Схема сварочного трансформатора – Самодельный сварочный аппарат на постоянном токе: технические характеристики, схемы. видео

Содержание

Характеристика сварочного трансформатора | Строительный портал

Занимаясь поисками подходящего сварочного трансформатора, многие отказываются от заводских моделей в пользу самодельных. Причины такого решения могут быть самые разнообразные, начиная от неприемлемых цен и заканчивая желанием сделать сварочный трансформатор самостоятельно. По сути особых сложностей в том, как сделать сварочный трансформатор, нет, к тому же, самодельный сварочный трансформатор может по праву считаться предметом гордости любого хозяина. Но при его создании невозможно обойтись без знаний об устройстве и схеме трансформатора, его характеристиках и расчетах по ним.

  1. Рабочие характеристики сварочного трансформатора
  2. Схема сварочного трансформатора
  3. Расчет сварочного трансформатора

 

Рабочие характеристики сварочного трансформатора

 

Любой электроинструмент обладает определенными рабочими характеристиками и сварочный трансформатор не исключение. Но кроме привычных, таких как мощность, количество фаз и требуемое для работы напряжение в сети, сварочный трансформатор имеет целый набор уникальных характеристик, каждая из которых позволит безошибочно подобрать в магазине аппарат под определенный вид работ. Для тех же, кто собирается изготовить сварочный трансформатор своими руками, знание этих характеристик потребуется для выполнения расчетов.

Но прежде чем перейти к детальному описанию каждой характеристики, необходимо разобраться, что собой представляет базовый принцип работы сварочного трансформатора. Он довольно прост и заключается в преобразовании входящего напряжения, а именно его понижении. Понижающая вольтамперная характеристика сварочного трансформатора имеет следующую зависимость – при понижении напряжения (Вольт) возрастает сила тока сварки (Ампер), что и позволяет плавить и сваривать металл. На основе этого принципа и построена вся работа сварочного трансформатора, а также связанные с ней другие рабочие характеристики.


Напряжение сети и количество фаз

С этой характеристикой все довольно просто. Она указывает на требуемое для работы сварочного трансформатора напряжение. Это может быть 220 В или 380 В. На практике напряжение в сети может немного колебаться в пределах +/- 10 В, что может сказаться на стабильной работе трансформатора. При расчетах для сварочного трансформатора напряжение в сети является основополагающей характеристикой для расчетов. К тому же, от напряжения в сети зависит количество фаз. Для 220 В – это две фазы, для 380 В – три. В расчетах это не учитывается, но для подключения сварочного аппарата и его работы это важный момент. Также есть отдельная категория трансформаторов, которые могут работать как от 220 В, так и от 380 В.

Номинальный сварочный ток трансформатора

Это основная рабочая характеристика любого сварочного трансформатора. От величины силы сварочного тока зависит возможность резки и сварки металла. Во всех сварочных трансформаторах это значение указывается максимальным, так как именно столько способен выдать трансформатор на пределе возможностей. Конечно, номинальный сварочный ток можно регулировать для возможности работы электродами различного диаметра, и для этого в трансформаторах предусмотрен специальный регулятор. Необходимо отметить, что для бытовых сварочных трансформаторов, созданных своими руками, сварочный ток не превышает 160 – 200 А. Это связано в первую очередь с весом самого трансформатора. Ведь чем больше сила сварочного тока, тем больше требуется витков медного провода, а это лишние неподъемные килограммы. В дополнение на сварочный трансформатор цена зависит от металла для проводов обмоток, и чем больше провода было потрачено, тем дороже обойдется сам аппарат.

Диаметр электрода

В работе со сварочным трансформатором для сварки металла используются наплавляемые электроды различного диаметра. При этом возможность использовать электрод определенного диаметра зависит от двух факторов. Первый – номинальный сварочный ток трансформатора. Второй – толщина металла. В приведенной ниже таблице указаны диаметры электродов в зависимости от толщины металла и сварочного тока самого трансформатора.

Как видно из этой таблицы, использование 2 мм электрода будет просто бессмысленным при силе тока в 200 А. Или наоборот, 4 мм электрод бесполезен при силе тока в 100 А. Но довольно часто приходится выполнять сварку металла различной толщины одним и тем же аппаратом и для этого сварочные трансформаторы оборудуются регуляторами силы тока.

Пределы регулирования сварочного тока

Для сварки металла различной толщины используются электроды различного диаметра. Но если сила сварочного тока будет слишком большой, то металл при сварке прогорит, а если слишком маленькой, то не удастся его расплавить. Потому в сварочных трансформаторах для этих целей встраивается специальный регулятор, позволяющий понижать номинальный сварочный ток до определенного значения. Обычно в самодельных сварочных трансформаторах создается несколько ступеней регулировки, начиная от 50 А и заканчивая 200 А.


Номинальное рабочее напряжение

Как уже отмечалось, сварочный трансформатор преобразует входящее напряжение до более низкого значения, составляющего 30 – 60 В. Это и есть номинальное рабочее напряжение, которое необходимо для поддержания стабильного горения дуги. Также от этого параметра зависит возможность сварки металла определенной толщины. Так для сварки тонколистового металла требуется низкое напряжение, а для более толстого – высокое. При расчетах этот показатель весьма важен.

Номинальный режим работы

Одной из ключевых рабочих характеристик сварочного трансформатора является его номинальный режим работы. Он указывает на период беспрерывной работы. Этот показатель для заводских сварочных трансформаторов обычно составляет около 40%, а вот для самодельных он может быть не выше 20 – 30%. Это значит, что из 10 минут работы можно беспрерывно варить 3 минуты, а 7 давать отдохнуть.          

Мощность потребления и выходная

Как и любой другой электроинструмент, сварочный трансформатор потребляет электроэнергию. При расчетах и создании трансформатора показатель потребляемой мощности играет важную роль. Что касается выходной мощности, то её также следует учитывать, так как коэффициент полезного действия сварочного трансформатора напрямую зависит от разницы между этими двумя показателями. И чем меньше эта разница, тем лучше.

Напряжение холостого хода

Одной из важных рабочих характеристик является напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Эта характеристика отвечает за легкость появления сварочной дуги, и чем выше будет напряжение, тем легче появится дуга. Но есть один важный момент. Для обеспечения безопасности человека, работающего с аппаратом, напряжение ограничивается 80 В.

 

Схема сварочного трансформатора

 

Как уже отмечалось, принцип работы сварочного трансформатора заключается в понижении напряжения и повышении силы тока. В большинстве случаев устройство сварочного трансформатора довольно простое. Он состоит из металлического сердечника, двух обмоток – первичной и вторичной. На представленном ниже фото изображено устройство сварочного трансформатора.

С развитием электротехники принципиальная схема сварочного трансформатора совершенствовалась, и сегодня производятся сварочные аппараты, в схеме которых используются дроссели, диодный мост и регуляторы силы тока. На представленной схеме видно, как диодный мост интегрирован в сварочный трансформатор (фото ниже).

Одним из самых популярных самодельных сварочных трансформаторов является трансформатор с тороидальным сердечником, в силу его малого веса и прекрасных рабочих характеристик. Схема такого трансформатора представлена ниже.

Сегодня существует множество различных схем сварочных трансформаторов, начиная от классических и заканчивая схемами инверторов и выпрямителей. Но для создания сварочного трансформатора своими руками лучше выбирать более простую и надежную схему, не требующую использования дорогой электроники. Как, например, сварочный тороидальный трансформатор или трансформатор с дросселем и диодным мостом. В любом случае для создания сварочного трансформатора, кроме схемы, придется выполнить определенные расчеты, чтобы получить требуемые рабочие характеристики.

 

Расчет сварочного трансформатора

 

При создании сварочного трансформатора под конкретные цели приходится определять его рабочие характеристики заранее. Кроме этого, расчет сварочного трансформатора выполняется для определения количества витков первичной и вторичной обмоток, площади сечения сердечника и его окна, мощности трансформатора, напряжения дуги и прочего.

Для выполнения расчетов потребуются следующие исходные данные:

  • входящее напряжение первичной обмотки (В) U1;
  • номинальное напряжение вторичной обмотки (В) U2;
  • номинальная сила тока вторичной обмотки (А) I;
  • площадь сердечника (см2) Sс;
  • площадь окна (см2)So;
  • плотность тока в обмотке (A/мм2).

Рассмотрим на примере расчета для тороидального трансформатора со следующими параметрами: входящее напряжение U1=220 В, номинальное напряжение вторичной обмотки U2=70 В, номинальная сила тока вторичной обмотки 200 А, площадь сердечника Sс=45 см2, площадь окна So=80 см2, плотность тока в обмотке составляет 3 A/мм2.

Вначале рассчитываем мощность тороидального трансформатора по формуле:

P габаритн = 1,9*Sc*So. В результате получим 6840 Вт или упрощенно 6,8 кВт.

