементом системы является понижающий трансформатор. Этот элемент позволяет изменить стандартное сетевое напряжение 220 В, на пониженное, которое требует холостой ход сварочного трансформатора – 60 В. Ток может регулироваться исходя из вольтамперных характеристик самой системы. Средние характеристики тока для электрода в 3 мм составляет 120 А. Именно в этом случае и оказывается важным расчет сварочного аппарата, ведь когда стержень начинает плавиться при определенном значении силы тока, то он еще и нагревает проволоку обмотки и сердечник трансформатора при определенных значениях. Таким образом, для вычисления оптимальной мощности трансформатора следует узнать рабочее значение, которое можно определить по рабочей силе тока. Для этого применяют формулу U2 = 20+0,04*I2. Здесь:
- U2 – напряжение, которое имеется на вторичной обмотке;
- I2 – максимальный сварочный ток, который может выдать аппарат.
После этого можно перейти к сердечнику. Это центральная часть как простого сварочного аппарата, так и полуавтоматического. Состоит он из металлических пластин. Эти пластины в совокупности могут выдержать определенную нагрузку параметров тока. Данный параметр называется «габаритная мощность». Здесь имеется прямая зависимость от того, какие размеры занимает сердечник. Вычислить габаритную мощность можно зная такие параметры как напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Рассчитать все это можно при помощи формулы Uхх = U2S. В данном случае S является площадью сечения вторичной обмотки. Чтобы узнать зависимость площади от диаметра используемого проводника, то следует использовать формулу S = πd2/4.
Также можно просто воспользоваться уже имеющимися готовыми таблицами:
Допустимые нагрузки по току для медных проводов | |||||
Площадь сечения медной жилы, мм2 | Общий диаметр провода с обмоткой, мм | Максимальный ток, А | Площадь сечения медной жилы, мм2 | Общий диаметр провода с обмоткой,мм | Максимальный ток, А |
0.5 | 0.78 | 11 | 35 | 6,7 | 170 |
1,0 | 1,13 | 17 | 70 | 9.5 | 270 |
2,5 | 1,8 | 30 | 120 | 12,4 | 385 |
6.0 | 2,8 | 50 | 185 | 15,4 | 510 |
16 | 4,5 | 100 | 300 | 19,5 | 695 |
Допустимые нагрузки по току для алюминиевых проводов | |||||
Площадь сечения алюминиевой жилы, мм2 | Общий диаметр провода с обмоткой, мм | Максимальный ток, А | Площадь сечения алюминиевой жилы, мм2 | Общий диаметр провода с обмоткой, мм | Максимальный ток, А |
2 | 1,6 | 21 | 35 | 6,7 | 130 |
3 | 1,95 | 27 | 70 | 9.5 | 210 |
5 | 2,52 | 36 | 120 | 12,4 | 295 |
8 | 3,19 | 46 | 185 | 15,4 | 390 |
Далее следует определение такого параметра ка габаритная мощность сердечника. Pгаб = UххI2cos*(φ)/η.Чтобы знать, как рассчитать сварочный трансформатор, требуется использовать ряд формул.Методика расчета с использованием формул
- Здесь φ– является углом смещения фаз между током и напряжением;
- η – коэффициентом полезного действия системы.
При этом следует найти допустимую мощность, с которой бы смог справиться аппарат во время длительной эксплуатации (значение ПР). Данный расчет происходит по следующей формуле Pдл = U2I2 (ПР/100)0.5 * 0.001. В общем, продолжительность беспрерывной эксплуатации и сила тока не связаны между собой. Большее значение на данный параметр оказывает продолжительность дугового режима. Силу одного витка, которая исчисляется в вольтах, можно определить по формуле E=Pдл0.095+0.55.
После этого можно рассчитать наиболее подходящее количество витков для одной обмотки, отдельно для обмоток. Для обоих случаев используются две формулы:
- Для первой обмотки N1= U1/E, здесь U1 – входящее напряжение сети;
- Для второй обмотки N2= U2/E. здесь U2 – входящее напряжение сети.
Исходя из этого, сила тока регулируется изменением расстояния между обмотками, так как с его увеличением теряется и мощность на выходе.
Расчет тороидального трансформатора
Тор является замкнутой поверхностью, в виде которой и выполнен трансформатор тороид. Преимуществом такой формы является высокий коэффициент полезного действия в нем имеется прокладка меж обмоточной изоляции, а меж слоевая отсутствует, так как это невозможно сделать из-за особенностей конструкции. Это делает сборку сердечника более сложной. Чтобы определить габаритную мощность, следует узнать площадь сечения и площадь окна.
