DIY svets transformator

Idag är det svårt att föreställa sig konstruktion och skapande av olika metallkonstruktioner utan användning av svetstransformatorer. Den höga tillförlitligheten hos konstruktionernas anslutningar och den enkla utförandet av arbetet gjorde det möjligt för svetsmaskinen att ta sin plats i alla byggare. Du kan köpa en sådan transformator i alla järnaffärer. Men inte alltid kan fabriksmodellen uppfylla vissa önskemål och krav. Därför försöker många göra en transformator för svetsning på egen hand. Tillverkningen av en hemgjord svetstransformator sker i flera steg, från beräkningar till installation.

För att förstå hela processen med att göra en transformator för svetsning med egna händer måste du förstå principen för dess drift, som består i att omvandla en spänning på 220 volt till en lägre spänning på upp till 80 volt. I detta fall ökar strömstyrkan från 1,5 ampere till 160 – 200 ampere, och i industrin upp till 1000 ampere. Detta beroende för en svetstransformator kallas också den sänkande volt-ampereegenskapen och är en av apparatens grundläggande egenskaper. Det är på grundval av detta beroende att hela strukturen i svetstransformatorn byggs och alla nödvändiga beräkningar utförs och olika modeller av svetsmaskiner har skapats..

Typer av hemmagjorda transformatorer för svetsning

Mer än två hundra år har gått sedan upptäckten av ljusbågsfenomenet och skapandet av den första svetsmaskinen. Under hela denna tid har svetstransformatorn och svetsmetoderna förbättrats. Idag kan du se flera olika utföranden av svetsmaskiner, med olika komplexitet och driftsprincip. Bland dem är de mest populära för gör-det-själv-tillverkning en svetstransformator för motståndssvetsning och för ljusbåge.

Arc svets transformator

Arc svets transformator

Bågsvetsningstransformatorer är de mest utbredda bland hantverkare. Det finns flera anledningar till denna popularitet. För det första den enkla och tillförlitliga konstruktionen av apparaten. För det andra ett brett spektrum av applikationer. För det tredje, enkelhet och bärbarhet. Men förutom de fördelar som beskrivs ovan har manuell bågsvetsning ett antal nackdelar, bland vilka de viktigaste är låg effektivitet och beroende av svetsens kvalitet på svetsarens skicklighet..

Manuell bågsvetsning används oftast för olika reparations- och byggarbeten, tillverkning av metallkonstruktioner och delar av konstruktioner, rörsvetsning. Med hjälp av bågsvetsning är både skärning och svetsning av metall av olika tjocklek möjlig.

Transformator för punktsvetsning

Utformningen av sådana transformatorer är ganska enkel. Enheten består av transformatorn själv, strömregulatorn, hållaren för elektroderna och jordklämman. Separat är det värt att markera det centrala elementet – transformatorn. Dess design kan vara av flera typer, men de mest populära är hemgjorda svetstransformatorer med en toroidal och U-formad magnetkrets. Runt magnetkärnan finns två lindningar av en koppar- eller aluminiumtråd – primär och sekundär. Beroende på prestandaegenskaperna ändras trådens tjocklek på lindningarna, liksom antalet varv.

Transformator för punktsvetsning

Transformator för punktsvetsning

Denna typ av svetsning kallas också motståndssvetsning, och motståndssvetsningstransformatorer skiljer sig något från bågsvetsmaskiner. Den viktigaste skillnaden ligger i svetsmetoden. Så om det vid bågsvetsning uppstår smältning med hjälp av en elektrisk båge som uppstår mellan elektroden och ytan som ska svetsas, så sker vid motståndssvetsning punktuppvärmning av svetsen med elektricitet med hjälp av två slipade kopparelektroder och högt tryck för anslutningen. Som ett resultat smälter och smälter metallen i arbetsstyckena vid stötpunkten.