Важно! Данная формула применима только для тороидальных трансформаторов. Для трансформаторов с сердечником типа ПЛ, ШЛ используется коэффициент 1,7. Для трансформаторов с сердечником типа П, Ш – 1,5.

Следующим шагом будет расчет количества витков для первичной и вторичной обмоток. Чтобы это сделать, вначале придется вычислить необходимое количество витков на 1 В. Для этого используем следующую формулу: K = 35/S. В результате получим 0,77 витка на 1 В потребляемого напряжения.

Важно! Как и в первой формуле, коэффициент 35 применим только для тороидальных трансформаторов. Для трансформаторов с сердечником типа ПЛ, ШЛ используется коэффициент 40. Для трансформаторов с сердечником типа П, Ш – 50.

Далее рассчитываем максимальный ток первичной обмотки по формуле: Imax = P/U. В результате получим ток для первичной обмотки 6480/220=31 А. Для вторичной обмотки силу тока берем за константу в 200 А, так как возможно придется варить электродами с диаметром от 2 до 3 мм металл различной толщины. Конечно, на практике 200 А – это предельная сила тока, но запас в пару десятков ампер позволит аппарату работать более надежно.

Теперь на основании полученных данных рассчитываем количество витков для первичной и вторичной обмоток в трансформаторе со ступенчатым регулированием в первичной обмотке. Расчет для вторичной обмотки выполняем по следующей формуле  W2 =U2*K, в результате получим 54 витка. Далее переходим к расчету ступеней первичной обмотки. Для этого используем формулу W1ст = (220*W2)/Uст.

Где:

Uст – необходимое выходное напряжение вторичной обмотки.

W2 – количество витков вторичной обмотки.

W1ст – количество витков первичной обмотки определенной ступени.

Но прежде чем приступить к расчету витков ступеней первичной обмотки, необходимо определить напряжение для каждого. Сделать это можно по формуле U=P/I, где:

P – мощность (Вт).

U – напряжение (В).

I – ток (А).

Например, нам требуется сделать четыре ступени со следующими показателями номинальной силы тока на вторичной обмотке: 160 А, 130 А, 100 А и 90 А. Такой разброс понадобится для использования электродов различного диаметра и сварки металла различной толщины. В результате получим Uст = 40,5 В для первой ступени, 50 В для второй ступени, 65 В для третьей ступени и 72 В для четвертой. Подставив полученные данные в формулу W1ст = (220*W2)/Uст, рассчитываем количество витков для каждой ступени. W1ст1 = 293 витка, W1ст2 = 238 витков, W1ст3 = 182 витка, W1ст4 = 165 витков. В процессе намотки провода на каждом из этих витков делается отвод для регулятора.

Осталось рассчитать сечение провода для первичной и вторичной обмоток. Для этого используем показатель плотности тока в проводе, который равен 3 A/мм2. Формула довольно проста – необходимо максимальный ток каждой из обмоток разделить на плотность тока в проводке. В результате получим для первичной обмотки сечение провода Sперв = 10 мм2. Для вторичной обмотки сечение провода Sвтор = 66 мм2.

Создавая сварочный трансформатор своими руками, необходимо выполнить все вышеперечисленные расчеты. Это поможет правильно подобрать все необходимые детали и затем собрать из них аппарат. Для новичка выполнение расчетов может показаться весьма запутанным занятием, но если вникнуть в суть выполняемых действий, все окажется не таким уж и сложным.

strport.ru

Схема сварочного трансформатора: разновидности, преимущества и недостатки

Трансформаторы для сварки крайне актуальны для промышленных работ. Это особая аппаратура, которая предназначается для того, чтобы преобразовывать напряжение сети в наиболее нужное именно для сварочного прибора. Схема сварочного трансформатора несложная, и его вполне можно изготовить самостоятельно.

Схема простого сварочного трансформатора.

Аппарат эффективно снижает напряжение до холостого хода. Благодаря этому свойству трансформатор для сварки работает без перебоев. Наиболее часто используются трансформаторы стержневого типа. Они отличаются более высокими техническими характеристиками и свойствами: аппарат использует значительно меньшее количество смазочного материала, обладает достаточно простой конструкцией, характеризуется весьма широкими пределами управляемых показателей, отличается высокими показателями сварочного и энергетического функционирования.

В чем заключается принцип работы?

Основные части трёхфазного стержневого трансформатора.

Трансформатор медленно снижает напряжение до 60-80В. А сила тока, наоборот, начинает нарастать до 40-500А. Некоторые модели трансформаторов повышают силу тока до более высоких цифр. Трансформатор должен поддерживать постоянный ток.

Основой всех происходящих процессов является принцип электромагнитной индукции. Большое значение имеет число витков в 1 и 2 обмотке.

Они влияют на коэффициент преобразования. Прибор имеет функцию управления рассеиванием магнитных полей. По магнитопроводу идет ток. Он образует переменное напряжение во всех витках катушки. На выходе напряжение складывается в оптимальное.

Любой сварочный трансформатор должен отвечать требованиям:

Характеристики сварочных трансформаторов.

  1. Напряжение на вторичной обмотке должно изначально и повторно возбуждать дугу, поддерживать ее горение при сваривании металлических деталей.
  2. Внешняя характеристика должна быть падающей. Это важно для ручной, автоматической, полуавтоматической сварки. Получить падающую характеристику можно при помощи искусственного повышения индуктивного сопротивления.
  3. В любом приборе должна быть предусмотрена система регулировки режима сварки. Наиболее эффективно, если система работает в широком пределе.

Работа устройства для сваривания охватывает 3 режима:

  • холостой ход;
  • работа с нагрузкой;
  • короткое замыкание.

Особенности конструктивного решения

Создать сварочный трансформатор в домашних условиях несложно. Некоторые люди не покупают его, а просто собирают в «кустарных» условиях. Схема сварочного трансформатора есть в интернете. Поэтому создать его не составит труда. Итак, этапы создания аппарата дома:

Основные понятия и классификация трансформаторов.

  1. Основная часть — это магнитопровод. Его еще именуют сердечником. Он имеет в своем составе стальные пластины. Пластины должны быть изолированы друг от друга. Самыми хорошими пластинами признаны те, которые состоят из электротехнической стали. Взять их можно из другой техники.
  2. На магнитопроводе надо разместить обмотки провода (одну или несколько). Первичная обмотка всегда должна быть единичной. Именно на первичную обмотку трансформатора будет подаваться ток. Все оставшиеся обмотки являются вторичными. В тех случаях, когда мастер полагает, что сваривать он будет мало, медленно (спешить некуда), и отличных материалов для сборки не имеется, можно первичную обмотку сделать из проводов. Но надежность аппарата будет ниже. Выбирая провода, нужно учитывать их сечение, изоляцию. Изоляцию можно легко сделать самостоятельно. Провода покрываются лаком, наматываются в две нити. Тип изоляции сильно влияет на надежность всей обмотки, температуру перегрева, устойчивость к воздействию влаги, изоляцию.
  3. Необходимо отрегулировать выходное напряжение. Регулирование зависит от самой конструкции. Важными элементами тут являются: движения ходового винта (он идет сквозь сердечник) и движения подвижных обмоток. Следует помнить, что многие конструкции содержат неподвижную сетевую обмотку.
  4. Корпус крайне важен для трансформатора. Он защитит аппарат от повреждения.
  5. Чтобы усовершенствовать аппарат, можно добавить к нему ручки и колеса. Это крайне необходимо, если сварочный трансформатор тяжелый.

Схема намотки сварочного трансформатора.

Изготовить обмотку для трансформатора можно из специального обмоточного медного провода. Вторичная обмотка потребует для своего изготовления многожильный кабель, имеющий сечение от 25 до 35 мм. Обмотку можно вывести на медные клеммы. Естественно, покупаемый трансформатор имеет более качественные переключатели.

Самый облегченный трансформатор, изготовленный в домашних условиях, весит более 3 кг. На рынке можно приобрести модели весом более 10 кг.

Схема напрямую зависит от того, какой у аппарата сердечник — стержневой, тороидальный. А также от тех деталей, которые присутствуют у создателя. Мир интернета имеет множественные схемы устройства (например, изображение 1). Его собирают из всех возможных подручных элементов.

Устройство может иметь постоянный и переменный ток. Трансформатор с постоянным током актуален для сваривания тонких металлических листов. Такими являются автомобильные листы, кровельная сталь. При сварке на постоянном токе сварочная дуга устойчивая. Можно сваривать на прямой, обратной полярности. Особого значения нет. Если ток переменный, то его с легкостью можно выпрямить. Достаточно использовать мостовые выпрямители, располагающиеся на мощных диодах.

Классификация оборудования и его разновидности

Разновидностей сварочных трансформаторов множество. По конструкции трансформаторы делятся на:

Изображение 1. Схема сварочного аппарата.