Самодельный тороидальный сварочный трансформатор
Площадь окна определяется по формуле Sокна = 3.14*(d2/4). Здесь d является внутренним диаметром тора.
Площадь сечения определяется по формуле Sсеч=h*((D-d)/2). Здесь D является внешним диаметром тора.
Для расчета габаритной мощности применяется самый простой способ умножения полученных результатов, используя формулу Pгаб[Вт] = Sокна[кв.см] * Sсеч[кв.см]. Это предоставляет самые основные параметры расчета, на которых будут основывать все дальнейшие действия. Таким образом, это лишь начало, так как дальше придется использовать дополнительные значения. В дальнейшем, при вычислениях можно ориентироваться на таблицу.
Pгаб | ω1 | ω2 | ∆ (А/мм2) | Η-10 |
менее 10 | 41 | 38 | 4.5 | 8 |
10…30 | 36 | 32 | 4 | 9 |
30…50 | 33.3 | 29 | 3.5 | 9,2 |
50…120 | 32 | 28 | 3 | 9,5 |
svarkaipayka.ru
Трансформатор для сварочного полуавтомата, расчет, намотка | Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы.
В этой статье я расскажу вам как собрать, рассчитать и намотать трансформатор для сварочного полуавтомата.
Сначала нужно определиться с количеством с имеющегося у вас железа. Исходя из этого определиться с наружным и внутренним диаметром тора. Внутренний диаметр нужно принимать от 12 см и выше, иначе если нет опыта в намотке, у вас не уместится вторичка. Также нужно стремится сделать такие размеры, что бы площадь сердечника была от 30 см.кв. и выше.
В итоге расчетные размеры тора получились такие.. D=25см, d=14см, h=6,2 см. После сборки и замеров итоговая (реальная) площадь сердечника данного тора равна:
Sс =33,4 см.кв.
Посчитаем количество витков на вольт. Так как это тор, то примем коэффициент равным 35.
35/33,4 =1,047 витка на вольт.
Далее определимся с диапазоном напряжений. Принимаем от 18 до 32 вольт.
Далее расчитаем количество витков вторички. Для этого берем максимальное напряжение, то есть 32 вольта.
W2 = 32*1,047 = 33 витка.
Далее рассчитаем ступени первичной обмотки для регулирования сварочного тока. Принимаем количество ступеней равным 8.
Для расчета количества витков используем формулу:
W1_ст = (220*W2)/Uст2
Где: Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке. W2 - количество витков вторички. W1_ст - количество витков первичной обмотки.Далее расчет:
Примем шаг ступени на вторичке 2 вольта.
W1_ст1 = (220*33)/32 = 230 витков. W1_ст2 = (220*33)/30 = 242 витка. W1_ст3 = (220*33)/28 = 260 витков. W1_ст4 = (220*33)/26 = 280 витков. W1_ст5 = (220*33)/24 = 302 витка. W1_ст6 = (220*33)/22 = 330 витков W1_ст7 = (220*33)/20 = 363 витка.
W1_ст8 = (220*33)/18 = 403 витка.
Мотаем первичку равномерно по всему тору до 230 витка, делаем отвод. Это будет первая ступень первички. Мотаем далее до 242 витка, делаем отвод. Это будет вторая ступень первички. И так далее, завершаем намотку на 403 витке (8 ступень первички).
Вторичку мотаем по верх первички равномерно по всему тору. Вторичка имеет 33 витка.
Далее процесс сборки сердечника, намотки первичной и вторичной обмотки, представлен в виде фото галереи.
Наведя мышкой на изображение вы увидите комментарий к нему. Также можно кликнуть мышкой по изображению, чтобы увидеть его в большем разрешении.
Поехали:
Как видите ни чего сложного при расчете и сборке сварочного трансформатора нет. Хотел еще заметить, что при проверке напряжения вторички (когда наматывал пробную обмотку 33 витка), в сети было 245 вольт. Поэтому на минимальной ступени было 20 вольт вместо расчетных 18 вольт, а на максимальной 35 вольт, вместо 33 вольт.
При подключении в нормальную сеть 220 вольт, напряжение на вторичке соответствовала расчетным, то есть от 18 до 32 вольт. Ток холостого хода на 230 витке составлял 1,4 ампера (у вас будет отличаться, так как качество железа, качество стяжки сердечника у всех разное). На 403 витке ток холостого хода 0,15 ампер.
