Nara-auto.ru

Автосервис NARA
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Рубрика: Электронные самоделки

Простой электронный регулятор сварочного тока, схема

Часто приходится варить метал разной толщины и использовать электроды разного диаметра, а чтобы сварка была качественная, необходимо сварочный ток подстраивать, чтобы шов ложился ровно и метал не разбрызгивался. Но, регулировать ток вторичной обмотки сварочного трансформатора довольно проблематично, т.к. он может достигать до 180-250А.

Как вариант, для регулировки сварочного тока используют нихромовые спирали, включая последовательно их в цепь первичной или вторичной обмотки сварочного трансформатора, или дросели. Регулировать ток таким образом неудобно, да и сам регулятор громоздкий получается. Но есть и другой выход — сделать электронный регулятор сварочного тока, который бы регулировал ток в первичной обмотке сварочного аппарата.

Регулятор сварочного тока для самодельного сварочного аппарата еще очень полезен в тех случаях, когда приходится сваривать металл в местах где слабая электросеть, в селах например. Как правило там ограничивают потребление тока на каждый дом, ставя входной автомат на 16 А, т.е. нельзя включть нагрузку более 3,5 КВт. А хороший сварочный аппарат, варящий электродами диаметром 4-5 мм, потребляет 6-7, а то и 8 КВт.

Поэтому, уменьшили сварочный ток и одновременно уменьшили ток потребления сваточного аппарата, таким образом вложились в те 3,5 КВт и «троечкой» сварили то что вам надо.

Вот простая схема такого регулятора на 2 тиристорах и имеет она минимум недефицитных деталей. Можно сделать и на 1 симисторе, но, как показала практика, на тиристорах более надежно.

электронный сварочный регулятор тока

Работает регулятор сварочного тока следующим образом: в цепь первичной обмотки последовательно включается регулятор, который состоит из двух управляемых тиристоров VS1 и VS2(Т122-25-3, или Е122-25-3), на каждую полуволну. Момент открывания тиристоров определяется RC цепочкой (R7, C1, C2). Изменяя сопротивление R7, мы меняем момент открывания тиристоров и тем самым изменяем ток в первичной обмотке трансформатора, а следовательно меняется и ток во вторичной обмотке.

Транзисторы можно использовать старого образца — П416, ГТ308, их лекко можно найти в старых приемниках или телевизорах, а конденсаторы используются типа МБТ или МБМ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Транзисторы VT1, VT2 и резисторы R5, R6, соединенные как показано на схеме, представляют собой аналог динисторов и в таком варианте они работают лучше чем динисторы, но при большом желании вместо VT1,R5 и VT2,R6 можно поставить обычные динисторы — типа КН102А.

При сборке и настройке регулятора сварочного тока не забывайте, что управление происходит под напряжением 220В. Поэтому, чтобы не допустить поражение электрическим током все радиоэлементы, а также теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса!

На практике, выше указанный электронный регулятор сварочного тока, отлично себя зарекомендовал.
За основу взят материал с журнала Радiоаматор.- 2000.-№5 «Сварочный трансформатор своими руками».

Сварка своими руками

Cегодня поговорим о сварочных аппаратах. Кто-то уже практикуется и занимается сваркой вовсю, а кто-то еще только собирает деньги, чтобы ее приобрести. Хотя есть еще один вариант – собрать сварку своими руками.
Что нужно для элементарного сварочника: как минимум трансформатор. Задача состоит в том, чтобы подать напряжение на первичную обмотку и получить на вторичной многократно увеличенный ток и меньшее напряжение.
Рассмотрим схему простого сварочного аппарата постоянного тока. Рис.1.

Безымянный

Схема имеет свои достоинства и недостатки, но она очень проста в отличие от схемы современного инвертора Чтобы собрать последний необходимы серьезные знания и оборудование, а чтобы собрать сварочник по приведенному рисунку – достаточно просто желания и возможность купить элементы.
На рис.1 показаны
• сердечник, на который мотается первичная и вторичная обмотки;
• диодный мост из четырех диодов;
• дроссель;
• конденсатор (на любителя) подключен параллельно с дугой. Так делать не следует, потому что конденсатор накапливает энергию и в процессе поджига дуги, она будет «клацать». Если в схему ввести резистор на 10 W сопротивлением 1-2 Ом, это позволит уменьшить ток зарядки/разрядки. В результате и конденсатор останется цел и электрод залипать не будет.

Какие бывают трансформаторы для сварочных аппаратов:

ttp15

  • Можно взять тор. Такой вот «бублик» как показано на фото. КПД у него 100%, габариты небольшие, на первый взгляд одни плюсы, но не все так просто. Тороид мотать сложнее, чем Ш-образный трансформатор, который имеет всего одну катушку, на которую мотаются все обмотки. Или двухкатушечный трансформатор, который правда имеет КПД поменьше.