Punktsvetsning har funnits bred tillämpning i bilindustrin, i konstruktion när man skapar en ram av armering för armerade betongkonstruktioner, svetsning av tunna plåtar av aluminium, rostfritt stål, koppar och andra metaller som kräver särskilda förhållanden för svetsning.

Transformator för punktsvetsning

Utformningen av transformatorer för punktsvetsning har också vissa skillnader. För det första gäller det frånvaron av deponerade elektroder. Istället används spetsiga kopparkontakter, mellan vilka elementen som ska svetsas är placerade. För det andra är transformatorerna i sådana enheter mindre kraftfulla och tillverkade med en U-formad kärna. För det tredje har kontaktsvetsmaskiner en uppsättning kondensatorer i sin design, vilket inte är nödvändigt för bågsvetsning..

Men oavsett om du planerar att göra en bågsvetsning eller motståndstransformator, måste du känna till deras prestandaegenskaper. Och förstå vad var och en av dem är ansvarig för och hur du kan ändra den eller den egenskapen.

Egenskaper hos svetstransformatorer

Egenskaper hos svetstransformatorer

Svetstransformatorns prestanda bestäms av dess prestandaegenskaper. Genom att veta och förstå vad den eller den egenskapen är ansvarig för kan du enkelt beräkna svetstransformatorn och montera enheten med egna händer.

Nätspänning och antal faser

Denna egenskap indikerar spänningen i nätverket från vilket svetstransformatorn kommer att drivas. Oftast är hemgjorda svetstransformatorer konstruerade för en spänning på 220 V, men ibland kan det vara 380 V. När du utför beräkningar och skapar en krets är denna parameter en av de viktigaste.

Märksvetsström för transformatorn

Denna egenskap är grundläggande för alla svetstransformatorer. Möjligheten att svetsa och skära ett arbetsstycke av metall beror på värdet på den nominella svetsströmmen. I hemgjorda och hushållssvetsande transformatorer överstiger värdet på märkströmmen inte 200 A. Men detta är mer än tillräckligt, särskilt eftersom ju högre denna indikator är, desto högre är transformatorns vikt. Till exempel, i industriella svetstransformatorer, kan svetsströmmen nå 1000 A, och vikten av sådana enheter kommer att vara mer än 300 kg..

Gränser för reglering av svetsström

Vid svetsning av metall med olika tjocklek krävs en viss strömstyrka, annars smälter inte metallen. För detta tillhandahålls en regulator i utformningen av svetstransformatorer. Oftast ställs justeringsgränserna ut från behovet av att använda elektroder med en viss diameter. För hemmagjorda bågsvetsmaskiner varierar justeringsgränserna från 50 A till 200 A. För motståndssvetsningstransformatorer börjar styrgränserna från 800 A till 1000 A och mer.

Elektroddiameter

För att svetsa metall med olika tjocklek med samma bågsvetsmaskin måste du justera den nominella svetsströmmen och även använda elektroder med olika diametrar. Det bör tydligt förstås att svetsning med tunna elektroder kräver en låg strömstyrka, och för tjockare, tvärtom, en stor. Detsamma gäller metallens tjocklek. Tabellen nedan visar en sammanfattning av diametrarna för de använda elektroderna, beroende på metallens tjocklek och transformatorn..

Viktig! För motståndssvetsningstransformatorer är elektrodernas diameter också viktig. Men samtidigt används två parametrar – diametern på själva elektroden och diametern på den konformade delen..

Nominell arbetsspänning

Som vi redan vet arbetar en svetstransformator för att sänka ingångsspänningen till ett lägre värde. Utgångsspänningen kallas nominell och överstiger inte 80 volt. För bågsvetsningstransformatorer är märkspänningsområdet mellan 30 – 70 volt. Dessutom är denna egenskap inte justerbar och ställs in initialt. Punktsvetsningstransformatorer, till skillnad från bågformade, har en ännu lägre märkspänning i storleksordningen 1,5 – 2 volt. Sådana indikatorer är ganska naturliga, med tanke på förhållandet mellan spänning och ström. Ju högre strömstyrka desto lägre spänning.