Это чудо весит 24,5 кг. Со своими обязанностями справляется на пятерку.
Ну в общем расписывать больше нечего, все должно быть понятно. Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.
Автор статьи и фото: Admin Svapka.ru
Страницы комментариев: « 1 [2]
Страницы комментариев: « 1 [2]
svapka.ru
Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата. | Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы.
В этой статье попытаюсь вам рассказать, как рассчитать трансформатор для сварочного аппарата.
На самом деле ни чего сложного здесь нет. Этот расчет относится как к простым (П и Ш образным) так и к тороидальным трансформаторам.
Для начала определим габаритную мощность будущего сварочного трансформатора:
Где: Sc - площадь сечения сердечника см.кв. So - площадь сечения окна см.кв. f - рабочая частота трансформатора Гц. (50). J - плотность тока в проводе обмоток A/кв.мм (1.7..5). ɳ - КПД трансформатора (0,95). B - магнитная индукция (1..1,7). Km - коэффициент заполнения окна сердечника медью (0,25..0,4). Kc - коэффициент заполнения сечения сердечника сталью (0,96).Подставляя нужные значения упрощаем формулу, она будет иметь вид:
P габаритн = 1.9*Sc*So для торов (ОЛ).
P габаритн = 1.7*Sc*So для ПЛ,ШЛ.
P габаритн = 1.5*Sc*So для П,Ш.
Например у нас ОЛ сердечник (тор). Площадь сердечника Sс = 45 см.кв. Площадь окна сердечника So = 80 см.кв. Формула для тора (ОЛ):
P габаритн = 1.9*Sc*So
Где: P габаритн - габаритная мощность трансформатора в ваттах. Sc - площадь сердечника трансформатора в см.кв. So - площадь окна сердечника в см.кв.P = 1.9*45*80 = 6840 ватт.
Далее нужно рассчитать количество витков для первичной и вторичной обмотки. Для этого сначала рассчитаем необходимое количество витков на 1 вольт.
Для этого используем формулу:
K = 50/S
Где: K - количество витков на вольт. S - площадь сердечника в см.кв. Вместо 50 в формулу подставляем нужный коэффициент: для ОЛ (тор) = 35, для ПЛ,ШЛ = 40, для П и Ш = 50.Так как у нас ОЛ сердечник (тор), примем коэффициент равный 35.
К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.
Далее рассчитываем сколько нужно витков для первичной и вторичной обмоток.
Здесь у нас два пути расчета:
- если нам нужен трансформатор с единой первичной обмоткой, то есть мы не собираемся регулировать ток по первичной обмотке ступенями.
- если мы собираемся регулировать ток по первичной обмотке и нам нужно рассчитать ступени регулирования.
Регулировка ступенями по вторичной обмотке трансформатора экономически не выгодна, требует дорогостоящих коммутирующих элементов, также требует увеличение длины провода вторичной обмотки, тем самым утяжеляя конструкцию и поэтому здесь не рассматривается.
1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.
Рассчитаем количество витков первичной обмотки по формуле:
W1 = U1*K
Где: W1 - количество витков первичной обмотки. U1 - напряжение первичной обмотки в вольтах. K - количество витков на вольт.W1 = 220*0.77 = 170 витков.
Далее..
Примем максимальное напряжение вторичной обмотки равным U2 = 35 вольт
Рассчитаем количество витков вторичной обмотки по формуле:
W2 = U2*K
Где: W2 - количество витков вторичной обмотки. U2 - напряжение вторичной обмотки в вольтах. K - количество витков на вольт.W2=35*0.77=27 витков
Далее рассчитываем площадь сечения провода первичной и вторичной обмоток. Для этого нам нужно знать, какой максимальный ток течет в данной обмотке.
Для этого мы воспользуемся формулой:
Для первичной обмотки.
I первич_max = P габаритн/U первич
Где: I первич_max - максимальный ток первичной обмотки. P габаритн - габаритная мощность трансформатора. U первич - напряжение сети.I первич_max = 6840/220 = 31 А
Для вторичной обмотки:
Сразу хочу сказать, что я не теоретик, но попытаюсь объяснить формирование величины сварочного тока в трансформаторе, как понимаю это я.
Напряжение дуги для сварки проволокой в среде углекислого газа равно:
Uд = 14+0.05*Iсв
Где: Uд - напряжение дуги. Iсв - ток сварки.Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:
Iсв = (Uд – 14)/0.05
Далее рассчитаем для полуавтомата.