Итак, допустим, Вы собрали трансформатор и получили 50В на его выходе (см рис.1), подсоединили диодный мост, дроссель, конденсатор и т.д. по схеме. «Чиркаем» электродом, зажигаем дугу – и получаем ток 150 … 200А. И хорошо, скажете Вы, но не так все просто! Берет-то наш трансформатор из розетки слишком много… Например, при токе 100А на вторичной обмотке мы будем тянуть 5кВт (≈25А) из домашней розетки. Если утром и даже
днем такой вариант может и пройти, то вечером будут сюрпризы, потому что к вечеру напряжение начинает просаживаться, соответственно, свет начинает «моргать» — и ждите недовольных соседей к себе в гости.

50В на выходе мы получили переменного тока, чтобы его выпрямить, подключается диодный мост, который срезает отрицательную кривую тока и перебрасывает его в положительную систему ординат без потери мощности.

400px-Rectified_waves

Дроссель служит для подавления пульсаций (сглаживания «рывков» тока). Он накапливает энергию и делает ток более «постоянным», соответственно дуга будет гореть более плавно, без рывков. Он накапливает энергию и превращает ток в более «постоянный», что позволит дуге гореть более плавно, без рывков. У данного дросселя, кроме R индукции есть активное сопротивление, благодаря чему наблюдается некоторое падение напряжения. «На холостом ходу» конденсатор заряжается «на корень из двух»: если на вторичной обмотке 50В, на конденсаторе будет около 70в. В сварке он не участвует, но зато облегчает поджиг дуги, тем более если попался ржавый металл, который нужно «пробить».

Читайте так же:
Регулировка кулачкового зажигания ява 350

Теперь о том, как разгрузить электрическую систему дома. Можно поставить балластный резистор (сопротивление), что уменьшит ток, который проходит по цепи, но на нем выделится тепло, которое будет греть улицу. Нам такое не выгодно. При токе 100А получится двухкилловатный обогреватель.

Для того, чтобы потери были меньше, и соседи не ругались, нужно уменьшить потребление. Как этого добиться?

При жесткой ВАХ наматывается первичная обмотка как это показано на рис.2. (две половинки образуют полную обмотку 220В.) Сверху на нее наматывается вторичная и соединяется с предыдущей параллельно или последовательно.

обмотка

Либо мы наматываем обмотки тонким проводом и соединяем их параллельно, но с большим числом витков, либо толстым проводом и соединяем последовательно. (Рис.3).По сути, получаем одно и тоже в обоих случаях: жесткую ВАХ, когда на одной катушке у нас намотана половинка первички и половинка вторички. Для сварочного аппарата такой транс НЕ ГОДИТСЯ!

Безым

Можно установить дроссель на выходе, но это как «костыль».

Лучше возьмите двухкатушечный трансформатор. Чем больше расстояние между его обмотками (насколько они сильно разнесены), тем меньше получаемый ток. Но можно пойти еще на одну «хитрость»: накрутить часть вторичной обмотки поверх первичной – за счет этого снизятся потери и увеличится ток на выходе. Понятно, что потери на катушках будут разными и один участок будет жестко связан по напряжению, а 2-й получится «плавающий». По этому принципу можно построить регулировку сварного тока. Накручивается первичная обмотка как есть, потом вторичная 60-65%, а остаток ее доматывается на «первичку». Такой аппарат имеет пологопадающую ВАХ. Чем она хороша. Так как варить Вы будете не самим трансформатором, а подключив к нему выпрямитель и дроссель, нужно компенсировать потери. Если характеристика крутопадающая то, например, со 100А на выходе получится 60А, если пологопадающая – потери компенсируются (можно выбирать из более широкого ассортимента электродов, использовать прямую и обратную полярность).

При поиске элементов учитывайте, что диоды нужно использовать на ток минимум 100А, но лучше 200А, поставьте их на радиаторы. Опыт показывает, что «привинчивание» дешевых китайских мостиков на 50А оправдано. Только если на выходе нужно получить 200А, таких мостов нужно цеплять не 4 шт, а не менее 8шт. Если вы возьмете с запасом, только тогда все будет хорошо работать.

Дроссель можно накрутить практически на любом подходящем магнитопроводе, главное чтобы у него была площадь поперечного сечения не менее 10 кв. см. Если взять 20 кв. см – это будет даже лучше имеди мотать нужно будет меньше. Нужно так же выполнить следующее условие: сердечник не должен быть полностью замкнутым.

Величиной зазора дросселя определяется его индуктивность. С малым зазором он хорошо будет работать на малых токах, если увеличивать – получится легкая сварка на больших токах. Поэтому нужно искать компромисс.

Рассмотрим еще несколько схем для «пытливых умов»

СХЕМА 2

На рис.4 используется трансформатор с жесткой характеристикой. Выходное напряжение у него 36В. Здесь устанавливается конденсатор, который увеличивает напряжение до 45В и позволяет зажечь дугу. В обязательном порядке должен стоять резистор. На схеме не показан дроссель, но поставить его нужно в любом случае, потому что с ним варить гораздо приятней и удобней.