Nominellt driftsläge

Denna prestanda är en av nycklarna. Det nominella driftläget indikerar hur länge du kan arbeta kontinuerligt och hur mycket du behöver för att låta det svalna. För självtillverkade svetstransformatorer ligger det nominella läget i intervallet 30%. Det vill säga, av 10 minuter kan 3 tillagas kontinuerligt och få vila i 7 minuter..

Strömförbrukning och effekt

Faktum är att dessa två indikatorer har liten effekt. Men genom att känna till båda dessa indikatorer kan du beräkna effektiviteten hos svetstransformatorn. Ju mindre skillnaden mellan effektförbrukning och effekt är desto bättre. Det bör noteras att när man utför beräkningar måste värdet på energiförbrukningen vara känd och beaktas..

Öppen kretsspänning

Denna indikator är viktig för bågsvetsningstransformatorer. Han är ansvarig för bågens utseende. Ju högre denna siffra, desto lättare är det att utlösa svetsbågen. Men den öppna kretsspänningen är begränsad av säkerhetsregler och bör inte överstiga 80 volt.

Svets transformator diagram

När du skapar en transformator för svetsning med egna händer kan du inte klara dig utan dess schematiska diagram. I själva verket finns det inga speciella svårigheter i detta, särskilt eftersom själva transformatorn är ganska enkel. Diagrammet nedan visar den enklaste bågsvetsningstransformatorn.

Enkel bågsvetsningstransformator

Viktig! De som är dåligt insatta eller inte alls förstår elektriska kretsar bör först bekanta sig med GOST 21.614 “Villkorliga grafiska bilder av elektrisk utrustning och ledningar i originalet.” Och först då fortsätter du att skapa en krets för en svetstransformator.

Med utvecklingen av elektroteknik och teknik har svetstransformatorkretsen förbättrats. Idag kan du i hemgjorda svetsmaskiner se diodbroar och olika regulatorer av svetsströmmen. Diagrammet över bågsvetsningstransformatorn nedan visar hur diodbron är integrerad i den..

Arc svets transformator diagram

Viktig! Den mest populära bland hemgjorda bågsvetsningstransformatorer är toroidal. En sådan anordning har utmärkta prestandaegenskaper, som är en storleksordning högre än för transformatorer med en U-formad kärna. Detta gäller främst hög effektivitet och märkström, vilket har en fördelaktig effekt på enhetens totala vikt..

Till skillnad från de som beskrivs ovan är punktsvetsningstransformatorkretsen mer komplex och kan innefatta kondensatorer, tyristorer och dioder. Denna fyllning möjliggör en finare kontroll av strömstyrkan, liksom tiden för kontaktsvetsning. Ett ungefärligt diagram över en motståndssvetsningstransformator kan ses nedan..

Kontakt svets transformator diagram

Förutom ovanstående system för svetsmaskiner finns det andra. Att hitta dem blir inte svårt. De läggs ut både på Internet och i olika tidskrifter och böcker om elektroteknik. Efter att ha fått det schema du gillar mest kan du börja beräkna och montera svetstransformatorn.

Beräkning av transformatorn för svetsning

Som redan beskrivits består transformatorn av en kärna och två lindningar. Det är dessa strukturella element som är ansvariga för svetstransformatorns grundprestanda. Genom att i förväg veta vad märkströmmen, spänningen på primär- och sekundärlindningarna samt andra parametrar ska vara, utförs beräkningen för lindningar, kärna och trådtvärsnitt.