1. Принимаем напряжение дуги 25 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора: Iвторич = (25-14)/0.05 = 220 ампер
220*25 = 5500 вт.… Но у нас габаритная мощность трансформатора больше.
Считаем дальше..
2. Принимаем напряжение дуги равным 26 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора: Iвторич = (26-14)/0.05 = 240 ампер 240*26 = 6240 вт… Почти рядом.
Считаем дальше..
3. Принимаем напряжение дуги равным 27 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора: Iвторич = (27-14)/0.05 = 260 ампер.
260*27 = 7020вт… Требуемая габаритная мощность выше чем имеющаяся, это говорит о том, что при данном напряжении дуги не будет тока 260 ампер, так как не хватает габаритной мощности трансформатора.
Из выше перечислительных расчетов, можно сделать вывод, что при напряжении дуги в 26 вольт обеспечивается максимальный ток в 240 ампер при данной габаритной мощности трансформатора и именно этот ток вторички мы примем за максимальный:
Iвторич max = 240 ампер.
Для расчета максимального сварочного тока для сварки электродом, рассчитываем так же, только по другой формуле..
Uд = 20+0.04*Iсв
Где: Uд - напряжение дуги. Iсв - ток сварки.Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:
Iсв = (Uд – 20)/0.04 (считать не будем, я думаю понятно).
Далее…
Из справочных материалов нам известно, что плотность тока в меди равна 5 ампер на мм.кв, в алюминии 2 ампера на мм.кв.
Исходя из этих данных можно рассчитать площадь сечения обмоток трансформатора.
Сечения проводов для продолжительной работы трансформатора ПН = 80% и выше:
Для меди:
S первич медь = 31/5 = 6.2 мм.кв S вторичн медь = 250/5 = 50 мм.кв.
Для алюминия:
S первич алюмин = 31/2 = 16 мм.кв. S вторичн алюмин = 250/2 = 125 мм.кв.
Итак мы имеем трансформатор с габаритной мощностью 6840 ватт. Сетевое напряжение 220 вольт. Напряжение вторичной обмотки 35 вольт.
Первичная обмотка содержит 170 витков провода площадью 6.2 мм.кв из меди или 16 мм.кв. из алюминия.
Вторичная обмотка содержит 27 витков провода площадью 50 мм.кв. из меди или 125 мм.кв. из алюминия.
Для ПН = 40% сечения первички и вторички можно уменьшить в 2 раза.
Для ПН = 20% сечения первички и вторички можно уменьшить в 3 раза.
Например ПН = 20% – это значит, что если взять за 100% 1 час работы трансформатора под нагрузкой, то 12 минут варим 48 минут отдыхаем, иначе трансформатор перегреется и перегорит (этот режим больше всего годится для не больших домашних дел). Я думаю тут понятно.
ПН – продолжительность нагрузки. ПВ – продолжительность включения. ПР – продолжительность работы. Все эти термины одно и тоже, измеряются в процентах.
2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.
Например, нам нужен трансформатор с регулированием сварочного тока 16 ступенями например используемого в этой схеме сварочного полуавтомата.
Выбираем номинальное напряжение вторичной обмотки.
Uномин = Uмакс – Uмакс*10/100
Где: Uномин - напряжение номинальной обмотки (на это напряжение будем рассчитывать вторичку). Uмакс - максимальное напряжение вторички для конкретного типа расчета.Рассчитываем, Uмакс = 35 вольт
Uномин = 35 – 35*10/100 = 32 вольт. Рассчитаем количество витков для вторичной обмотки номинальным напряжением 32 вольт, тип сердечника ОЛ (тор).
K = 35/S
К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.
W2 =U2*K = 32*0.77 = 25 витков
Теперь рассчитаем ступени первичной обмотки.
W1_ст = (220*W2)/Uст2
Где: Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке. W2 - количество витков вторички. W1_ст - количество витков первичной обмотки.Как мы рассчитали ранее количество витков обмотки W2 = 25 витков.