  1. Многопостный аппарат. Его мощность огромна. Благодаря ему можно обеспечить несколько рабочих мест.
  2. Однопостный. Наиболее характерен для домашнего применения. Схемы по его сборке также имеются.

По фазовому регулированию трансформаторы подразделяются:

  1. Модель с одной фазой. Она функционирует при напряжении 220 В.
  2. Модель трансформатора с 3 фазами. Работает от напряжения в 380 В. Аппарат может сваривать достаточно толстый слой металла. Разработаны трансформаторы, рассчитанные на работу также в 220 В.

По конструкции устройства подразделяются:

Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.

  1. Модель, имеющая магнитное рассеивание. Аппарат состоит из самого трансформатора и дросселя. Дроссель позволяет регулировать напряжение.
  2. Модель, имеющая увеличенное магнитное рассеивание. Конструкция аппарата более усложненная. В его составе присутствуют подвижные обмотки, конденсатор, импульсный стабилизатор.
  3. Тиристорная модель. Это новинка среди остальных трансформаторов. Модель имеет силовой трансформатор, фазорегулятор и относительно маленький вес.

Кроме того, стоит подчеркнуть, что рассматриваемое оборудование может работать и на постоянно поступающем токе, и на прерывно поступающем. Те модели, что функционируют на прерывистом токе, отличаются наличием тиристорного типа системы регулирования и дополнительного применения импульсной стабилизации.

Подключение своими руками

Схема подключения трансформатора представлена на инструкции. Следует отметить тот факт, что для правильного функционирования устройства в дальнейшем рекомендуется заблаговременно ее изучить. Перед тем как его подключить, нужно учесть следующие достаточно важные моменты:

Тороидальный трансформатор.

  1. Сперва проверить соответствие его напряжения и напряжения в сети питания.
  2. Перед подключением сварочная цепь должна быть разомкнута.
  3. Подключения сварочного трансформатора производят отдельными рубильниками.
  4. Промежуток между аппаратом и сетью — минимальный.
  5. Нельзя допускать падения напряжения в сети больше 5%. В тех случаях, когда этот критерий не соблюдается, рекомендовано увеличить сечение проводов.

Советы для грамотной эксплуатации состоят в следующем. Уход за трансформаторами достаточно прост. Нужно обеспечить качественное заземление, содержать контакты в порядке и чистоте, проверять сопротивление изоляции (это важно при работе под открытым небом), соблюдать требования при эксплуатации, указанные в инструкции.

Покупной трансформатор для сварки

Приобретая трансформатор для сваривания проводов, нужно отталкиваться из следующих базовых характеристик:

Схема расчета сварочного трансформатора.

  1. Компактность оборудования.
  2. Устройство стоит недорого.
  3. Номинальное напряжение прибора 9-40 В. Устройство крайне простое. При наличии большого желания можно собрать его самостоятельно и не приобретать.
  4. Количество фаз. Это крайне важный момент при покупке сварочного транзистора.
  5. Номинальный сварочный ток. Профессиональные аппараты, которые применяют на производстве, должны иметь ток до 1000 А, а домашние модели всего 100 А.
  6. Пределы регулирования сварочного тока. Для домашней модели наиболее располагающее значение от 50 до 200 А.
  7. Рабочее напряжение 30-70 В (достаточно высокие величины).
  8. Номинальный режим работы. С помощью данного показателя можно определить количество времени, в течение которого трансформатор работает беспрерывно.
  9. Напряжение холостого хода. Значение напряжения не должно превышать 80 В.
  10. Потребляемая мощность. Зная этот показатель, можно подсчитать КПД. Из расчетов выйдет итог — чем выше КПД, тем лучше работает трансформатор.

Неполадки: как исправить проблему

Чертеж сварочного трансформатора.

Любое устройство может перестать работать, несмотря на то, куплено оно или собрано самостоятельно. Ремонт трансформатора можно провести своими усилиями. Конечно, если исключаются промышленные сложные неполадки.

Наиболее распространенные неполадки возникают в цепи прибора. В ней может происходить замыкание, которое и приводит к отключению. Чтобы устранить замыкание, трансформатор нужно разобрать. Неисправные элементы заменяются. Наиболее часто причиной является клеммная колодка, обмотка, располагающаяся рядом с ней.

Может быть и иная причина — это перегрев прибора. Обычно эту причину вызывает установка тока. То есть ток установлен большего значения, чем разрешено в инструкции. Если не учесть этот фактор соответствия, то перегрев будет регулярно сопровождать работу устройства. Это неизбежно приведет к выходу из строя ключевого элемента. В итоге придется менять перемотку полностью.

Размещение изолирующих кругов из электрокартона.

Если работа трансформатора сопровождается сильным гудением, то это может говорить о том, что внутри конструкции расшатались болты. Чтобы исправить этот нюанс, надо снять корпус трансформатора и подтянуть все болты и гайки.

Как только ремонтные работы проведены, устройство надо заново проверить. В том случае, если аппарат стал хорошо работать, можно продолжить работу.

Трансформатор — это простой и надежный аппарат.

Он доступен широкому слою населения.

Прибор активно используется для дуговой сварки, соединения листов металла, ремонта металлических элементов.

Плюсы сварочного трансформатора

Аппарат имеет множество положительных качеств:

Способы намотки обмоток сварочного аппарата на тороидальном сердечнике: 1 – равномерная, 2 – секционная, а – сетевая обмотка, б – силовая обмотка.

  1. Он выгодно стоит. Прибор дешевый и надежный.
  2. Аппарат обладает высоким КПД. Обычно КПД равен 70-90%.
  3. Прибор расходует электроэнергию по минимуму.
  4. Провести ремонтные работы при его поломке можно самостоятельно.
  5. Аппарат легок в использовании и не требует навыков и знаний.

Если прибор работает хорошо, то можно увидеть отличное качество швов, металл не разбрызгивается при сваривании, дуга горит стабильно, и металлические листы наплавляются равномерно. В таких случаях мастера подчеркивают: «варит мягко».

Минусы оборудования

Кроме большого количества преимуществ существуют и отрицательные качества прибора. Итак:

  1. Чтобы провести сварку наиболее качественно, понадобятся специальные электроды. Они созданы для переменного тока и обладают стабилизирующими свойствами.
  2. Заниженная стабильность горения дуги. Этот минус присущ только тем трансформаторам, которые не имеют встроенного стабилизатора горения.
  3. Зависимость от колебания напряжения в сети. Этот минус присущ обыкновенным, простеньким аппаратам.

Таким образом, перед приобретением той или иной модели оборудования настоятельно рекомендуется взвесить все преимущества и недостатки.


moyasvarka.ru

Сварочный трансформатор — устройство и принцип работы

Сварочный трансформатор для выполнения дуговой ручной сварки, а также некоторых типов промышленной сварки считается незаменимым инструментом. Такие аппараты преобразовывают необходимое для них напряжение из общегородской электросети.

Такое оборудование способно понижать напряжение под напряжение холостого хода сварочного трансформатора, обеспечивая тем самым его бесперебойную эксплуатацию.

Разновидности трансформаторной сварки

Сегодня существуют разные виды сварочных трансформаторов, которые отличаются конструктивно, принципом работы. Самым востребованным на рынке среди них, который можно сделать самостоятельно считается трансформатор сварочный для дуговой и контактной сварки.

Трансформатор дуговой сварки

Широкое распространение среди домашних умельцев имеют трансформаторы для дуговой сварки. Этому есть несколько причин:

  • надежная и довольно простая конструкция инструмента;
  • мобильность;
  • довольно обширный рабочий диапазон;
  • простота управления;
  • хорошая производительность.

Конечно же, кроме многочисленных достоинст, в дуговая ручная сварка постоянного тока обладает и рядом недочетов:

  • низкий показатель КПД;
  • качество сварного шва полностью зависит от уровня профессионализма самого сварщика.

Трансформатор для ручной сварки обычно используется в процессе проведения разноплановых строительных или ремонтных работ, производства конструкций из металла, соединения отдельных металлических образцов, а также соединения трубопроводных коммуникаций. При помощи дуговой ручной сварки можно осуществлять и резку металла, и его сварку, при этом разной толщины.

Подобного типа инструменты имеют довольно простую конструкцию. Сварочный агрегат включает:

  • непосредственно сам трансформатор;
  • электродный держатель;
  • регулятор тока;
  • зажим для массы.

Нужно выделить основной элемент аппарата – трансформатор, который может иметь разную конструкцию. Самыми популярными на сегодняшний день являются самодельные инструменты, оснащенные магнитопроводом П-образной, тороидальной конфигурации.

Вокруг магнитопровода размещаются две обмотки проволоки из алюминия или меди. Толщина проволоки на обмотках зависит от рабочих характеристик агрегата, и количества выполненных витков.