Beräkning av transformatorn för svetsning

Vid beräkning av transformatorn för svetsning tas följande data som grund:

  • primärspänning U1. Detta är faktiskt nätspänningen från vilken transformatorn kommer att fungera. Det kan vara 220V eller 380V;
  • märkspänning för sekundärlindningen U2. Elspänning, som bör vara efter att ingången har sänkts och inte överstiger 80 V. Krävs för att träffa ljusbågen;
  • märkström för sekundärlindningen I. Denna parameter väljs på grundval av vilka elektroder som kommer att svetsas och vilken maximal tjocklek på metallen kan svetsas;
  • tvärsnittsarea av kärnan Sс. Anordningens tillförlitlighet beror på kärnans område. Den optimala tvärsnittsytan är från 45 till 55 cm2;
  • fönsterområde Så. Kärnfönstrets område väljs baserat på god magnetisk avledning, överskottsvärmeavledning och bekvämligheten med trådlindning. Parametrar från 80 till 110 cm2 anses vara optimala;
  • strömtäthet i lindningen (A / mm2). Detta är en ganska viktig parameter som ansvarar för elektriska förluster i transformatorlindningarna. För hemgjorda svetstransformatorer är denna siffra 2,5 – 3 A.

Som ett exempel på beräkningar tar vi följande parametrar för en svetstransformator: nätspänning U1 = 220 V, sekundärlindningsspänning U2 = 60 V, märkström 180 A, kärnsektionsarea Sc = 45 cm2, fönsterområde So = 100 cm2 , strömtäthet i lindning 3 A.

Det första du ska beräkna är transformatorns effekt:

P = 1,5 * Sс * Så = 1,5 * 45 * 100 = 6750 W eller 6,75 kW.

Viktig! I denna formel är koefficienten 1,5 tillämplig för transformatorer med en kärna av typ P, Sh. För toroidformade transformatorer är denna koefficient 1,9 och för kärnor av typ PL, SHL 1,7.

Därefter beräknar vi antalet varv för var och en av lindningarna. För att göra detta beräknar vi först antalet varv per 1 V enligt formeln K = 50 / Sс = 50/45 = 1,11 varv för varje förbrukad Volt.

Viktig! Som i den första formeln används koefficienten 50 för transformatorer med en kärna av typ P, Sh. För toroidformade transformatorer kommer den att vara 35, och för kärnor av typ PL, SHL 40.

Nu beräknar vi maxströmmen på primärlindningen enligt formeln: Imax = P / U = 6750/220 = 30,7 A. Det återstår att beräkna varv baserat på data som erhållits.

För att beräkna svängarna använder vi formeln Wx = Ux * K. För sekundärlindningen blir detta W2 = U2 * K = 60 * 1,11 = 67 varv. För den primära beräkningen kommer vi att utföra lite senare, eftersom en annan formel används där. Ganska ofta, särskilt för toroidformade transformatorer, utförs beräkningen av de aktuella regleringsstegen. Detta görs för att leda ut tråden vid en specifik sväng. Beräkningen utförs enligt följande formel: W1st = (220 * W2) / Ust.

Var:

Ust – utspänning för sekundärlindningen.

W2 – varv av sekundärlindningen.

W1st – svängningar av den primära lindningen av ett visst steg.

Men först är det nödvändigt att beräkna spänningen för varje steg Ust. För att göra detta använder vi formeln U = P / I. Till exempel måste vi göra fyra steg med reglering vid 90 A, 100 A, 130 A och 160 A för vår 6750 W transformator. Genom att ersätta data med formeln får vi U1st1 = 75 V, U1st2 = 67,5 V, U1st3 = 52 V, U1st4 = 42,2 V.

Vi ersätter de erhållna värdena i formuläret för att beräkna varv för justeringsstegen och vi får W1st1 = 197 varv, W1st2 = 219 varv, W1st3 = 284 varv, W1st4 = 350 varv. Om vi ​​lägger till ytterligare 5% till det maximala värdet av de erhållna varvningarna för fjärde etappen får vi det verkliga antalet varv – 385 varv.

Slutligen beräknar vi tvärsnittet av tråden på de primära och sekundära lindningarna. För att göra detta delar vi den maximala strömmen för varje lindning med strömtätheten. Som ett resultat får vi Sperv = 11 mm2 och Svtor = 60 mm2.

