Зварювальний трансформатор – пристрій і принцип дії

Зварювальний трансформатор – це простий пристрій, за допомогою якого можна виконувати зварювальні роботи за допомогою покритого електрода. Конструкція цього пристрою настільки проста, що практично будь-який електрик може зібрати зварювальний трансформатор і випрямляч в своєму гаражі. Особливо популярними вони були в нашій країні років 15 назад, коли дістати новомодний інвертор було нелегко, а вартість таких сварок була непідйомною для простих покупців.

Зовнішній вигляд зварювального трансформатора

Сьогодні на їх місце прийшли компактні і більш безпечні інвертори, хоча в багатьох гаражах все ще стоять безглузді коробки іменовані трансформаторами. Якщо ви зацікавлені в придбанні сучасного трансформатора або вирішили власними руками зробити зварювання, то слід ретельно вивчити принцип роботи зварювального трансформатора.

Принцип дії

Щоб зрозуміти принцип дії зварювального трансформатора, звернемо увагу на найпростішу конструкцію, що складається з 2-х обмоток і працює з однофазним струмом. У цьому нам допоможе схема зварювального трансформатора:

Як видно з малюнка, конструкція максимально проста – основа і дві обмотки.

Магнитопровод – це елемент із замкнутим контуром, створений з феромагнітного сплаву. Завдяки цьому опір контуру знижується, а електромагнітна зв’язок контурів збільшується. Це найпростіша схема зварювального трансформатора, є ще різні модифікації з дроселем і інші різновиди.

Первинна обмотка підключається до мережі, а вторинна йде на навантаження, в нашому випадку це тримач електрода і маса. При подачі напруги на первинний контур в ньому проходить змінний струм, який створює магнітний потік в основі, який індукує в обох обмотках ЕРС. Виниклі сили можна пропорційно співвіднести з числом витків обмотки, а якщо опустити незначні (до 5%) втрати напруги, то отримуємо співвідношення:

N1 \ N2 = U1 \ U2 – це значення називають коефіцієнт трансформації.

коефіцієнт трансформації

Співвідношення кількості витків може бути більше 1, тоді трансформатор виконує зниження напруги і називається знижуючим. Якщо коефіцієнт менше 1, то це трансформатор підвищує.

Уявімо, що в нашому випадку перша обмотка складається з 100 витків, а вторинна з 5, 100/5 = 20 коефіцієнт трансформації. Підключивши такий пристрій до стандартної мережі 220 В, на виході отримаємо 220/20 = 11В. Даний коефіцієнт правдивий не тільки для перетворення напруги, а й сили струму, при споживанні первинної обмоткою 5 А, на контактах отримаємо всі 100А. Силу струму можна регулювати в процесі зварювання, для цього змінюють зазор муздрамтеатру. Зростання або зниження цього відстані зменшує опір і відповідно, на величину магнітного потоку. Збільшивши зазор ми знижуємо силу струму, а для збільшення зварного струму зазор скорочують.

Знаючи співвідношення кількості витків обмотки і напруги мережі можемо підібрати число витків вторинної обмотки, щоб отримати необхідні значення напруги і сили струму. Нормальна напруга холостого ходу зварювального трансформатора вважається 60В, що відповідає трансформаторному коефіцієнту, рівному 3.6.

Пристрій і конструкція трансформатора

Для більш простого розуміння роботи пристрою, розглянемо його основні складові на прикладі існуючого трансформатора. На зображенні відзначені його основні вузли:

1 Первинний контур обмотки, покритий ізоляцією.
2 Вторинний контур обмотки без ізоляції, з повітряними каналами для вентиляції обмотки;
3 Рухомий сердечник трансформатора;
4 Система підвісу, яка зберігає пристрій від пошкоджень;
5 Система управління, відповідає за зміну зазору в муздрамтеатрі, а також за регулювання повітряного зазору обмотки;
6 Гвинт регулювання повітряного зазору;
7- Важіль гвинта.

Це тільки один з варіантів виконання даної конструкції. Як видно, в цілому сам зварювальний трансформатор пристроєм мало чим відрізняється від понижуючого трансформатора. Зварювальник орудує для управління основними діями системою управління, регулюючи тим самим зварювальний струм і ступінь вентиляції обмоток за допомогою спеціального гвинта. Таким чином, конструкція є максимально простий і інтуїтивно зрозумілою для роботи.

Подібні механізми рідкісні у використанні через складний принципу роботи, який не тільки ускладнює сам апарат, а й робить його надмірно дорогим. Завдяки доступності робіт з кольоровим металом і нержавейкой трансформатори постійного струму, найчастіше, використовуються на дрібних і великих підприємствах, для обробки рідких металів. Не варто забувати і те, що вони вимагають особливих електродів, тому їх побутове застосування практично виключено. Порівнюючи дві моделі для змінного і постійного струму, першу слід вибирати для особистих потреб, а другий варіант краще підійде для відповідальних робіт в сфері зварювальних послуг.

Обмежувач холостого ходу

Обмежувач холостого ходу OНТ-3

Блок зниження напруги холостого ходу зварювальних трансформаторів – один з найважливіших елементів. Він працює в повністю автоматичному режимі і зменшує індукцію при розмиканні вторинного контуру до безпечного рівня. Дана дія відбувається майже миттєво, відповідно до загальноприйнятих норм час спрацьовування не повинно перевищувати одну секунду з моменту розмикання ланцюга до моменту вирівнювання холостого ходу.
Особливість роботи зварювання така, що при розриві ланцюга в муздрамтеатрі різко зростає величина магнітного потоку. Слідом відбувається стрибок ЕРС самоіндукції. Це практично завжди призводить до наслідків, на зразок виходу з ладу апарату або ураження струмом зварника. Уникнути подібного можна за допомогою обмежувача холостого ходу, який знижує значення ЕРС до рівня безпечного для зварника і пристрої, приблизно 12В. БСН продаються окремо, тому власне пристрій просто необхідно укомплектувати подібним захистом.

Ссылка на основную публикацию