Трансформатор точечной сварки

Подобный тип сварки также называется контактной сваркой. Трансформатор ТС имеет характерные отличия от инструмента, предназначенного под дуговую сварку. Ключевое из них – это технология сваривания металлических образцов. К примеру, плавление дуговой сваркой осуществляется электрической дугой, которая формируется между электродом и свариваемым изделием, то в случае с контактной сваркой производится точечный нагрев свариваемого участка электричеством (для чего используются два заточенных электрода из меди), соединение деталей происходит под воздействием высокого давления (таким образом, металл свариваемых образцов плавится в точке соединения, после чего сливается в одно целое).

Точечная сварка широко используется в автомобилестроении, строительной сфере, для соединения тонких алюминиевых листов, медных образцов, нержавеющей стали, для сварки скруток, создания из арматура каркаса ЖБ конструкций, прочих металлов, для соединения которых необходимо создавать специальные условия.

Конструкция

Каждый домашний мастер старается обеспечить себя самым разнообразным инструментом, в особенности сварочным агрегатом, который является просто незаменимым помощником в хозяйственной деятельности. При этом не исключается возможность собрать такой аппарат самостоятельно. Устройство сварочного трансформатора, сделанного в домашних условиях, может быть самым разнообразным. Такой прибор может использоваться для дуговой, точечной сварки разнотипных металлических изделий.

Автолюбители из трансформатора ТД 500 могут соорудить споттер, который позволит осуществлять в любое время ремонт автомобильного кузова.

У всех сварочных устройств, изготовленных на основе стандартного трансформатора принцип работы идентичный, они отличаются только конструктивными характеристиками. Сварочный полуавтомат имеет настолько простую конструкцию, что его можно сделать даже из обыкновенной микроволновки. Такой инструмент способен функционировать при использовании переменного, постоянного токов, качественные характеристики шва при этом не пострадают.

Схема сварочного полуавтомата включает несколько обязательных деталей, которые точно есть на хозяйстве любого бытового мастера.

Схема трансформатора

Делая самостоятельно трансформатор (споттер), необходимо обязательно сделать расчет. Какие детали включает схема сварочного трансформатора? Любой подобного типа инструмент включает в конструкцию проволоку из меди, намотанную на сердечнике. Число медных проводов для основного аппарата не имеет значения, его можно сделать даже из микроволновой печки.

Общая схема трансформатора должна включать диодный мост. При предназначении агрегата для точечной сварки схема немного сложнее. Здесь, кроме проволоки из меди, диодного моста обязательно наличие конденсаторов, тиристоров, диодов. Эти дополнительные элементы позволят максимально точно осуществлять регулировку тока, плюс качество шва будет намного лучше.

Трансформатор для сварки точечного варианта имеет сложную схему и конструкцию. Какой больше подойдет сварочный инструмент в домашних условиях, конечно же, каждый решает самостоятельно. Главное — точно знать его функциональные обязанности.

В любом варианте трансформатора постоянного тока обязательно предусмотрен сердечник, проволочная обмотка. Эти компоненты несут ответственность за технические характеристики инструмента.

Чтобы верно выполнить требуемые расчеты, нужно первое что сделать – это определиться с показателями: напряжения обмоток, сварного тока.

Расчет трансформатора

Как выполняется расчет сварочного трансформатора?

Как говорилось ранее, сварочные трансформаторы переменного тока включают две обмотки, сердечник, которые несут ответственность за ключевые технические характеристики инструмента. Заранее предполагая напряжение обмоток, силу тока, прочие дополнительные параметры, производятся расчеты сердечника, обмоток, сечения медной проволоки.

При произведении расчетов основанием являются такие параметры:

  • U1 – напряжение первичной обмотки, в качестве которого выступает сетевое напряжение, от какого сварка и будет работать (220В/380В).
  • U2 – напряжение вторичной обмотки (не более 80В). Напряжение электричества, создаваемое после понижения. Оно необходимо для возбуждения сварочной дуги;
  • I – сила тока вторичной обмотки (рассчитывается в зависимости от предполагаемых для выполнения работ электродов, толщины свариваемого металла).
  • Sc – площадь сечения сердечника (берется в пределах 45-55 см²). Этот параметр влияет на качество и надежность работы инструмента.
  • So – площадь окна сердечника (берется в пределах 80-110 см²). Параметр берется из расчета отвода избыточного тепла, качественного магнитного рассеяния, удобства намотки медной проволоки.
  • Рт – плотность тока обмотки (2,5-3A/мм2 – для самодельных трансформаторов). довольно значимый параметр, который отвечает за электрические потери на обмотках инструмента.

Сварочный инструмент своими руками

Чем отличается самодельный трансформатор?

Первичную обмотку самодельных сварочных инструментов обычно изготавливают из медной проволоки, специально для этого предназначенной. К вторичной обмотке требования минимальные, поэтому чаще используется кабель многожильный (берется сечение в пределах 2,5-3,5 см).

На самодельном бытовом агрегате для сварки обмотка выводится стандартно – на медные клеммы, варианты заводского производства, конечно же, имеют более надежные переключатели. Детальная схема сварки постоянного тока, предназначенного для ручной сварки, зависит от разновидности сердечника (тороидальный, стержневой), наличия у домашнего мастера подручных деталей.

Трансформаторы для инвертора отличаются сложностью сборки. В данном случае используется несколько преобразователей для преобразования тока сначала в переменный ток, далее в постоянный ток, но установленного напряжения. Также устройство инструмента усложнено наличием электроники, которая предоставляет возможность намного точнее контролировать сварочный процесс.

Масса трансформатора для сварки переменного тока будет зависеть от марки. Минимальная масса такого инструмента может составлять 3 кг, но на рынке электротехники чаще всего можно встретить аппараты массой не менее 10 кг.

electrod.biz

Сварочные трансформаторы: принцип действия, конструкция


С появлением электричества появилась возможность соединять металлические элементы с помощью сварки. Для этого применяются специальные сварочные трансформаторы, работающие от трёхфазного и однофазного напряжения. Однофазные модели предназначены для включения в стандартную бытовую сеть 220 Вольт. А трехфазный сварочный аппарат, чаще всего, применяется в производственных целях, он обладает большой мощностью, габаритами и продолжительной эксплуатацией без перерыва. Однако есть на рынке данной техники и универсальные устройства, которые могут работать и от 220 В, и от 380В. Разумеется, что для разных материалов существует свой индивидуальный процесс сварки, поэтому каждый сварочный агрегат оборудован системой регулировки и точной настройки.

Принцип действия сварочного трансформатора

По принципу действия он не отличается от другого обычного понижающего трансформатора, только вот токи вторичной обмотке уж очень высокие, так как он работает в режиме короткого замыкания. Если закоротить вторичную обмотку обычного трансформатора, то в таком режиме он проработает недолго, так как она быстро перегреется и выйдет из строя. Вторичная обмотка сварочного рассчитана на большие токи, поэтому и выполнена медным проводом большого сечения. Напряжение U2 (на выводах вторичной обмотки) напрямую зависит от количества витков в ней.

Конечно же, мало только уменьшить выходное напряжение, нужно ещё и изменять силу тока. Для этого трансформаторы оборудуются механизмом, раздвигающим обмотки на большее расстояние, тем самым снижая магнитный поток, который, в свою очередь, уменьшает ток во вторичной обмотке.

Устройство и классификация трансформаторов, применяемых в сварочных аппаратах

Любой трансформатор для сваривания металлических различных элементов состоит из:

  1. Магнитопровода;
  2. Изолированную первичную обмотку;
  3. Вторичная обмотка;
  4. Вентилятор, для охлаждения.

В зависимости от сварочных работ происходит и управление процессом сварки,все сварочные агрегаты делятся аппараты переменного и постоянного тока. Конечно же, сам трансформатор не может работать на постоянном токе поэтому сам процесс выпрямления осуществляется после понижения напряжения. Для этого применяются:

  • управляемые тиристоры, которые непросто дают постоянный ток для сварки элементов, но осуществляют изменение силы тока во время этого процесс;
  • неуправляемые вентили диоды, вместе с дросселем.

Назначение сварочного трансформатора

Сварочный понижающий трансформатор является ключевым элементом, создающим дугу во время сварки металлических деталей. Напряжение на выходе этого понижающего устройства, работающего в режиме короткого замыкания, допускается не более 80 Вольт. Для процесса ручной дуговой сварки обязательно нужны электроды. Бытовые трансформаторы для дома выполнены по однофазной схеме обладают небольшими токами при сваривании. Главное, в бытовых условиях также стоит следить и за наличием хорошего контакта в розетке, так как токи в первичной обмотке для квартир и домов тоже очень существенны и не каждая розетка их выдержит.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Такая конструкция считается самой не дорогой, но в то же время обладающей неплохими характеристиками сварки чёрных металлов. Для того чтобы регулировать ток и соответственно дугу во время этого процесса сварочный агрегат оборудован раздвижной системой, увеличивающей расстояние между катушками, а также площадь сердечника. Они из-за своей ценовой категории очень распространены на производстве, особенно в цехах с устаревшим оборудованием. Обладают довольно крупными размерами и зачастую устанавливаются стационарно.

