Svetstransformatorns egenskaper

På jakt efter en lämplig svetstransformator överger många fabriksmodeller till förmån för hemmagjorda. Orsakerna till detta beslut kan vara mycket olika, allt från oacceptabla priser och slutar med önskan att själv göra en svetstransformator. Faktum är att det inte finns några speciella svårigheter i hur man gör en svetstransformator, dessutom kan en hemgjord svetstransformator med rätta betraktas som ägarens stolthet. Men när du skapar det är det omöjligt att göra utan kunskap om transformatorens enhet och krets, dess egenskaper och beräkningar för dem..

Svets transformator prestanda

Varje elverktyg har vissa prestandaegenskaper och svetstransformatorn är inget undantag. Men förutom de vanliga, såsom strömmen, antalet faser och spänningen som krävs för drift i nätverket, har svetstransformatorn en hel uppsättning unika egenskaper, som alla gör att du kan välja enheten exakt i butiken för en viss typ av arbete. För dem som ska göra en svetstransformator med egna händer krävs kunskap om dessa egenskaper för att utföra beräkningar.

Arbetsprincip för svetstransformator

Men innan vi går vidare till en detaljerad beskrivning av varje egenskap, är det nödvändigt att förstå vad som är grundprincipen för svetstransformatorn. Det är ganska enkelt och består i att konvertera ingångsspänningen, nämligen att sänka den. Sänkning av volt -ampere karakteristiken för svetstransformatorn har följande samband – när spänningen (Volt) minskar ökar svetsströmmen (Ampere), vilket gör att metallen kan smältas och svetsas. På grundval av denna princip är allt arbete i svetstransformatorn, liksom andra relaterade prestandaegenskaper, byggt..

Nätspänning och antal faser

Med denna egenskap är allt ganska enkelt. Det indikerar den spänning som krävs för att driva svetstransformatorn. Det kan vara 220 V eller 380 V. I praktiken kan spänningen i nätet svänga något inom +/- 10 V, vilket kan påverka transformatorns stabila drift. Vid beräkning för en svetstransformator är nätspänningen den grundläggande egenskapen för beräkningarna. Dessutom beror antalet faser på spänningen i nätverket. För 220 V är detta två faser, för 380 V, tre. Detta tas inte med i beräkningarna, men detta är en viktig punkt för att ansluta svetsmaskinen och dess funktion. Det finns också en separat kategori transformatorer som kan fungera från både 220 V och 380 V.

Märksvetsström för transformatorn

Svets transformator prestanda

Detta är den grundläggande prestanda som kännetecknar alla svetstransformatorer. Möjligheten att skära och svetsa metall beror på svetsströmens storlek. I alla svetstransformatorer anges detta värde som maximalt, eftersom detta är exakt hur mycket transformatorn kan ge ut vid gränsen för möjligheter. Naturligtvis kan den nominella svetsströmmen justeras för att fungera med elektroder med olika diametrar, och för detta finns en speciell regulator i transformatorerna. Det bör noteras att för hushållssvetsningstransformatorer, skapade för hand, överstiger svetsströmmen inte 160 – 200 A. Detta beror främst på vikten av själva transformatorn. Ju större svetsströmmen är, desto fler varv av koppartråd krävs, och dessa är extra tunga kilo. Förutom svetstransformatorn beror priset på metallen för lindningens trådar, och ju mer tråd som spenderades, desto dyrare blir själva maskinen..

Elektroddiameter

Vid arbete med en svetstransformator för metallsvetsning används svetsbara elektroder med olika diametrar. I detta fall beror förmågan att använda en elektrod med en viss diameter på två faktorer. Den första är transformatorns nominella svetsström. Den andra är metallens tjocklek. Tabellen nedan visar elektrodernas diametrar beroende på metallens tjocklek och svetsströmmen för själva transformatorn.

Elektroddiameter

Som du kan se från denna tabell är användningen av en 2 mm elektrod helt enkelt meningslös vid en ström på 200 A. Eller omvänt är en 4 mm elektrod värdelös vid en ström på 100 A. denna svetstransformator är utrustad med strömstyrka tillsynsmyndigheter.