На рис. 5 показана схема продвинутого сварАппа. Здесь используется свойство резонанса. То есть получаем «LC-контур»: индуктивность вторичной обмотки и емкость последовательно включенных конденсаторов. А замыкается это все на дуге. Получается трансформатор относительно малых габаритов и высокая мощность.

СХЕМА 3

Зверя этого собрать – задача интересная, но очень затратная! Конденсаторы С1-С20 дорогие. Если поставить какой-нибудь шлак, такой как Chang он вылетит сразу же, а хороший кондер типа JAMICON или JAVA стоят денег. Обращайте внимание на наличие жестких выводов.

Если на вторичной обмотке трансформатора напряжение будет, допустим 30-40В, то нужно брать кондеры по схеме на U в 1,5 -2 раза больше. Если не соблюдать это условие конденсаторы пробъет и они сгорят.

Есть схема тиристорного регулятора (Рис. 7), у него наматывается первичная обмотка, вторичная и обмотка управления. Так же используется по паре мощных тиристоров и диодов. Обмотка III рассчитана на U от 30В до 40В, ток около 1 А.

Тиристорный регулятор

Рис.7 Щелкните по картинке , чтобы открыть

Резистор R1 предназначен подстройки сварочного тока, т.е. если нужно задать минимальный диапазон. R2 работает как основной (тоесть R1 можно убрать).

R3 ограничивает ток управления тиристорами.

Стабилитрон V06 можно ставить как отечественного, так и импортного производства.

Вместо тиристора КУ101 можно брать 202-й, начинающийся практически с любой буквы.

Диоды КД209 можно заменить на любые на ток до 1 А

Управление углом открытия тиристора регулируется мощность: чем меньше он открыт, тем меньше ток на выходе. Если открыть тиристоры полностью, они будут работать как диоды и получится полноценный диодный мост – сварка при таком условии будет проходить хорошо, но если мощность уменьшить больше чем на половину – пульсации тока увеличатся, и варить будет довольно трудно. Поэтому в схему лучше добавить дроссель.

Классификация и устройство сварочных выпрямителей

Классификация и устройство сварочных выпрямителей Сварочный выпрямитель — это источник постоянного сварочного тока. Сварочный выпрямитель содержит силовой трансформатор, силовые полупроводниковый вентили и устройство регулирования сварочного тока.

Читайте так же:
Как отрегулировать трос сцепления на гольфе

Классификация сварочных выпрямителей производится по второй из 3-х основных функций источника питания (горение, регулирование, преобразование). Все сварочные выпрямители по способу регулирования сварочного тока можно разделить на регулируемые трансформатором, регулируемые тиристорами и регулируемые дросселем насыщения.

Выпрямители, регулируемые трансформатором , имеют 3-фазные трансформаторы, в отличие от сварочных трансформаторов, которые однофазные.

Ступенчатое регулирование осуществляется переключением звезда – треугольник, что приводит к изменению тока в 3 раза. (больший ток при схеме треугольник – треугольник, чем звезда – звезда.)

В отличие от сварочных трансформаторов даже самые простые выпрямители содержат пускорегулирующую и защитную аппаратуру для защиты вентилей от перегрузок по току и от нарушения охлаждения (реле вентилятора или реле давления воды).

Для этого у источника питания должен быть силовой контактор, вручную он управляется кнопками ПУСК и СТОП. У выпрямителя ВД-306: защита по току электромагнитная, срабатывает при превышении допустимого тока в 1,5 раза.

Сварочный выпрямитель ВД-306

Рис. 1. Сварочный выпрямитель ВД-306

В любом сварочном выпрямителе можно выделить следующие элементы: силовой понижающий трансформатор и блок выпрямителей. Трансформаторы, применяемые в сварочных выпрямителях, мало отличаются от описанных здесь — Классификация и устройство сварочных трансформаторов.

Основное отличие в том, что трансформаторы для сварочных выпрямителей выполняются трехфазными. Это не только обеспечивает равномерное нагружение фаз питающей сети, но и снижает пульсацию выпрямленного тока.

Распространенным элементом сварочного выпрямителя является дроссель . Если он располагается между электрододержателем и блоком выпрямителей (на участке сварочной цепи, где протекает постоянный ток), то служит для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания, т.е. для уменьшения разбрызгивания при сварке.

Если дроссель располагается между силовым трансформатором и блоком выпрямителей (на участке сварочной цепи, где протекает переменный ток), то он служит для регулировки сварочного тока или выходного напряжения.

Выпрямительные блоки собираются из силовых диодов. В отличие от проводников электрического тока, которые одинаково хорошо проводят ток как в одном, так и в другом направлении диоды пропускают ток только в одном направлении. Управлять величиной тока с помощью диода невозможно.