И также как регулятор тока для сварочного аппарата, применяются отдельно расположенные дросселя, который добавляет индуктивности в цепь. Самый простой способ, но самый эффективный, регулировки напряжения и силы тока во время выполнения сварочных работ — это вывод нескольких контактных точек со вторичной обмотки. Кончено же, плавности изменения силы дуги в таком аппарате не получится добиться.

Сварочные трансформаторы постоянного тока

Такие приборы более эффективны для сваривания различных материалов обладают меньшими габаритами и плавным регулированием силы тока. Любой трансформатор не может работать на постоянном токе, это факт.

На рисунке показана простейшая схема такого агрегата, которую можно сделать и своими руками. Она гарантирует стабильные выходные характеристики сварочного тока и дуги, которая является ключевым аспектом любой сварки.

Сварщики знают, что при работе от положительного зажима выделяется больше тепла, чем от отрицательного. Следовательно для разной толщины металла стоит вырабатывать свою методику.

Существуют и новые разработки в этой отрасли так называемые сварочные аппараты инверторного типа. Трансформатор здесь работает на повышенных частотах, что даёт возможность снизить и габариты устройства, его вес, и токи первичной обмотки без последствий для создания качественной дуги.

Сварочный трансформатор ВДМ

Аппараты ВДМ производственного сварочного многопостового выпрямителя, устанавливается зачастую стационарно и предназначен для сварочных постов дуговой электросварки с помощью металлического электрода. Очень часто ВДМ подключаются к трёхфазной сети 380 Вольт. Во взрывоопасной среде, насыщенной пылью разной фракции, или же содержащей едкие газовые пары, разрушающие сталь и изоляцию, эксплуатация строго запрещена. Конструктивно в ВДМ есть возможность регулировать величину тока реостатом и дросселем.

Как рассчитать сварочный трансформатор

Изготовление трансформатора для сварочных работ, который должен быть близок по своим характеристикам к промышленному образцу, нужно проводить стандартными методиками подсчёта. Данная методика подойдет больше бытовому устройству, она содержит оптимальные значения обмоток и минимальные габаритные размеры сердечника.

Существует два вида сердечника:

  1. броневой;
  2. стержневой;
  3. тороидальный (круглый).

При этом стержневые имеют немного большие показания КПД (коэффициента полезного действия) нежели броневые.

Прежде чем приступить непосредственно к расчету сварочного понижающего трансформатора, необходимо определить его мощность, которая зависит от того какая величина тока нужна для его эксплуатации. Наиболее распространенные варианты от 70 до 150 А. Разумно будет брать максимально допустимые токи вторичной обмотки немного выше порядка 180–200 А.

Мощность сварочного трансформатора переменного тока, и аппарата в целом, будет равна:

P = U2 × I2 × cos (φ) / η

где, U2 — напряжение холостого хода сварочного трансформатора рекомендуется от 30 до 60 Вольт, I2 — ток сварки, cos (φ) угол сдвига фаз между током и напряжением. В случае расчета потребляемой мощности cos (φ) можно взять равным 0,8; η- КПД, для данного устройства примерно можно принять равным 0,7.

А также стоит учесть при этом и продолжительность эксплуатации трансформатора, так как, скорее всего, ему пройдется работать не один час.

Pдл = U2 × I2 × (ПР/100)1/2 × 0.001

ПР — это коэффициент длительности работы в смену, рекомендуется порядка 20-30 %;

Намотка сварочного трансформатора

Зачастую намотка производится уже на имеющееся железо и вот формулы примерного числа витков

С обмотками на одном плече (рисунок ниже, а):

N1 = 7440 × U1/(Sиз × I2)

С разнесенными обмотками (рисунок ниже, б):

N1 = 4960 × U1/(Sиз × I2)

Sиз — измеренное сечение магнитопровода (см2)

Такой способ расчета считается упрощённым. Ниже прилагается формула расчета сечения медного провода, которым непосредственно и будет выполнена намотка.

Плотность тока в обмотках берётся из справочника для медного провода J = 2,5 А/мм2. Для сварочного аппарата постоянного тока ВДМ агрегат оборудуется тремя первичными и тремя вторичными обмотками, поэтому расчёт производится инженерами и без квалификации его проблематично соорудить.

Улучшение сварочного трансформатора

Для улучшения нужно сократить слишком большую вторичную обмотку в 3–4 раза, уменьшив в ней напряжение холостого хода до 22–25 вольт, а вот для стабильного и уверенного зажигания дуги, прибавить небольшую слаботочную обмотку с напряжением 80–110 вольт. Переменный ток каждой из обмоток проходит выпрямление на диодных мостах, после чего обмотки подключаются параллельно друг другу.

Но также для усовершенствования и улучшения длительной работы сварочного трансформатора особенно в летнюю жаркую погоду необходимо использовать приточную или же вытяжную вентиляцию.

amperof.ru

Сварочный трансформатор своими руками: схема (фото и видео)

В настоящий момент существует несколько модификаций разнообразных сварочных аппаратов. Сварочные трансформаторы своими руками можно изготовить достаточно легко при наличии определенных навыков.

Схема намотки сварочного трансформатора.

Наиболее популярными являются сварки трансформаторные, предназначенные для проведения контактного и дугового сваривания металлических конструкций. Популярность этого типа трансформаторов для сварки обусловлена несколькими причинами:

  • простота и надежность устройства;
  • наличие широкого диапазона использования этого типа аппаратуры;
  • наличие высокой мобильности.

Помимо перечисленных преимуществ, использование этого типа аппаратов имеет целый ряд недостатков, основными среди них считаются следующие:

  • низкий КПД трансформаторного аппарата;
  • высокая зависимость качества шва от наличия навыков работы сварщиком.

Для установки можно изготовить трансформатор собственными руками. Устройство представляет собой агрегат, повышающий силу тока с одновременным понижением его напряжения.

Технология изготовления трансформатора для сварочного аппарата

Разработаны разнообразные схемы сварочного трансформатора. Наибольшую популярность приобрел агрегат, оснащенный П-образной конфигурацией магнитного сердечника. При наличии П-образного магнитного сердечника намотка проволоки первичной и вторичной обмоток осуществляется достаточно просто. П-образные устройства легко подвергаются разборке при необходимости проведения ремонта. Для создания сварочного аппарата требуется знать принцип работы сварочного трансформатора.

Конструкция сварочного трансформатора.

Для того чтобы эксплуатировать аппарат в бытовых нуждах, требуется поставить такие катушки на сердечник, которые бы позволили сваривать металлические заготовки электродами, имеющими диаметр 3-4 мм. При создании агрегата требуется провести расчет сварочного трансформатора. При изготовлении агрегата для сварочного устройства нужно набрать магнитный сердечник. При сборке сердечника следует помнить, что поперечное сечение должно составлять минимум 25-35 см². Расчет сварочного трансформатора, в частности, необходимой площади поперечного сечения, проводят по формуле S=a*b, см².

После проведения расчета и изготовления сердечника выбирается провод для изготовления обмоток. При выборе электропроводника особое внимание уделяется его сечению и общей длине. Для изготовления катушки первичной обмотки лучше всего применять специальный обмоточный термостойкий провод, изготовленный из меди, покрытый х/б или стеклотканевым изоляционным материалом. Желательно, чтобы медный провод имел квадратное или прямоугольное сечение.

При наличии провода требуемого сечения и отсутствии требуемого изоляционного материала его можно изготовить собственными руками. Для этой цели готовится несколько узких полосок из х/б материала или стеклотканевых. Ширина полоски должна составлять 2 см. После изготовления полосок изоляционного материала им осуществляется обмотка медного провода. Обмотанный провод пропитывается электротехническим лаком.

Для того чтобы сварочный аппарат мог хорошо осуществлять сваривание металлических заготовок, нужно обеспечить нормальный уровень напряжения переменного тока без нагрузки. На холостом ходу этот параметр должен быть равен 60-65 В. При проведении сварочных работ напряжение должно быть в пределах 18-24 В в зависимости от диаметра электрода.

Вернуться к оглавлению

Особенности проведения расчета параметров трансформатора для сварочного устройства

Изготовление самодельного сварочного трансформатора требуется начинать с проведения расчета всех технических параметров.

Трёхфазный стержневой трансформатор.

При подготовке к изготовлению трансформатора требуется рассчитать несколько технических параметров оборудования, от которых полностью зависит нормальная работа сварочной установки. Основными параметрами, требующими проведения расчетов, являются следующие:

  • площадь поперечного сечения сердечника;
  • площадь сечения провода первичной обмотки;
  • площадь поперечного сечения провода вторичной обмотки.