Gränser för reglering av svetsström

För svetsning av metall med olika tjocklekar används elektroder med olika diametrar. Men om svetsströmmen är för hög, kommer metallen att brinna ut under svetsningen, och om den är för liten kommer det inte att vara möjligt att smälta den. Därför är en speciell regulator inbyggd i svetstransformatorer för dessa ändamål, vilket gör att du kan minska den nominella svetsströmmen till ett visst värde. Vanligtvis, i självtillverkade svetstransformatorer, skapas flera justeringssteg, från 50 A till 200 A.

Nominell arbetsspänning

Som nämnts omvandlar svetstransformatorn ingångsspänningen till ett lägre värde på 30-60 V. Detta är den nominella driftspänningen som krävs för att bibehålla en stabil båge. Förmågan att svetsa metall med en viss tjocklek beror också på denna parameter. Så för svetsning av tunnplåt krävs låg spänning och för tjockare metall högspänning. Vid beräkning är denna indikator mycket viktig..

Nominellt driftsläge

En av de viktigaste prestandaegenskaperna hos en svetstransformator är dess nominella belastning. Det indikerar en period av kontinuerligt arbete. Denna siffra för fabrikssvetsningstransformatorer är vanligtvis cirka 40%, men för hemgjorda transformatorer kan den inte vara högre än 20-30%. Det betyder att av 10 minuters arbete kan du laga mat kontinuerligt i 3 minuter och ge 7 minuter vila..

Strömförbrukning och effekt

Liksom alla andra elverktyg förbrukar en svetstransformator elektricitet. Vid beräkning och skapande av en transformator spelar strömförbrukningsindikatorn en viktig roll. När det gäller uteffekten bör den också beaktas, eftersom effektiviteten hos en svetstransformator direkt beror på skillnaden mellan dessa två indikatorer. Och ju mindre skillnaden är, desto bättre.

Öppen kretsspänning

En av de viktiga prestandaegenskaperna är öppen kretsspänning för svetstransformatorn. Denna egenskap är ansvarig för att svetsbågen lätt kan uppträda, och ju högre spänning, desto lättare kommer ljusbågen att visas. Men det finns en viktig punkt. För att säkerställa säkerheten för den person som arbetar med enheten är spänningen begränsad till 80 V.

Svets transformator diagram

Som redan nämnts är principen för drift av en svetstransformator att sänka spänningen och öka strömmen. I de flesta fall är konstruktionen av en svetstransformator ganska enkel. Den består av en metallkärna, två lindningar – primära och sekundära. Bilden nedan visar enheten för svetstransformatorn.

Svetsningstransformator

Med utvecklingen av elektroteknik har det schematiska diagrammet över svetstransformatorn förbättrats och idag tillverkas svetsmaskiner, i vilka kretsar, en diodbrygga och strömregulatorer används. Diagrammet visar hur diodbron är integrerad i svetstransformatorn (foto nedan).

Diodbro transformator krets

En av de mest populära hemmagjorda svetstransformatorerna är den toroidala kärntransformatorn på grund av dess låga vikt och utmärkta prestanda. Diagrammet över en sådan transformator presenteras nedan..

Toroidal transformator - schematisk

Idag finns det många olika svetstransformatorkretsar, allt från klassiska till inverter- och likriktarkretsar. Men för att skapa en svetstransformator med egna händer är det bättre att välja en enklare och mer pålitlig krets som inte kräver användning av dyr elektronik. Såsom svetsning toroidformad transformator eller transformator med choke och diodbrygga. Under alla omständigheter, för att skapa en svetstransformator, förutom kretsen, måste du utföra vissa beräkningar för att få de nödvändiga prestandaegenskaperna..

Beräkning av svetstransformatorn

När du skapar en svetstransformator för specifika ändamål måste du bestämma dess prestanda i förväg. Dessutom utförs beräkningen av svetstransformatorn för att bestämma antalet varv för primära och sekundära lindningar, kärnans tvärsnittsarea och dess fönster, transformatorns effekt, bågspänningen och andra ..

Beräkning av svetstransformatorn

För att utföra beräkningar behöver du följande initiala data:

  • ingångsspänning för primärlindningen (V) U1;
  • märkspänning för sekundärlindningen (V) U2;
  • märkström för sekundärlindningen (A) I;
  • kärnområde (cm2) Sс;
  • fönsteryta (cm2) Så;
  • lindningsströmtäthet (A / mm2).