Помимо диодов в сварочных выпрямителях используются тиристоры. С помощью тиристора можно управлять током. Однако возможности управления ограничены. Тиристор нельзя выключить раньше, чем напряжение на основных электродах упадет до нуля. Поэтому тиристоры называются «не полностью управляемыми полупроводникам». Полностью управляемыми полупроводниками являются транзисторы (триоды), но применение таковых в сварочных источниках ограничено.

Полупроводниковые элементы следует предохранять от перегрева. Поэтому диоды и тиристоры помещают в радиаторы, которые принудительно охлаждают потоком воздуха от вентилятора.

В сварочных цепях благодаря ЭДС самоиндукции иногда возникают пики напряжения (перенапряжения), которые могут вызвать пробой полупроводника в обратном направлении. Для предупреждения этого полупроводники шунтируются R — С цепью . При появлении на выводах полупроводника повышенного напряжения происходит заряд конденсатора, а затем его разряд через полупроводник в прямом направлении.

Схема защиты полупроводника от индукционного напряжения

Рис. 2. Схема защиты полупроводника от индукционного напряжения

В сварочных выпрямителях полупроводниковые элементы собираются в виде различных схем. Подразделяется на 1- и 3-х фазное выпрямление.

Однофазные схемы выпрямления применяются в цепях управления, где потребляемая мощность невелика, поэтому, используя сглаживающие емкостные фильтры, можно получить на выходе напряжение близкое к постоянному.

Трехфазные схемы выпрямления

В сварочных выпрямителях обычно используют трехфазные схемы выпрямления, которые обеспечивают значительно меньшую пульсацию выпрямленного тока по сравнению с однофазными схемами.

Трехфазная мостовая схема выпрямления Ларионова

В трехфазных выпрямителях блоки из диодов чаще всего выполняют по мостовой схеме. В этом случае пульсация выпрямленного напряжения составляет 300 Гц.

Трехфазная мостовая схема выпрямления Ларионова (а), фазное и выпрямленное напряжение (б)

Рис. 3. Трехфазная мостовая схема выпрямления Ларионова (а), фазное и выпрямленное напряжение (б)

Работа схемы: В анодной группе включаются вентили с самым высоким потенциалом фазы, а в катодной наоборот. В любой момент времени открыты вентили, соединенные с фазами с самым большим положительным и с самым большим отрицательным потенциалами. Причем каждый вентиль одной группы в течении трети периода работает поочередно с двумя вентилями другой группы

В сварочном оборудовании эта схема применяется практически во всех выпрямителях для ручной дуговой сварки с номинальным током до 500А.

Кольцевая трехфазная схема выпрямления

Для ее реализации трансформатор выпрямителя должен иметь две одинаковых группы вторичных обмоток, соединенных в звезду, и включенных со сдвигом на половину периода частоты сети. При этом пульсация выпрямленного напряжения составляет 300 Гц.

Кольцевая трехфазная схема выпрямления

Рис. 4. Кольцевая трехфазная схема выпрямления

Работа схемы: В этой схеме при переключении вентиля переключается и одна из двух обмоток в цепи выпрямления. Причем каждая обмотка одной группы в течении трети периода работает поочередно с двумя обмотками другой группы.

Основной недостаток этой схемы выпрямления – для нее требуется более сложный и более дорогой трансформатор, который проектируется с учетом подмагничивания постоянной составляющей тока.

Шестифазная схема выпрямления с уравнительным реактором

Для ее реализации трансформатор выпрямителя также должен иметь две одинаковых группы вторичных обмоток, соединенных в звезду, и включенных со сдвигом на половину периода частоты сети. Кроме того, для обеспечения параллельной работы на нагрузку одновременно двух фаз требуется еще уравнительный реактор – симметричный дроссель.

Шестифазная схема выпрямления с уравнительным реактором

Работа схемы: Для каждой звезды включаются вентили с самым высоким положительным потенциалом фазы аналогично трехфазной нулевой схеме. Без уравнительного реактора получается шестифазное выпрямление с работой каждой фазы и вентиля 1/6 периода.

Шестифазная схема выпрямления с уравнительным реактором

Рис. 5. Шестифазная схема выпрямления с уравнительным реактором

Читайте так же:
Регулировка зажигания на мотоцикле лифан

Такая схема применяется в выпрямителях большой мощности (1000 А и больше) прежде всего при питании низковольтной нагрузки.

Основной недостаток этой схемы выпрямления – для нее требуется более сложный и более дорогой трансформатор, который проектируется с учетом подмагничивания постоянной составляющей тока, а также дополнительный дроссель.

Сварочные выпрямители регулируемые трансформатором

Падающая характеристика у сварочных выпрямителей получается различными способами. Наиболее простой состоит в том, что сварочный выпрямитель комплектуется силовым трансформатором с падающей характеристикой. По такому принципу сконструирован сварочный выпрямитель ВД-306.