При осуществлении расчетов в обязательном порядке требуется учитывать максимальную мощность, которую будет иметь сварочный агрегат. Например, при потребляемой мощности в 5 кВТ площадь поперечного сечения провода первичной обмотки должна составлять около 5 мм². При изготовлении обмотки лучшим вариантом будет, если площадь поперечного сечения составит 6-7 мм². При указанных параметрах потребляемой мощности первичной обмотки и поперечном ее сечении вторичная обмотка должна иметь поперечное сечение в 30 мм² (без учета изоляционного материала).

Перед проведением намотки катушек на сердечник требуется рассчитать не только количество витков, но и длину провода. Первичная обмотка должна иметь напряжение, которое является более низким, нежели в бытовой сети. Для того чтобы понизить напряжение на соответствующее значение, требуется рассчитать количество витков на 1 вольт напряжения для этой цели. Используется формула n=48/Sм, где Sм — площадь сечения сердечника, выраженная в квадратных сантиметрах.

При хорошем, качественном магнитопроводе n=0,9-1. Исходя из этого, общее количество витков катушки определяется в соответствии с формулой W1=U1/n, следовательно, при оптимальных показателях магнитопровода получается около 200-300 витков, в зависимости от поперечного сечения магнитопровода. В зависимости от количества витков выбирается длина медного провода. Показатели вторичной обмотки рассчитываются аналогичным образом.

Вернуться к оглавлению

Осуществление намотки катушек на магнитопроводы

Завершив расчет параметров и подготовив материалы для изготовления трансформатора, можно приступать к наматыванию катушек. Перед намоткой катушек требуется изготовить каркас для наматывания проводника. Этот каркас должен соответствовать параметрам магнитопровода. Размер каркаса должен быть таким, который можно было бы легко надеть на сердечник, изготовленный из текстолита. Намотка катушек осуществляется следующим образом: сначала делается намотка половины первичной обмотки, после чего проводится намотка половины провода вторичной обмотки. Между слоями проводника прокладывается электротехнический картон, стеклоткань или бумага, имеющая спецпропитку. Это требуется для того, чтобы обеспечить более качественную изоляцию.

Схема работы сварочного трансформатора.

Проводя изготовление трансформатора своими руками, требуется учитывать, что проводимые расчеты являются приблизительными. Как показывает практика, расчетные показатели способны сильно отличаться от настоящих показателей. По этой причине требуется при изготовлении агрегата использовать материалы с небольшим запасом. Значительные различия между расчетными и реальными показателями приводят к тому, что после изготовления агрегата требуется проводить его настройку.

После изготовления трансформатора его требуется включить и замерить напряжение на вторичной обмотке. Этот показатель должен составлять 65 В. В случае отклонения от этого значения требуется провести доматывание или сматывание проводника катушки.

Желательно при изготовлении катушки первичной обмотки предусмотреть несколько различных ответвлений для подключения различного входного напряжения. Это позволит работать при различных параметрах входного напряжения, что является особо актуальным для сельской местности, в которой колебания напряжения в бытовой сети являются обычным явлением.

В случае если при проверке работоспособности выясняется, что при расчетах неверно определена магнитная проницаемость, то потребуется либо провести перемотку обмотки, либо переключить клеммы на большее количество витков катушки. Определить мощность трансформатора на холостом ходу можно при помощи подсчетов количества оборотов диска счетчика электроэнергии за единицу времени. После проведения всех настроек лишние витки обмотки можно удалить путем перекусывания провода.

В случае отсутствия проводника требуемого сечения можно наматывать на катушку два провода в параллельном направлении, имеющие меньшее поперечное сечение.


expertsvarki.ru

Самодельные сварочные трансформаторы: схема, расчеты и сборка

Сварочный аппарат является необходимым инструментом для строительства и выполнения ряда работ, но представить данный агрегат без сварочного трансформатора трудно. Однако давно был найден выход из этой ситуации — создание самодельного сварочного трансформатора.

Схема устройства сварочного трансформатора.

Что нужно знать перед работой?

На работу влияет ряд характеристик, поэтому необходимо ознакомиться с ними поподробнее, чтобы создать свой трансформатор. Следует начать с количества фаз и напряжения сети. Данные параметры указывают на то напряжение, в котором осуществляется работа. Что касается самодельных вариантов устройств, то для них часто используется 220 В, хотя на некоторых может использоваться и 380 В. Это важно при выполнении расчетов.

Еще одним важным показателем является номинальный сварочный ток. От данной величины зависит возможность использования средства для резки и сварки. В устройствах, изготовленных своими руками, данный параметр не превышает значения в 200 А. Этого вполне хватит, да и от увеличения этого показателя происходит увеличение веса агрегата, что в данном случае неуместно.

При работе аппарата должны существовать пределы регулировки тока. Для работы с металлом, имеющим определенную толщину, необходима и определенная сила тока, иначе он просто расплавится. Чтобы этого избежать, присутствует регулятор. Часто пределы зависят от необходимости применения электродов определенного диаметра.

Рисунок 1. Схема простого сварочного трансформатора.

В самодельных конструкциях они колеблются в пределах 50-200 А. Что касается аппаратов точечной сварки, то здесь значение выше, 800-1000 А.

Определенную значимость имеет и диаметр применяемого электрода. От него зависит и номинальный ток. Так, например, во время применения толстых электродов сила тока должна быть большой, а во время использования тонких — маленькая. Это касается и толщины обрабатываемого металла.

Для аппарата контактной, то есть точечной сварки значение диаметра важно. Необходимо обратить внимание, что в этом случае присутствуют два значения: диаметр электрода и его части в виде конуса.

Следующий показатель называется номинальное рабочее напряжение, которое представляет собой напряжение на выходе после понижения входящего. Данное значение не больше 80 В. Трансформаторы для дуговых агрегатов обладают номинальным напряжением от 30 до 70 В. Данное значение для точечной сварки равно 1,5-2 В. Необходимо обратить внимание, что указанный параметр — величина неизменяемая, а задается с самого начала.

Ключевой характеристикой является номинальный режим работы. Данный показатель указывает на время, в течение которого трансформатор может использоваться без перерыва и за которое он способен остыть. Для самодельных устройств это значение равно 30%. То есть при эксплуатации агрегата в течение 10 минут 7 из них уйдет на остывание аппарата, а 3 минуты будет составлять весь процесс работы.

Рисунок 2. Схема сварочного трансформатора с регуляторами.

Следующие показатели являются второстепенными, так как они практически ни на что не влияют. Но зная их, можно определить КПД устройства. Речь идет о выходной и потребляемой мощности. Во время проведения вычислений нужно знать значение используемой мощности. Кроме того, чем меньше показатель разности между вторым и первым показателями, тем лучше аппарат.

Для дуговых агрегатов необходимо еще учитывать напряжение при холостом ходе. Если этот параметр высокий, то вызвать дугу будет легче. Однако нужно учитывать, что указанное значение имеет свое ограничение, равное 80 В, что связано с безопасностью рабочего, использующего агрегат.

Схема устройства

Создание схемы является важной частью, особенно если нужно сделать трансформатор своими руками. Схема не является сложной, но при возникновении трудностей рекомендуется ознакомиться с ГОСТ 21.614, где указаны графические обозначения электрического оборудования. Самой простой схемой является представленная на рис. 1. Но развитие данного направления претерпевает изменения, в результате чего в самодельных механизмах можно увидеть более сложные детали, как, например, регуляторы и диодные мосты. Подобная схема указана на рис. 2.

Что касается дуговых аппаратов, изготовляемых собственноручно, то чаще всего используется тороидальный трансформатор. Он имеет высокое значение номинальный силы тока и КПД, а вес агрегата невелик. Остальные характеристики тоже выше, чем при использовании сердечника в виде буквы П.

Более сложную схему имеет трансформатор для точечной сварки. В нее включаются тиристоры, конденсаторы и диоды. Это позволяет лучше настроить время рабочего процесса и силу тока. Для агрегата данного типа сварки схема представлена на рис. 3.

Выполнение расчетов

Рисунок 3. Схема трансформатора для точечной сварки.

Трансформатор представлен сердечником и двумя обмотками, которые отвечают за технические параметры изделия. Поэтому для вычислений следует знать параметры первичной и вторичной обмотки, их напряжение, номинальную силу тока и ряд других характеристик.

Для расчетов нужно знать следующие параметры. Сначала потребуется узнать напряжение первичной обмотки, что является напряжением, в котором осуществляется работа агрегата от сети. Данное значение равняется 220 или 380 В.

Необходимо узнать и номинальное напряжение вторичной обмотки, которое направлено на понижение входящего. Данное значение не должно быть больше 80 В, оно нужно для возбуждения сварочной дуги. Следует учесть и диаметр электродов, и толщину металла, с которыми будет вестись работа. В этом случае речь идет о номинальной силе тока вторичной обмотки.

Надежность использования сварочного агрегата зависит от площади сечения сердечника. Для эксплуатации рекомендуется значения от 45 до 55 кв. см. За электропотери отвечает плотность тока в обмотке. Что касается собственноручных вариантов изделий, то для них этот показатель равен 2,5-3 А.