Låt oss överväga, med hjälp av ett beräkningsexempel för en toroidformad transformator med följande parametrar: ingångsspänning U1 = 220 V, märkspänning för sekundärlindningen U2 = 70 V, märkström för sekundärlindningen 200 A, kärnområde Sc = 45 cm2, fönsteryta Så = 80 cm2, densitetsströmmen i lindningen är 3 A / mm2.

Först beräknar vi effekten av den toroidala transformatorn med hjälp av formeln:

P -dimension = 1,9 * Sc * Så. Som ett resultat får vi 6840 W eller förenklade 6,8 kW.

Viktig! Denna formel gäller endast toroidala transformatorer. För transformatorer med en kärna av typen PL, SHL används en faktor 1,7. För transformatorer med en kärntyp П, Ш – 1,5.

Nästa steg är att beräkna antalet varv för primära och sekundära lindningar. För att göra detta måste du först beräkna det antal varv som krävs per 1 V. För att göra detta använder vi följande formel: K = 35 / S. Som ett resultat får vi 0,77 varv per 1 V av den förbrukade spänningen.

Viktig! Liksom i den första formeln är faktorn 35 endast tillämplig för toroidformade transformatorer. För transformatorer med en kärna av typen PL, SHL används en faktor 40. För transformatorer med P, SH -typ – 50.

Därefter beräknar vi den maximala strömmen för primärlindningen med hjälp av formeln: Imax = P / U. Som ett resultat får vi strömmen för primärlindningen 6480/220 = 31 A. För sekundärlindningen tar vi strömmen som en konstant på 200 A, eftersom det kan vara nödvändigt att svetsa metall av olika tjocklekar med elektroder med en diameter 2 till 3 mm. Naturligtvis är 200 A i praktiken den begränsande strömstyrkan, men en marginal på ett par tiotals ampere gör att enheten fungerar mer tillförlitligt..

Nu, baserat på de erhållna uppgifterna, beräknar vi antalet varv för primära och sekundära lindningar i en transformator med stegreglering i primärlindningen. Beräkningen för sekundärlindningen utförs enligt följande formel W2 = U2 * K, som ett resultat får vi 54 varv. Därefter vänder vi oss till beräkningen av stegen i primärlindningen. För detta använder vi formeln W1st = (220 * W2) / Ust.

Var:

Ust är den nödvändiga utspänningen för sekundärlindningen.

W2 – antalet varv för sekundärlindningen.

W1st – antalet varv för primärlindningen i ett visst steg.

Men innan vi fortsätter med beräkningen av svängarna i stegen i primärlindningen är det nödvändigt att bestämma spänningen för varje. Detta kan göras med hjälp av formeln U = P / I, var:

P – effekt (W).

U – spänning (V).

I – aktuell (A).

Till exempel måste vi göra fyra steg med följande indikatorer på märkströmmen på sekundärlindningen: 160 A, 130 A, 100 A och 90 A. En sådan spridning kommer att behövas för att använda elektroder med olika diametrar och för att svetsa metall av olika tjocklekar. Som ett resultat får vi Ust = 40,5 V för den första etappen, 50 V för den andra etappen, 65 V för den tredje etappen och 72 V för den fjärde. Ersätter de erhållna data i formeln W1st = (220 * W2) / Ust, vi beräknar antalet varv för varje steg. W1st1 = 293 varv, W1st2 = 238 varv, W1st3 = 182 varv, W1st4 = 165 varv. I processen med att linda tråden på vart och ett av dessa varv görs en kran för regulatorn.

Det återstår att beräkna trådens tvärsnitt för primära och sekundära lindningar. För detta använder vi indikatorn för strömtätheten i tråden, som är 3 A / mm2. Formeln är ganska enkel – det är nödvändigt att dela den maximala strömmen för var och en av lindningarna med strömtätheten i ledningarna. Som ett resultat får vi för primärlindningen trådtvärsnittet Sperv = 10 mm2. För sekundärlindningen, trådtvärsnitt Svtor = 66 mm2.

När du skapar en svetstransformator med egna händer måste du utföra alla ovanstående beräkningar. Detta hjälper dig att välja alla nödvändiga delar korrekt och sedan montera enheten från dem. För en nybörjare kan utföra beräkningar verka som en mycket förvirrande uppgift, men om du fördjupar dig i essensen av de utförda åtgärderna kommer allt inte att vara så svårt..