Рассчитаем количество витков первички для напряжения на вторичке равное 35 вольт. W1_ст1 = (220*25)/35 = 157 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 34 вольт (шаг 1 вольт на вторичке) W1_ст2 = (220*25)/34 = 161 виток.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 33 вольт W1_ст3 = (220*25)/33 = 166 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 32 вольт W1_ст4 = (220*25)/32 = 172 витка.. Номинальная обмотка
Далее рассчитываем на 31 вольт W1_ст5 = (220*25)/31 = 177 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 30 вольт .. W1_ст6 = (220*25)/30 = 183 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 29 вольт W1_ст7 = (220*25)/29 = 190 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 28 вольт W1_ст8 = (220*25)/28 = 196 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 27 вольт W1_ст9 = (220*25)/27 = 204 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 26 вольт W1_ст10 = (220*25)/26 = 211 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 25 вольт W1_ст11 = (220*25)/25 = 220 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 24 вольт W1_ст12 = (220*25)/24 = 229 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 23 вольт W1_ст13 = (220*25)/23 = 239 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 22 вольт W1_ст14 = (220*25)/22 = 250 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 21 вольт W1_ст15 = (220*25)/21 = 261 виток.. Пассивный режим
И последняя ступень на 20 вольт W1_ст16 = (220*25)/20 = 275 витков.. Пассивный режим
Мотаем первичную обмотку трансформатора до 157 витка, делаем отвод, он будет соответствовать 35 вольтам на вторичке. Далее мотаем 4 витка до 161 витка и делаем отвод, он будет соответствовать напряжению на вторичке 34 вольт. Далее мотаем 5 витков и делаем отвод на 166 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 33 вольт и т.д. согласно выше приведенному расчету.
Заканчиваем намотку первичной обмотки на 275 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 20 вольт.
В итоге у нас получился трансформатор габаритной мощностью в 6840 ватт, первичной обмоткой с 16 ступенями регулирования.
Сечение обмоток такие же, как в первом варианте расчета.
На данном этапе мы заканчиваем расчет трансформатора.
Как сделать трансформатор смотрите здесь Делаем тороидальный сварочный трансформатор
Таким образом было рассчитано много трансформаторов и они прекрасно работают в сварочных полуавтоматах и сварочных аппаратах.
Не нужно боятся форсированного режима работы трансформатора (это такой режим, когда к обмотке трансформатора рассчитанного например на 190 вольт приложено напряжение 220 вольт), трансформатор прекрасно работает в таком режиме. Имея маломощный трансформатор, можно вытянуть из него все возможности используя форсированный режим для комфортного процесса сварки с помощью сварочного полуавтомата.
Ссылка для статьи на сайте Рассчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.
Автор замысловатых расчетов: Svapka.Ru
Ответ на комментарий.
Как наматывать на П-образный сердечник:
Первичная обмотка.
Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их начала. Концы этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.
Вторичная обмотка.
Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их концы. Начала этих обмоток используем для сварки.
Расчет площади сердечника и площади окна сердечника Sc и So.
Страницы комментариев: « 1 … 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19]
Страницы комментариев: « 1 … 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19]
svapka.ru
Работа над полуавтоматом самодельным сварочным: технология изготовления
- Дата: 25-05-2015
- Просмотров: 388
- Рейтинг: 23
Те мастера, которые увлекаются сварочными работами, не раз задумывались над тем, как соорудить установку для проведения сопряжения элементов и деталей. Описанный ниже самодельный сварочный полуавтомат будет иметь следующие технические характеристики: напряжение электросети, равное 220 В; уровень потребляемой мощности, не превышающий 3 кВа; работает в повторно-кратковременном режиме; корректируемое рабочего напряжения является ступенчатым и варьируется в пределах 19-26 В. Сварочная проволока подается со скоростью в пределах от 0 до 7 м/мин, тогда как ее диаметр равен 0,8 мм. Уровень сварочного тока: ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А.
Практика показывает, что подобный полуавтомат сварочный способен демонстрировать отличную работоспособность и длительный срок жизнедеятельности.
Устройство полуавтомата для сварки.
{reklama1}
Подготовка элементов перед началом работ
В роли сварочной проволоки следует применять обычную, ту, что имеет диаметр в пределах 0,8 мм, она реализуется в катушке по 5 кг. Такой сварочный полуавтомат невозможно будет изготовить без наличия сварочной горелки на 180 А, которая имеет евроразъем. Приобрести ее можно в отделе, специализирующемся на продаже сварочного оборудования. На рис. 1 можно увидеть схему сварочного полуавтомата. Для установки понадобится выключатель питания и защиты, для него можно использовать однофазный автомат АЕ (16А). При работе аппарата возникнет необходимость перехода между режимами, для этого можно применить ПКУ-3-12-2037.
Схема питания сварочного полуавтомата.