Чтобы наглядно показать, как проводятся расчеты, возьмем свои значения и используем их для формулы. Так, например, напряжение сети будет равно значению U1=220 В, а напряжение для вторичной обмотки составляет U2=60 В. Что касается остальных значений, то номинальная сила тока 180 А, площадь окна So=100 см², площадь сечения сердечника Sс=45 см², плотность тока в обмотке 3 А. Исходя из представленных данных можно вычислить мощность устройства, которая будет равна P = 1,5*Sс*So = 1,5*45*100 = 6750 Вт.

Схема подключения сварочного трансформатора к реактору.

Необходимо обратить внимание, что в данном случае значение 1,5 использовано для трансформаторов, у которых сердечник Ш и П. Что касается сердечников ШЛ и ПЛ, то у них это значение равно 1,7, а для тороидальных — 1,9.

После этого нужно определить количество витков в каждой обмотке. В итоге выходит K = 50/Sс = 50/45 = 1,11. Последнее значение — это количество витков на 1 вольт. В этом случае тоже надо заметить, что цифра 50 подходит для сердечников Ш и П. Для ШЛ и ПЛ значение равно 40, а для тороидальных — 35. После проведенных ранее расчетов можно узнать максимальное значение силы тока на первичной обмотке. Для этого есть формула, куда нужно вставить полученные значения: Imax = P/U = 6750/220 = 30,7 А.

Далее необходимо провести вычисление витков по формуле Wх =Uх*K. Например, для вторичной обмотки подобная формула и результат будут выглядеть следующим образом: W2 = U2*K = 60*1,11 = 67. Последнее значение показывает количество необходимых витков.

Сборка конструкции

В качестве примера показан трансформатор, имеющий сердечник П-образный. Процесс создания конструкции начинается с изготовления каркаса для обмоток. Для этого потребуются пластины из текстолита. Из них вырезаются детали, необходимые для коробок.

Что касается самих коробов, то они будут иметь две крышечки, расположенные в верхней части, на каждой их них нужно сделать прорези, необходимые для стенок в количестве четырех штук. Площадь сечения сердечника будет равна внутренней площади указанных прорезей. Однако нужно заметить, что надо сделать небольшое увеличение, которое потребуется для стен коробов.

Схема устройства однофазного трансформатора.

После завершения сборки каркаса его изолируют, затем можно приступать к созданию обмотки. В качестве проводов рекомендуется брать те, которые имеют термостойкую изоляцию. После намотки одного слоя его изолируют, затем начинается намотка следующего слоя. Следует не забывать, что после определенного количества мотков надо сделать отводы. После завершения обмотки нужно установить верхнюю изоляцию. Медные болты закрепляются на концах отводов.

Затем приступают к собиранию и шихтованию магнитопровода. С этой целью применяется специальное железо. Для сердечника подойдут старые пластины из металла, или можно приобрести новые. После завершения сборки нужно проверить устройство тестером.

На последнем этапе необходимо сделать диодный мост, затем установить регулятор. Для моста подойдут диоды KBPC5010 и В200. Их количество зависит от номинальной силы тока. Если агрегат имеет подобный параметр в 180 А, то для устройства нужно взять 4 диода, так как один рассчитан на 50 А. К радиатору из алюминия прикрепляются диоды, затем осуществляется подключение одновременно с дросселем отводов. Затем собирается корпус, в который будет помещен трансформатор.

Изготовление тороидального трансформатора

Указанные самодельные сварочные конструкции имеют больше преимуществ, чем трансформатор Ш или П-образный. В итоге такой агрегат сделать выгоднее. Чтобы сделать конструкцию самому, нужно воспользоваться частями от старых аппаратов.

Работа включает в себя следующие положения. Сначала нужно пластины из металла обкатать округлым предметом, например бутылкой. После этого одна из пластин скручивается в кольцо, элемент необходимо закрепить саморезами. Получается оправка для пластин.

Затем происходит укладка пластин, работу следует начинать от края, постепенно двигаясь вовнутрь. Необходимо уложить те пластины, которые еще не были обкатаны, что связано со значительным внутренним диаметром. После того как было набрано необходимое количество данных элементов, пластины поджимаются. Постепенно внутренний диаметр будет уменьшаться, поэтому можно начать использовать обкатанные элементы.

Получается первое кольцо для магнитопровода изделия. Нужно произвести подготовку второй оправки, необходимой для следующего кольца магнитопровода. В этом случае действия схожи, укладка осуществляется, как и в случае с первым кольцом. Важно обратить внимание, что не должно оставаться зазоров между пластинами. Нужно уделять время и прижиманию пластин.

Схема тороидального трансформатора.

После выполненных действий нужно использовать молоток, которым следует обстучать торцевую часть колец. Затем потребуется эпоксидный клей, которым пропитываются оба кольца. Клей предварительно нужно развести с растворителем. Оба кольца склеиваются между собой.

Теперь необходимо определить высоту сердечника. Нужно заметить, что она может варьироваться, что зависит от толщины используемых пластин. В данном случае используется сердечник, имеющий высоту 14 см. В итоге его площадь будет составлять 56 кв. см, что с поправкой на зазоры, в конечном счете, составит 50 кв.см.

Далее необходимо провести изоляцию элемента. Для этого вырезаются из картона круги, которые накладываются на сердечник. Готовую деталь обматывают черной изолентой, имеющей тряпичную основу, а после — малярным скотчем.

Трансформатор готов к следующему этапу. На челнок, изготовленный из ДСП, нужно намотать провод первичной обмотки, а конец провода № 1 обматывается филенкой. Затем через отверстие в торе просовываются челнок, каждый виток прижимается. Нужно каждый виток распределить по сердечнику.

После намотки первый ряд обматывается изолентой, далее наматывается второй ряд, не забывая сделать отводы. После этого нужно проверить ток на холостом ходу. Амперметр должен показать значение в диапазоне 0,2-1,2 А. В этом случае действия были выполнены правильно.

Конец № 2 тоже обматывается с помощью филенки. Далее происходит изоляция первичной обмотки. Затем наматывается вторичная обмотка, только в этом случае челнок не будет принимать участия. По завершении работы данная часть изолируется, из текстолита необходимо вырезать два круга, а для крепления обмоток сверлятся два отверстия.

Стоит обратить внимание, что изготовить и собрать конструкцию с первого раза не получится.

Но внимательно выполняя расчеты и монтаж, конечный результат вас порадует.


moyasvarka.ru

Сварочный трансформатор своими руками: устройство, принцип действия, схема

Любой домашний мастер мечтает иметь в своем хозяйстве самый разный инструмент, в том числе и сварочный трансформатор, который станет незаменимым помощником при необходимости собрать какую-либо конструкцию из металла или выполнить сварное соединение.

Данное устройство подходит как для ручной дуговой, так и для точечной сварки различных типов металла.

Автомобилисты могут из сварочного трансформатора сделать споттер, который даст возможность проводить ремонтные работы с кузовом машины в любое удобное время.

Принцип работы всех сварочных агрегатов, которые сделаны на базе обыкновенного трансформатора, один и тот же, различия носит конструктивный характер.

Следует отметить и то, что устройство сварочного трансформатора полуавтомата достаточно простое и собрать его можно даже из обычной микроволновки.

Такие устройства могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, при этом качество сварного соединения всегда остается на высочайшем уровне.

Схема сварочного трансформатора полуавтомата состоит из нескольких обязательных элементов, которые можно найти в хозяйстве у каждого домашнего мастера.

Конечно, можно для домашних целей приобрести современный инвертор, однако его цена доступна далеко не всем.

В любом случае, трансформатор, сделанный своими руками, при правильном подходе к делу и выполнении всех основных рекомендаций, сможет собрать каждый.

Особенности трансформаторов

В настоящее время существует большое количество самых разнообразных сварочных агрегатов, которые можно использовать, в том числе и дома.

Наиболее функциональным считается ручной инвертор, область применения которого достаточно широкая. Он получает питание от сети переменного тока и имеет высокие технические характеристики своей работы.

Инвертор удобен в использовании и обладает большим потенциалом работы. Следует отметить то, что цена инвертора достаточно высокая, и не каждый сможет позволить себе такой универсальный аппарат.

Видео:

Некоторые для дуговой и точечной сварки используют полуавтоматы. Дело в том, что у полуавтомата, как правило, есть отвод специально для дуговой или точечной сварки.

Вообще, полуавтоматы используются при сварке с газом, однако если модель такого полуавтомата предусматривает отвод для точечной или дуговой сварки, то его можно смело использовать и для этих целей.

Между всеми устройствами для данного вида сварки существенное отличие состоит непосредственно в конструктивных особенностях.

В большинстве случаев от постоянного тока питание получают промышленные агрегаты. Бытовые ручные аппараты, в том числе инверторы и полуавтоматы, получают питание от переменного тока.