Сварочный выпрямитель управляемый трансформатором с увеличенным рассеянием: а, б - электрические схемы, в, г - конструкция трансформаторов.

Рис. 6. Сварочный выпрямитель управляемый трансформатором с увеличенным рассеянием: а, б — электрические схемы, в, г — конструкция трансформаторов.

В него входят силовой трансформатор с подвижными катушками или шунтом, выпрямительный блок и пускозащитная аппаратура. Грубая регулировка тока осуществляется одновременным переключением первичной и вторичной обмоток со схемы «звезда» (λ / λ) на «треугольник» (∆ / ∆). В первом случае устанавливается ступень малых токов, а во втором — больших. В пределах каждой ступени плавное регулирование тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками.

Выпрямительный блок собран на кремниевых диодах, которые принудительно охлаждаются вентилятором. Включение выпрямителя в работу и выключение производятся магнитным пускателем.

Защитная аппаратура не позволяет включать выпрямитель, если на диоды не поступает воздушный поток, а так же если вышел из строя один из диодов или произошел пробой сетевого напряжения на корпус. Описанная пускозащитная аппаратура является традиционной для сварочных выпрямителей.

Сварочные выпрямители рассмотренного типа просты в изготовлении и эксплуатации. Их недостатки — в отсутствии стабилизации режима при изменении напряжения сети и невозможности дистанционного управления.

Электрическая принципиальная схема сварочного выпрямителя ВД-306

Рис. 7. Электрическая принципиальная схема сварочного выпрямителя ВД-306

Электрическая принципиальная схема сварочного выпрямителя ВД-313

Рис. 8. Электрическая принципиальная схема сварочного выпрямителя ВД-313

Сварочные выпрямители регулируемые тиристорами

Тиристорные выпрямители помимо трансформатора и блока вентилей содержат в силовой цепи фильтр-дроссель, а в системе управления датчики и электронные блоки.

Схемы тиристорных сварочных выпрямителей

Рис. 9. Схемы тиристорных сварочных выпрямителей: а — с трехфазной мостовой, б — с шестифазной с уравнительным дросселем, в — с кольцевой схемой выпрямления

Сварочные выпрямители регулируемые дросселем насыщения

Для получения падающих характеристик в сварочных выпрямителях используются также дроссели насыщения. Дроссель, представляющий собой индуктивное сопротивление, располагают между силовым трансформатором и выпрямительным блоком. Силовой трансформатор в выпрямителе имеет жесткую внешнюю характеристику. Падающая же характеристика выпрямителя обеспечивается за счет индуктивного сопротивления дросселя.

Многопостовые сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками используются для многопостовой сварки — полуавтоматической и ручной. В первом случае в них предусматривается возможность регулировки выходного напряжения, а во втором — нет. Таким образом, многопостовой сварочный выпрямитель является наиболее простым по конструкции.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Как регулировать ток дуги сварочного аппарата

Источник Яндекс картинки

Источник Яндекс картинки

Всех приветствую. Продолжаем разбирать наш сварочный дневник, и сегодня хочу обсудить такую важную тему для новичков в сварке, а как правильно выставлять сварочный ток? Потому что это один из самых главных слагаемых получения нормального провара соединяемых деталей. Начну с плохих новостей. Многие из наших бытовых сварочных инверторов выдают меньше сварочного тока, чем это заявлено в инструкции, к сожалению это так. Так что поставив крутилку тока 100 ампер, по факту там будет меньше. Из этого следует простой вывод — не нужно ориентироваться при выставлении тока на таблицы и регулятор ( крутилку!) вашего аппарата.

Источник Яндекс картинки

Так что же делать? Как выставлять сварочный ток, тем более когда опыта маловато? Будем добиваться этого методом научного тыка! Предположим, что вам нужно сварить две железки, и у вас имеются электроды определенного диаметра. Первым делом нам понадобиться ненужная тренировочная железяка такой же толщины, что и свариваемая. Сначала выставим на аппарате заведомо маленький ток — пусть условно возьмем 30 — 40 ампер, и попробуем на тренировочной железке поварить. Электрод липнет и плохо варит, шов не получается. Источник Яндекс картинкиДобавляем за раз по 10 ампер и пробуем верить швы, пока ток не будет слишком сильным и не начнутся прожеги, естественно все это делаем на тренировочной железяке. Не забываем смотреть нужную полярность ваших электродов, она указана на пачке. Источник Яндекс картинкиКогда будете наваривать швы на тренировочной железяке, то не варите их рядом друг с другом — наоборот каждый следующий шов нужно делать подальше от предыдущего, потому что металл рядом со швом сильно разогревается и можем получить неадекватный вывод. Источник Яндекс картинки

Источник Яндекс картинки

Как только начались сильные прожеги на большом токе, смело убавляйте также по 10 ампер, и вы теперь быстро подберете как раз нужный ток, и чтобы электрод не лип и не было сильных прожегов. Тут и должен начать получаться нормальный шов.
Ребята, только так методом самостоятельного подбора можно выставить оптимальный сварочный ток для ваших целей. Хочу привести в пример прикольное видео с ютуб канала MastakSvarka, где человек выставляет сварочный ток по таблице и что из этого выходит.