От наличия резисторов можно отказаться. Их цель состоит в скорой разрядке конденсаторов дросселя. Что касается конденсатора С7, то в тандеме с дросселем он способен стабилизировать горение и поддерживать дугу. В качестве наименьшей его емкости может выступить 20000 мкф, тогда как наиболее подходящий уровень равен 30000 мкф. Если попытаться внедрить другие разновидности конденсаторов, которые обладают не столь внушительными размерами и более значительной емкостью, то они станут проявлять себя не в достаточной степени надежно, так как будут довольно скоро выгорать. Для изготовления сварочного полуавтомата предпочтительнее использовать конденсаторы старого типа, расположить их нужно в количестве 3-х штук в параллель.
Силовые тиристоры на 200 А имеют достаточный запас, допустимо установить и на 160 А, однако функционировать они станут на пределе, в последнем случае возникнет необходимость использовать довольно мощные вентиляторы при работе. Используемые В200 следует устанавливать на поверхности негабаритной алюминиевой основы.
Намотка трансформатора
Изготавливая сварочный полуавтомат своими руками, процесс нужно начинать с намотки трансформатора ОСМ-1 (1кВт).
Схема самодельного приспособления для обмотки трансформаторов.
Его первоначально предстоит полностью разобрать, железо следует на время отложить. Предстоит изготовить каркас катушки, применив для этого текстолит толщиной равной 2 мм, такая необходимость возникает по той причине, что свой каркас не имеет достаточного запаса прочности. Габариты щеки должны быть равны 147х106 мм. В щеках нужно подготовить окно, габариты которого равны 87х51,5 мм. На этом можно считать, что каркас полностью готов. Теперь нужно отыскать обмоточный провод Ø1,8 мм, предпочтительнее использовать тот, что имеет усиленную стекловолоконную защиту.
Изготавливая сварочный полуавтомат своими руками, нужно создать на первичной обмотке следующее количество витков: 164 + 15 + 15 + 15 + 15. В промежутке между слоями нужно проложить изоляцию, применив тонкую стеклоткань. Провод предстоит наматывать с максимальной плотностью, в противном случае он может не влезть.
Схема намотки сварочного трансформатора.
Для подготовки вторичной обмотки нужно использовать алюминиевую шину, которая имеет стеклянную изоляцию с габаритами, равными 2,8х4,75 мм, приобрести ее можно у обмотчиков. Понадобится около 8 м, однако приобрести материал нужно с некоторым запасом. Намотку следует начинать с образования 19 витков, после предстоит обеспечить петлю, направленную под болт М6, затем необходимо сделать еще 19 оборотов. Концы должны иметь длину по 30 см, что понадобится для проведения дальнейших работ. При изготовлении полуавтомата сварочного следует учесть, что если для работы с габаритными элементами вам может быть недостаточно тока при подобном напряжении, то на этапе монтажа или уже в процессе дальнейшего использования аппарата можно переделать вторичную обмотку, дополнив ее еще тремя витками на плечо, в конечном результате это позволит получить 22+22.
Сварочный полуавтомат должен обладать обмоткой, которая укладывается впритык, по этой причине следует мотать очень аккуратно, это позволит расположить все верно. При использовании для образования первичной обмотки эмальпровода затем в обязательном порядке нужно произвести обработку посредством лака, минимальное время удержания катушки в нем ограничено 6 часами.
Схема первичной и вторичной обмоток.
Теперь можно смонтировать трансформатор и подсоединить его к электросети, что позволит определить ток холостого хода, который должен быть равен примерно 0,5 А, уровень напряжения на вторичной обмотке должен быть эквивалентен 19-26 В. При совпадении условий можно на время отложить трансформатор и приступить к выполнению следующего этапа.
Делая сварочный полуавтомат своими руками, взамен ОСМ-1 для силового трансформатора допустимо использовать 4 единицы ТС-270, однако они обладают несколько иными габаритами, при необходимости для этого случая можно самостоятельно рассчитать данные для осуществления намотки.
Намотка дросселя
Изготовление корпуса из старого блока питания.
Для проведения намотки дросселя следует использовать трансформатор на 400 Вт эмальпровод Ø1,5 мм или больше. Намотку нужно произвести в 2 слоя, укладывая изоляцию между слоями, при этом нужно соблюдать требование, которое заключается в необходимости как можно более плотной укладки провода. Теперь предстоит использовать алюминиевую шину с размерами в 2,8х4,75 мм, при намотке нужно осуществить 24 витка, остаток шины должен быть равен 30 см. Сердечник следует монтировать с обеспечением зазора в 1 мм, параллельно с этим предстоит уложить заготовки текстолита. При самостоятельном изготовлении сварочного полуавтомата дроссель допустимо намотать на железе, позаимствованном от лампового старого телевизора.