Viktig! Beräkningen av motståndssvetsningstransformatorn utförs på samma sätt. Men det finns ett antal betydande skillnader. Faktum är att märkströmmen för sekundärlindningen för sådana transformatorer är i storleksordningen 2000 – 5000 A för lågeffekta och upp till 150 000 A för kraftfulla. Dessutom gäller regleringen för sådana transformatorer upp till 8 steg med hjälp av kondensatorer och en diodbrygga..

Installation av svetstransformator

Med alla beräkningar och diagram i hand kan du börja montera transformatorn. Allt arbete kommer inte att vara så svårt som noggrant, eftersom du måste räkna antalet varv och inte gå vilse. Trots att den toroidala transformatorn för svetsning är den mest populära bland hemmagjorda enheter, överväg installationen med exemplet på en transformator med en U-formad kärna. Denna typ av transformator är något lättare att montera till skillnad från toroidal och den näst mest populära bland hemlagade produkter..

Delar av lådan i en hemgjord transformator

Vi börjar arbeta med skapa ramar för lindningar. För detta använder vi textolitplattor. Detta material används för att skapa stämplade brädor. Vi skär ut delar för två lådor från tallrikarna. Varje låda kommer att bestå av två topplock med spår för fyra väggar. Ytan på de inre slitsarna motsvarar kärnans tvärsnittsarea med en liten ökning för lådans väggar. Ett exempel på hur lådans delar ska se ut kan ses på fotot..

Isolering av svetstransformatorns ram

Efter att ha monterat ramarna för lindningarna isolerar vi dem med värmebeständig isolering. Sedan börjar vi linda lindningarna.

Primärlindning av svetstransformatorn Sekundärlindning av svetstransformatorn

Det är lämpligt att ta ledningarna för lindningarna med värmebeständig glasisolering. Detta kommer naturligtvis att bli något dyrare jämfört med konventionella ledningar, men som ett resultat kommer det inte att finnas någon huvudvärk när det gäller eventuell överhettning och sammanbrott i lindningarna. När vi har lindat ett lager ledningar isolerar vi det och först efter det börjar vi linda nästa. Glöm inte att böja på ett visst antal nystan. I slutet av skapandet av lindningarna lindar vi ett lager av övre isolering. Vi fixar kopparbultar i ändarna av böjningarna..

Viktig! Innan bultarna monteras och fixeras i trådarnas ändar drar vi den senare genom ytterligare hål som skärs i kretskortsramens övre platta.

Montering av kärnan i svetstransformatorn DIY svets transformator kärna med lindningar

Nu börjar vi montera och laminera svetstransformatorns magnetkrets. För honom används järn, skapat speciellt för detta. Metallen har vissa indikatorer på magnetisk induktion, och ett olämpligt märke kan förstöra allt. Metallkärnplattorna kan tas bort från gamla transformatorer eller köpas separat. Själva plattorna är cirka 1 mm tjocka, och för att montera hela kärnan krävs bara att alla plattor tålmodigt sammanfogas. Efter slutförande, kontrollera alla lindningar med en testare för fel..

Installera en diodbro i en hemgjord svetstransformator

Efter avslutad montering av transformatorn gör vi det diodbro och installera den nuvarande regulatorn. För en diodbrygga använder vi dioder av typ B200 eller KBPC5010. Varje diod är märkt för 50 A, så 4 sådana dioder krävs för en 180 A märkt svetstransformator. Alla dioder är fästa på en aluminiumradiator och parallellt anslutna med choken till kranarna från lindningarna. Allt som återstår är montera fodralet och placera svetstransformatorn där.

Hemgjord svetstransformator

En bra DIY -svetstransformator fungerar kanske inte första gången. Det finns många anledningar till detta, som börjar med beräkningsfel och slutar med bristande erfarenhet av att montera och installera elektrisk utrustning. Men allt kommer med erfarenhet, och en eller två gånger spolning av transformatorns lindningar kan du få önskat resultat.