Источник

Сварочный аппарат постоянного тока: как регулировать ток дуги?

В заголовке не принято ставить знак вопроса. Но я вынужден поступить иначе: нужно спросить совет у знающих людей, нуждаюсь в технической подсказке. Дело в том, что я опубликовал на сайте статью, где описал оригинальный сварочный аппарат постоянного тока, изготовленный своими руками. Ее читают и задают вопросы. Схема управления выглядит следующим образом. Один сварщик из Магадана по имени Павел попросил помочь ему с конструкций сварочного аппарата, в котором можно регулировать ток дуги. Он работает в аварийной бригаде, занимается ликвидацией мест прорыва газа из газопровода. Место и время аварии непредсказуемо. Добираются на гусеничном вездеходе, но подъехать близко он часто не может: сопки и болотистая местность. Тащить сварочный генератор в 100 килограмм несколько сотен метров по болоту — еще то занятие…А в это время рация разрывается, газ выходит через свищ… Приспособился Павел на первое время хватать аккумуляторы с вездехода под мышки, бежать к месту аварии. Собирает на месте батарею 36 вольт, подключает шланги и работает. Варить приходится очень короткими участками: ток дуги высокий. Благодаря мастерству свищ ликвидирует, а затем уже тащит генератор к месту прорыва и доводит швы до нормального вида. Все это изложено в комментариях к статье, а еще мы дополнительно общаемся в ВК. Он мне вопрос: можно ли моей тиристорной схемой регулировать ток дуги от аккумуляторов. Я объяснил, что так поступать нельзя: я работаю с выпрямленным током, образованным пульсациями от полугармоник синусоиды. Тиристор открывается в момент подачи тока по цепочке управляющего электрода, а закрывается, когда нисходящая ветвь гармоники доходит до нуля. Открыть тиристор в цепи постоянного тока не сложно, а регулировать величину нагрузки — невозможно. Исходные данные для расчета конструкции Напряжение АКБ достаточно 36 вольт, хотя Павел экспериментировал и с 48: ток еще больше, варить труднее. Дуга от его электродов зажигается нормально. Ток сварки нужен в пределах 70-110 ампер. Температуру электролита аккумуляторов я ему предложил контролировать электроникой: уже был взрыв банки из-за закипевших паров. Мы рассмотрели три варианта регулировки: 1. электронной схемой на базе биполярных транзисторов; 2. подключением балластных сопротивлений; 3. схемой инвентирования постоянного тока в переменный 220 вольт и подключением сварочного инвертора. Схема на биполярных транзисторах Вариант снижения тока дуги за счет уменьшения напряжения должен подойти, но реализовать его для заданных параметров затруднительно. Ни один транзистор не выдержит такой ток, а паять и налаживать схему из составных для сварщика без навыков работы с электроникой — занятие не перспективное. Есть у меня в старом запасе несколько советских транзисторов ТК-152-100 на 100 ампер, но они предназначены для работы в импульсном режиме. Вряд ли подойдут для сварки. От этого варианта отказались. Ограничение тока балластным сопротивлением Здесь надо понимать, что реостата на 100 ампер нет, а если его делать, то даже теоретических вопросов много. Один вес чего стоить будет, да и материал подходящий не найти. Конструкция водяного реостата как-то не вызывает доверия… Остановились на одиночном балластном сопротивлении. Павел что-то нашел подходящее, поэкспериментировал: ток немного снизился, результат чуть улучшился, но не особо радует. Инвертор Подобрали в Китае на Али инвертор, выдающий чистый синус на 220 вольт с мощностью 4 квт. Должно хватить. У Павла есть сварочный инвертор, которому вполне этого достаточно. Однако там только электронная схема на КМОП транзисторах, а для преобразования синусоиды нужно подключать трансформатор 36 или 24 на 220. И еще дроссель к нему нужен. Вот и набирается опять дополнительный вес. Намотать трансформатор не сложно. Я эту технологию, включая расчет магнитопровода и проводов, описал в статье о самодельном паяльнике Момент. Кое что добавил в ответах на вопросы в комментариях. Их там уже больше 140 набралось. У Павла желания мотать трансформатор и дроссель нет. Ему нужно готовое решение. Поэтому и спрашиваю: может быть знаете, как помочь Павлу решить его проблему: создать легкий сварочный аппарат постоянного тока, работающий от автомобильных аккумуляторов? Он нужен для аварийного устранения свищей на газопроводе. Прошу свои соображения высказывать в разделе комментариев на канале или сайте. Буду благодарен за помощь. Если не знаете точных ответов, но есть желание помочь, то просто поделитесь статьей с друзьями в соц сетях. Среди них могут найтись специалисты.
Источник

Читайте так же:
Назначение регулировки зазоров между клапанов

Сварочный трансформатор: устройство и принцип действия

Сварочный трансформатор. Перемещают на транспортной тележке. Ист. https://stmk.by/svarochnye-transformatory/

Для выполнения сварочных работ вы выбрали самый простой, из ныне существующих (по сравнению с выпрямителем или инвертором), источник сварочного тока. И правильно поступили!