Для питания схемы можно использовать готовый трансформатор. Его выдача должна составить 24 В при 6 А.
Сборка корпуса
На следующем этапе можно приступать к сборке корпуса установки. Для этого можно использовать железо, толщина которого равна 1,5 мм, углы предстоит соединить методом сварки. В качестве основания механизма рекомендуется использовать нержавеющую сталь.
http://moyasvarka.ru/youtu.be/ZpKyMsAy_cU
{reklama2}
В роли мотора может выступить та модель, которая применяется в стеклоочистителе машины марки ВАЗ-2101. Необходимо избавиться от концевика, который работает на возврат в крайнее положение. В подкатушечнике для получения тормозного усилия используется пружина, можно для этого применить совершенно любую, которая есть в наличии. Тормозной эффект будет более внушительным, если на это станет влиять воздействие сжатой пружины, для этого предстоит закрутить гайку.
Для того чтобы сделать полуавтомат своими руками, нужно подготовить следующие материалы и инструменты:
- эмальпровод;
- проволоку;
- однофазный автомат;
- трансформатор;
- сварочную горелку;
- железо;
- текстолит.
http://moyasvarka.ru/youtu.be/LvIyLUOzS64
Изготовление такой установки окажется посильной задачей для мастера, который заблаговременно ознакомился с представленными выше рекомендациями. Этот автомат окажется намного более выгодным в плане стоимости по сравнению с той моделью, что была произведена в условиях завода, а ее качество не окажется ниже.
moyasvarka.ru
www.samsvar.ru
Как рассчитать скорость сварки полуавтоматом?
Сварка полуавтоматом — один из самых востребованных типов сварки. С помощью полуавтомата можно варить даже разнородные металлы, не говоря уже о работе со сложными сплавами, вроде алюминия или меди. По этой причине на производствах любого масштаба всегда нужны сварщики, которые будут владеть навыками сварки полуавтоматом.
Однако, помимо технологии мастер также должен знать, как рассчитать оптимальный режим сварки, в частности ее скорость. В этой статье мы кратко расскажем, как рассчитать не только скорость сварки, но и силу тока или напряжение дуги в зависимости от толщины металла и прочих показателей. Вы узнаете несколько полезных формул, а для новичков мы составили небольшую таблицу-подсказку.
Содержание статьи
Общая информация
Режим сварки — это совокупность параметров, настроив которые мы можем выполнить сварку. Проще говоря, это набор настроек, которые мы применяем в той или иной ситуации. Мы посвятили отдельную статью теме выбора режима сварки при работе с полуавтоматом. Обязательно прочтите ее. А мы расскажем об основах, и в частности о скорости сварки.
Основные параметры режима сварки, которые нужно уметь рассчитывать — это сварочный ток, напряжение дуги и скорость сварки. При этом скорость сварки невозможно рассчитать, не зная силу тока и напряжение сварочной дуги. Так что в рамках этой статьи мы научим вас определять все три параметра.
Почем эти параметры так важны? Все просто: от них напрямую зависит качество готового шва, его размеры и прочие характеристики. Если вы правильно подберете эти параметры, сможете существенно упростить свою работу. А швы получатся не только качественным, но и долговечными.
Ниже представлена таблица с рекомендуемыми показателями скорости сварки и не только. Такая таблица будет полезна для новичков, но опытные мастера должны сами рассчитывать все показатели или просто знать их наизусть. Так что пользуйтесь данной таблицей на начальном этапе, со временем начинайте сами рассчитывать все показатели.
Расчет скорости сварки
Прежде чем рассчитать скорость сварки при работе с полуавтоматом нам нужно посчитать силу сварочного тока и напряжение дуги. В качестве примера возьмем сталь, которую будем варить тавровым, односторонним швом без кромок или скосов.
Чтобы определить силу тока нам понадобится формула. Обращаем ваше внимание, что сила тока должна определяться в зависимости от того, какой диаметр у электрода, также нужно знать плотность тока. Чтобы произвести расчет сварочного тока воспользуйтесь формулой ниже:
Здесь dэ2 — это диаметр электрода, в нашем случае 1.6 миллиметра. А j — это плотность тока, в нашем случае она равна 175 А/мм2.
Теперь, зная силу тока и диаметр электрода мы можем посчитать напряжение сварочной дуги. Воспользуйтесь формулой ниже:
И наконец подходим к расчету оптимальной скорости сварки. Ниже формулы:
αH рассчитывается с помощью отдельной формулы выше. ϒ — это плотность наплавленного металла, в нашем случае 7,8. А FН1пр — это площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход.