Если нет денег на инвертор, а для работы по дому постоянно требуется сварочный аппарат, то следует подумать о том, как собрать трансформатор для сварки.

Принцип работы сварочного трансформатора позволяет с легкостью выполнять высококачественные соединения металлов.

Его основные эксплуатационные и технические характеристики практически ни в чем не будут уступать заводским изделиям, если все действия будут выполняться в заданной последовательности.

Любой трансформатор состоит, главным образом, из медных проводов, которые образуют катушки с определенным количеством витков.

Такой самодельный аппарат должен иметь регулятор, при помощи которого будет производиться регулировка всех основных параметров работы, и выполняться технические условия.

Если планируется, что трансформатор будет использоваться, главным образом, для ремонта автомобиля, то внимание следует обратить на споттер.

Споттер отличается от обычного сварочного трансформатора температурой нагрева рабочей области на поверхности металла, что становится возможным за счет некоторых конструктивных особенностей.

Также своими руками можно собрать трансформатор для контактной сварки, и в этом случае можно будет соединять между собой крупногабаритные технические детали.

Виды и типы

Сварочная область активно развивается и постоянно совершенствуется.

Регулярно появляются все новые устройства для сварки, технические характеристики которых в несколько раз превосходят предыдущие изделия.

Как правило, в условиях дома чаще всего используют ручной аппарат, который получает питание от переменного тока и подходит для точечной и дуговой сварки металла.

Видео:

В настоящее время для дома наиболее совершенным считается ручной инвертор, технические характеристики которого отличаются высокими показателями работы, однако его цена доступна далеко не для всех домашних мастеров.

В этом случае многие мастера стараются своими силами собрать трансформатор широкого спектра действия, который можно использовать как для дуговой, так и для точечной сварки.

В настоящий момент есть разные виды трансформаторов для сварки. Для дома чаще всего используется аппарат для дуговой сварки.

Его основным преимуществом является простая и при этом надежная конструкция, а также широкая область применения.

Некоторые технические показатели его работы можно отнести к недостаткам, например низки КПД. Данный самодельный аппарат можно изготовить даже из микроволновки.

Также большой популярностью среди домашних умельцев пользуется самодельный аппарат, предназначенный для точечной или контактной сварки.

Он имеет высокие технические характеристики своей работы и нашел широкое применение в условиях дома. Такой аппарат служит, главным образом, для проведения ремонтных работ в гараже.

Его трансформатор имеет более низкие показатели мощности, однако функциональные возможности достаточно большие. В его схему работы обязательно включаются конденсаторы.

А кроме этого, есть и другие небольшие конструктивные различия. Известны и другие виды устройств для сварки, созданные на основе трансформаторов.

Так, у автолюбителей большой популярностью пользуется споттер. Споттер позволяет качественно ремонтировать кузов машины за счет некоторых конструктивных особенностей.

Какой лучше аппарат собрать свои руками для дома, каждый мастер решает сам. В этом случае, в первую очередь, необходимо определиться, для чего конкретно и какой он нужен.

Непосредственно перед тем, как перейти к сборке такого устройства, в обязательном порядке проводится расчет сварочного трансформатора, который позволяет определить все его основные параметры работы.

Основные характеристики

Все характеристики работы устройства в обязательном порядке необходимы для того, чтобы провести расчет сварочного трансформатора.

В первую очередь, следует обращать внимание на напряжение. В большинстве случаев в условиях дома трансформаторы для точечной, а также дуговой сварки получают питание от переменного тока.

На промышленных предприятиях, как правило, стоит аппарат постоянного тока, который имеет более высокие показатели мощности.

От переменного тока получает питание и инвертор, а также споттер. Большое значение, как для обычного трансформатора, так и для инвертора играет номинальный сварочный ток.

Этот показатель указывает на все возможности сварки, равно как и резки металлических заготовок.

Споттер и самодельный трансформатор, как правило, имеют величину в пределах двухсот ампер, что более чем достаточно для дома.

В процессе выполнения соответствующих работ, в зависимости от характеристики металла осуществляется регулировка силы тока.

Если соответствующий регулятор будет выставлен неправильно, то металл можно расплавить. Такой регулятор имеет и инвертор, а также споттер.

Видео:

Определенные технические характеристики имеет и используемый для сварки электрод.

Сегодня в специализированных магазинах предлагаются различные виды электродов, в том числе и с разным диаметром.

При работе с материалом, который имеет различную толщину, производится регулировка сварочного тока, а также подбирается соответствующий размер электрода.

Для трансформаторов, предназначенных для сварки металлов, должно учитываться и номинальное напряжение, которое замеряется на входе в аппарат.

Его регулировка ручным способом не предусмотрена, а поэтому этот параметр закладывают еще на этап конструирования устройства.

Для трансформатора большое значение играет номинальный режим работы. Это параметр указывает на то, в течение какого постоянного времени самодельный аппарат сможет функционировать в непрерывном режиме.

Также, для того чтобы произвести расчет сварочного трансформатора, необходимо обязательно знать показатели мощности, как потребляемой, так и выходной, а также напряжение холостого хода.

Как инвертор, так и самодельный споттер с трансформатором на корпусе в обязательном порядке имеют специальный регулятор исключительно для регулировки силы тока.

Все остальные параметры в большинстве случаев закладываются в устройстве при его конструировании.

Схема и расчет

Собирая собственноручно для дома трансформатор или споттер, в обязательном порядке придется выполнять расчет сварочного трансформатора.

Как известно, любой трансформатор или споттер состоит из медных проводов, которые в виде витков уложены на сердечник.

Количество медных проводов в одном трансформаторе, предназначенном для сварки, особого значения не играет, так как такое устройство можно собрать даже из микроволновки.

В общую схему устройства необходимо будет правильно интегрировать диодный мост. Если собирается трансформатор для выполнения точечной сварки, то его принципиальная схема будет несколько сложней.

В этом случае помимо проводов и диодного моста, в нее необходимо будет включить в обязательном порядке тиристоры, диоды, а также конденсаторы.

При помощи данных элементов регулировка тока будет более точной, а значит, и качество сварного шва увеличится.

Вообще трансформатор, предназначенный для точечной сварки, имеет более сложное устройство не только в конструктивном плане, но и в схеме сборки.

Какой лучше собрать трансформатор для дома, каждый решает сам, для чего необходимо в точности знать его основное предназначение.

Любой тип трансформатора в обязательном порядке состоит из сердечника плюс обмоток проводов. Оба этих конструктивных элемента и отвечают за технические характеристики сварочного устройства.

Для того чтобы правильно провести необходимый расчет, следует, прежде всего, определиться с такими параметрами, как номинальная сила тока, а также, естественно, напряжение на обмотках.

Видео:

На основании этих показателей и выполняется расчет сечения проводов, и также для обмоток проводов и самого сердечника.

Все расчеты в отношении проводов и сердечника проводятся по соответствующим формулам, и для этого необходимо обладать хотя бы школьными познаниями в физике.

Расчет проводов и сердечника трансформатора одинаков, как для контактной, так и для дуговой видов сварки.

Следует отметить, что расчет проводов необходимо проводить даже в том случае, когда агрегат собирается из обыкновенной микроволновки.

Все технические характеристики, полученные при проведении расчета, потребуются и при эксплуатации сварочного трансформатора.

Этапы сборки

После того, как на руках окажутся все необходимые расчеты, а также схема устройства, можно смело приступать к сборке своими руками.

Собирая самодельный сварочный трансформатор своими руками, придется много считать, в частности количество витков.

Для домашнего применения подойдет агрегат с П-образным сердечником, кроме этого, его легче и проще собрать самостоятельно.

Все действия начинаются с создания каркасов, на которые впоследствии будут смонтированы сердечники. Для этих целей лучше всего использовать специальные текстолитовые пластины.

Видео:

Данные пластины необходимо будет в обязательном порядке изолировать и только после этого можно начинать мотать сами обмотки.

В качестве обмоток лучше использовать провода, которые имеют стеклянную изоляцию, даже не смотря на то, что цена на них несколько выше, чем на обычный тип обмотки.

На концах каждого отвода от обмоток следует закрепить специальные медные болты. Далее следует сформировать и правильно отрихтовать магнитопровод.

При проведении работ следует постоянно контролировать при помощи тестера правильность сборки.

После того, как основная часть сварочного трансформатора будет готова, необходимо сделать диодный мост. Он подключается совместно с дросселем параллельно обмоточным отводам.

После этого устройство следует поместить в корпус и проверить на работоспособность.

Цена такого самодельного устройства будет значительно ниже заводских аппаратов, притом, что качество сварного соединения при правильном выполнении всех работ будет отвечать стандартам.

Для многих мастеров именно цена является определяющим фактором при выборе сварного оборудования и в этом случае такой самодельный аппарат будет отличным выходом из положения.

rezhemmetall.ru