Ведь, не так давно сварщики пользовались только аналогичным оборудованием, и всё у них получалось. А мы чем хуже? Чтобы использовать все возможности этого гаджета, необходимо знать его устройство и принцип действия.

В помощь вам, мы расскажем про устройство сварочного трансформатора, принцип его действия и некоторые технологические секреты.

Устройство сварочного трансформатора

Рассмотрим подробнее сварочный трансформатор: устройство и принцип действия. Регулировка тока в сварочном трансформаторе (далее – СТ) осуществляется по двум основным схемам:

  1. В первом случае, применяется трансформатор с нормальным рассеянием магнитного поля, которое осуществляется совмещённым или отдельным дросселем. Непосредственно сама регулировка сварочного тока производится изменением воздушного зазора в магнитопроводе дросселя;
  2. Во втором случае, регулировка гаджета осуществляется за счет управления рассеянием магнитного поля. Этот процесс может осуществляться следующими методами:
  • изменением размеров воздушного промежутка между первичной и вторичной обмотками;
  • согласованным изменением числа витков первичной и вторичной обмоток;
  • применением подмагничиваемого шунта. Он изменяет магнитную проницаемость между стержнями магнитопровода, чем и осуществляется регулировка сварочного тока.

Конструкция и органы управления однопостовым сварочным трансформатором с подвижными обмотками (т. е. работающим по первой схеме) приведены на рисунке.

Органы управления сварочным трансформатором. Ист. http://moiinstrumenty.ru/svarochnyj/svarochnyi-transformator-svoimi-rukami.html.

Органы управления сварочным трансформатором. Ист. http://moiinstrumenty.ru/svarochnyj/svarochnyi-transformator-svoimi-rukami.html.

Магнитопровод с катушками и механизмами помещается в защитный кожух, который имеет жалюзи для охлаждения. Регулировка величины сварочного тока в таком СТ осуществляется с помощью подвижной обмотки, которая перемещается посредством ходовой гайки и вертикального винта с ленточной резьбой. В движение последний приводится при помощи рукоятки.

Сварочные провода подключаются к специальным зажимам. СТ представляет собой массивную конструкцию (очень тяжёлый сердечник). Поэтому, для погрузо-разгрузочных работ, он оснащён рым-болтом, а для перемещения по рабочему объекту – транспортной тележкой и ручкой.

Читайте так же:
Сервер синхронизации точного времени в россии

Принцип действия

Чтобы понять принцип работы СТ, давайте, хотя бы в самых общих чертах, рассмотрим физические процессы, происходящие в однофазном двухобмоточном трансформаторе. Для иллюстрации этих процессов воспользуемся рисунком.

Физические процессы в трансформаторе. Ист. http://moiinstrumenty.ru/svarochnyj/svarochnyi-transformator-svoimi-rukami.html.

Электромагнитная схема такого трансформатора состоит из двух обмоток (первичная и вторичная), размещенных на замкнутом магнитопроводе. Последний выполнен из ферромагнитного материала, что позволяет усилить электромагнитную связь между этими обмотками. Происходит это за счёт уменьшения магнитного сопротивления контура (замкнутой цепи), по которому проходит магнитный поток трансформатора (Ф).

Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока, вторичную – к нагрузке. При подключении к источнику электропитания, в первичной обмотке появляется переменный ток i1. Этот электрический ток создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные электродвижущие силы (далее – ЭДС): е1 и е2.

Fubag TR 300

Эти ЭДС, согласно закону Максвелла, пропорциональны числам витков N1 и N2 соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt. Если пренебречь падением напряжения в обмотках трансформатора (они обычно не превышают 3…5 % от номинальных значений U1 и U2), то можно считать: e1≈U1 и e2≈U2. Тогда, путём несложных математических преобразований, можно получить связь между напряжениями и количеством витков обмоток: U1/U2 = N1/N2.

Таким образом, подбирая числа витков обмоток (при заданном напряжении U1) можно получить желаемое напряжение U2:

  • при необходимости повысить вторичное напряжение – число витков N2 берут больше числа N1. Такой трансформатор называют повышающим;
  • при необходимости уменьшить напряжение U2 – число витков N2 берут меньшим N1. Такой трансформатор называют понижающим.