Вместо заключения
Правильно рассчитанный и подобранный режим сварки полуавтоматом сразу избавляет сварщика от множества проблем. Соединения получаются качественными и долговечными, предприятие получает прибыль, а сварщик — хорошую зарплату. Поэтому так важно уметь производить все расчеты самостоятельно, не полагаясь на готовые рекомендации. Ведь в каждой ситуации могут быть свои нюансы.
Тем не менее, обязательно изучите ГОСТы или любые другие нормативные документы, поскольку в них зачастую четко расписывают, какой должна быть скорость сварки и не только. Знаете ли вы другие методы, с помощью которых можно точно рассчитать режим сварки? Поделитесь об этом в комментариях к этой статье.
[Всего голосов: 0 Средний: 0/5]svarkaed.ru
Трансформатор для сварочного полуавтомата, расчет, намотка
В этой статье я расскажу вам как собрать, рассчитать и намотать трансформатор для сварочного полуавтомата.
Сначала нужно определиться с количеством с имеющегося у вас железа. Исходя из этого определиться с наружным и внутренним диаметром тора. Внутренний диаметр нужно принимать от 12 см и выше, иначе если нет опыта в намотке, у вас не уместится вторичка. Также нужно стремится сделать такие размеры, что бы площадь сердечника была от 30 см.кв. и выше.
В итоге расчетные размеры тора получились такие.. D=25см, d=14см, h=6,2 см.После сборки и замеров итоговая (реальная) площадь сердечника данного тора равна:
Sс =33,4 см.кв.
Посчитаем количество витков на вольт. Так как это тор, то примем коэффициент равным 35.
35/33,4 =1,047 витка на вольт.
Далее определимся с диапазоном напряжений. Принимаем от 18 до 32 вольт.
Далее расчитаем количество витков вторички. Для этого берем максимальное напряжение, то есть 32 вольта.
W2 = 32*1,047 = 33 витка.
Далее рассчитаем ступени первичной обмотки для регулирования сварочного тока. Принимаем количество ступеней равным 8.
Для расчета количества витков используем формулу:
W1_ст = (220*W2)/Uст2
Где: Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке. W2 - количество витков вторички. W1_ст - количество витков первичной обмотки.Далее расчет:
Примем шаг ступени на вторичке 2 вольта.
W1_ст1 = (220*33)/32 = 230 витков.W1_ст2 = (220*33)/30 = 242 витка.W1_ст3 = (220*33)/28 = 260 витков.W1_ст4 = (220*33)/26 = 280 витков.W1_ст5 = (220*33)/24 = 302 витка.W1_ст6 = (220*33)/22 = 330 витковW1_ст7 = (220*33)/20 = 363 витка.W1_ст8 = (220*33)/18 = 403 витка.
Мотаем первичку равномерно по всему тору до 230 витка, делаем отвод. Это будет первая ступень первички. Мотаем далее до 242 витка, делаем отвод. Это будет вторая ступень первички. И так далее, завершаем намотку на 403 витке (8 ступень первички).
Вторичку мотаем по верх первички равномерно по всему тору. Вторичка имеет 33 витка.
Далее процесс сборки сердечника, намотки первичной и вторичной обмотки, представлен в виде фото галереи.
Наведя мышкой на изображение вы увидите комментарий к нему. Также можно кликнуть мышкой по изображению, чтобы увидеть его в большем разрешении.
Поехали:
Как видите ни чего сложного при расчете и сборке сварочного трансформатора нет. Хотел еще заметить, что при проверке напряжения вторички (когда наматывал пробную обмотку 33 витка), в сети было 245 вольт. Поэтому на минимальной ступени было 20 вольт вместо расчетных 18 вольт, а на максимальной 35 вольт, вместо 33 вольт.
При подключении в нормальную сеть 220 вольт, напряжение на вторичке соответствовала расчетным, то есть от 18 до 32 вольт. Ток холостого хода на 230 витке составлял 1,4 ампера (у вас будет отличаться, так как качество железа, качество стяжки сердечника у всех разное). На 403 витке ток холостого хода 0,15 ампер.
Это чудо весит 24,5 кг. Со своими обязанностями справляется на пятерку.
Ну в общем расписывать больше нечего, все должно быть понятно. Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.
Автор статьи и фото: Admin Svapka.ru
svapka.ru