Теперь мы можем, непосредственно, рассмотреть принцип действия СТ. Как сказано выше, он заключается в преобразовании входного напряжения (220В или 380В) в более низкое, которое в режиме холостого хода равно примерно 60В. Когда мы рассматриваем сварочный трансформатор, принцип работы будет очевиден после знакомства с компоновкой и функциональной схемой СТ.

Компоновка узлов СТ (в качестве примера предлагается агрегат серии «ТДМ») представлена на рисунке.

Устройство сварочного трансформатора. Ист. http://stroysvarka.ru/kak-ustroen-svarochnyj-transformator-dlya-poluavtomata/.

Устройство сварочного трансформатора. Ист. http://stroysvarka.ru/kak-ustroen-svarochnyj-transformator-dlya-poluavtomata/.

Пояснения к схематическому изображению сварочного трансформатора:

  • 1 – первичная обмотка трансформатора. Выполнена из изолированного провода;
  • 2 – вторичная обмотка не изолирована («голая» проволока) для улучшения теплопередачи. Кроме того, для улучшения охлаждения имеются воздушные каналы;
  • 3 – подвижная часть магнитопровода;
  • 4 – система подвеса трансформатора внутри корпуса агрегата;
  • 5 – механизм управления воздушным зазором;
  • 6 – ходовой винт. Основной элемент управления воздушным зазором;
  • 7 – рукоятка привода ходового винта.

Функциональная схема такого СТ представлена на рисунке.

Функциональная схема сварочного трансформатора с зазором магнитопровода. Ист. http://www.studfiles.ru/preview/3997689/.

Функциональная схема сварочного трансформатора с зазором магнитопровода. Ист. http://www.studfiles.ru/preview/3997689/.

Трансформатор состоит из:

  1. магнитопровода с зазором б;
  2. первичной обмотки I;
  3. вторичной обмотки II;
  4. обмотки реактивной катушки IIк.

Регулировка величины сварочного тока осуществляется изменением величины зазора в магнитопроводе. Размер зазора влияет на изменение магнитного сопротивления контура и, соответственно, величину магнитного потока, который и создаёт в обмотках электрический ток:

  • при необходимости уменьшить величину сварочного тока – величину зазора увеличивают;
  • при необходимости увеличить величину сварочного тока – величину зазора уменьшают.

Полезное видео

Посмотрите небольшой обучающий ролик об устройстве и принципе действия трансформатора:

Магнитопровод

Магнитопровод сварочного трансформатора представляет собой пакет пластин из трансформаторной стали. Вызвано это тем, что под воздействием магнитного потока в нём наводятся вихревые замкнутые электрические токи (в честь французского физика, их открывшего, названы: токи Фуко). В соответствии с правилом Ленца, магнитное поле этих токов стремиться уменьшить индукцию поля его создавшего, т. е. полезного. В результате:

  1. уменьшается КПД СТ;
  2. токи Фуко нагревают материал сердечника.

трансформатор сварочныйДля уменьшения этого влияния принимаются меры по уменьшению этих токов. Поэтому, как было сказано выше, магнитопровод и представляет собой пакет пластин. Поверхности пластины имеют хорошую электроизоляцию (они имеют оксидное изоляционное покрытие) и, кроме этого, часто дополнительно покрываются электроизолирующим лаком. Благодаря этому, они не представляют собой сплошной проводник, что существенно уменьшает величину токов Фуко.

Пластины между собой стягиваются шпильками в плотный пакет. Если этого не сделать (или стянуть неплотно), то они вибрируют с частотой колебаний тока в источнике питания: 50 Гц. В результате, СТ «гудит» с такой частотой.

Ограничитель холостого хода

Ограничитель напряжения холостого хода СТ применяется, в соответствии со своим наименованием, для автоматического ограничения этого параметра. Он уменьшает индуцированную при размыкании вторичной обмотки ЭДС до безопасного значения не позже, чем через одну секунду после разрыва сварочной цепи. На картинке изображена популярная модель ограничителя напряжения холостого хода однофазных сварочных трансформаторов «ОНТ-1».

Ограничитель напряжения холостого хода СТ «ОНТ-1». Ист. http://kiev.kv.besplatka.ua/obyavlenie/ont-1-ogranichitel-napryazheniya-holostogo-hoda-f1bc31.

Ограничитель напряжения холостого хода СТ «ОНТ-1». Ист. http://kiev.kv.besplatka.ua/obyavlenie/ont-1-ogranichitel-napryazheniya-holostogo-hoda-f1bc31.

Принцип действия ограничителя следующий. Мы уже знаем, что в случае разрыва сварочной цепи, резко изменяется величина магнитного потока в магнитопроводе. Это, в свою очередь, приводит к резком скачку ЭДС самоиндукции. Резкий рост величины электрического напряжения может стать причиной аварии СТ или поражения током сварщика. Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора уменьшает эту ЭДС до безопасного значения – не более 12 В.

Смотрите больше информации про сварочные трансформаторы здесь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector