Σε αναζήτηση ενός κατάλληλου μετασχηματιστή συγκόλλησης, πολλοί εγκαταλείπουν τα εργοστασιακά μοντέλα υπέρ των σπιτικών. Οι λόγοι για αυτήν την απόφαση μπορεί να είναι πολύ διαφορετικοί, που κυμαίνονται από μη αποδεκτές τιμές και τελειώνουν με την επιθυμία να φτιάξετε μόνοι σας έναν μετασχηματιστή συγκόλλησης. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν ειδικές δυσκολίες στον τρόπο κατασκευής ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης, επιπλέον, ένας σπιτικός μετασχηματιστής συγκόλλησης μπορεί δικαίως να θεωρηθεί το καμάρι κάθε ιδιοκτήτη. Αλλά όταν το δημιουργείτε, είναι αδύνατο να το κάνετε χωρίς γνώση για τη συσκευή και το κύκλωμα του μετασχηματιστή, τα χαρακτηριστικά και τους υπολογισμούς του γι ‘αυτούς..
Απόδοση μετασχηματιστή συγκόλλησης
Οποιοδήποτε ηλεκτρικό εργαλείο έχει ορισμένα χαρακτηριστικά απόδοσης και ο μετασχηματιστής συγκόλλησης δεν αποτελεί εξαίρεση. Εκτός από τα συνηθισμένα, όπως η ισχύς, ο αριθμός των φάσεων και η τάση που απαιτείται για τη λειτουργία στο δίκτυο, ο μετασχηματιστής συγκόλλησης έχει ένα ολόκληρο σύνολο μοναδικών χαρακτηριστικών, καθένα από τα οποία θα σας επιτρέψει να επιλέξετε με ακρίβεια μια συσκευή το κατάστημα για συγκεκριμένο τύπο εργασίας. Για όσους πρόκειται να φτιάξουν έναν μετασχηματιστή συγκόλλησης με τα χέρια τους, απαιτείται γνώση αυτών των χαρακτηριστικών για την εκτέλεση υπολογισμών.
Αλλά πριν προχωρήσουμε σε μια λεπτομερή περιγραφή κάθε χαρακτηριστικού, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε ποια είναι η βασική αρχή του μετασχηματιστή συγκόλλησης. Είναι αρκετά απλό και συνίσταται στη μετατροπή της τάσης εισόδου, δηλαδή στη μείωση της. Το χαμηλότερο χαρακτηριστικό βολτ -αμπέρ του μετασχηματιστή συγκόλλησης έχει την ακόλουθη εξάρτηση – όταν μειώνεται η τάση (Volt), αυξάνεται το ρεύμα συγκόλλησης (Ampere), το οποίο επιτρέπει την τήξη και τη συγκόλληση του μετάλλου. Με βάση αυτήν την αρχή, χτίζεται όλη η εργασία του μετασχηματιστή συγκόλλησης, καθώς και άλλα σχετικά χαρακτηριστικά απόδοσης..
Τάση δικτύου και αριθμός φάσεων
Με αυτό το χαρακτηριστικό, όλα είναι αρκετά απλά. Υποδεικνύει την τάση που απαιτείται για τη λειτουργία του μετασχηματιστή συγκόλλησης. Μπορεί να είναι 220 V ή 380 V. Στην πράξη, η τάση στο δίκτυο μπορεί να κυμαίνεται ελαφρώς εντός +/- 10 V, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει τη σταθερή λειτουργία του μετασχηματιστή. Κατά τον υπολογισμό για μετασχηματιστή συγκόλλησης, η τάση δικτύου είναι το θεμελιώδες χαρακτηριστικό για τους υπολογισμούς. Επιπλέον, ο αριθμός των φάσεων εξαρτάται από την τάση στο δίκτυο. Για 220 V, αυτές είναι δύο φάσεις, για 380 V, τρεις. Αυτό δεν λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς, αλλά αυτό είναι ένα σημαντικό σημείο για τη σύνδεση της μηχανής συγκόλλησης και τη λειτουργία της. Υπάρχει επίσης μια ξεχωριστή κατηγορία μετασχηματιστών που μπορούν να λειτουργούν τόσο από 220 V όσο και από 380 V.
Ονομαστικό ρεύμα συγκόλλησης του μετασχηματιστή
Αυτό είναι το βασικό χαρακτηριστικό απόδοσης κάθε μετασχηματιστή συγκόλλησης. Η ικανότητα κοπής και συγκόλλησης μετάλλου εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος συγκόλλησης. Σε όλους τους μετασχηματιστές συγκόλλησης, αυτή η τιμή υποδεικνύεται ως η μέγιστη, αφού αυτό ακριβώς είναι το ποσό που μπορεί να δώσει ο μετασχηματιστής στο όριο των δυνατοτήτων. Φυσικά, το ονομαστικό ρεύμα συγκόλλησης μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί με ηλεκτρόδια διαφορετικών διαμέτρων και γι ‘αυτό παρέχεται ειδικός ρυθμιστής στους μετασχηματιστές. Πρέπει να σημειωθεί ότι για τους μετασχηματιστές συγκόλλησης οικιακής χρήσης, που δημιουργήθηκαν με το χέρι, το ρεύμα συγκόλλησης δεν υπερβαίνει τα 160 – 200 A. Αυτό οφείλεται κυρίως στο βάρος του ίδιου του μετασχηματιστή. Άλλωστε, όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του ρεύματος συγκόλλησης, τόσο περισσότερες στροφές απαιτούνται από σύρμα χαλκού, και αυτά είναι πολύ βαριά κιλά. Εκτός από τον μετασχηματιστή συγκόλλησης, η τιμή εξαρτάται από το μέταλλο για τα καλώδια των περιελίξεων και όσο περισσότερο σύρμα δαπανήθηκε, τόσο πιο ακριβό θα είναι το ίδιο το μηχάνημα..
Διάμετρος ηλεκτροδίου
Όταν εργάζεστε με μετασχηματιστή συγκόλλησης για συγκόλληση μετάλλων, χρησιμοποιούνται συγκολλήσιμα ηλεκτρόδια διαφόρων διαμέτρων. Σε αυτή την περίπτωση, η δυνατότητα χρήσης ηλεκτροδίου συγκεκριμένης διαμέτρου εξαρτάται από δύο παράγοντες. Το πρώτο είναι το ονομαστικό ρεύμα συγκόλλησης του μετασχηματιστή. Το δεύτερο είναι το πάχος του μετάλλου. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις διαμέτρους των ηλεκτροδίων ανάλογα με το πάχος του μετάλλου και το ρεύμα συγκόλλησης του ίδιου του μετασχηματιστή.
Όπως μπορείτε να δείτε από αυτόν τον πίνακα, η χρήση ενός ηλεκτροδίου 2 mm θα είναι απλώς χωρίς νόημα σε ρεύμα 200 A. Or, αντίθετα, ένα ηλεκτρόδιο 4 mm είναι άχρηστο σε ρεύμα 100 A. Αλλά πολύ συχνά πρέπει να συγκολλάτε μέταλλο διαφορετικού πάχους με το ίδιο μηχάνημα και για αυτό οι μετασχηματιστές συγκόλλησης είναι εξοπλισμένοι με ρυθμιστές ρεύματος.
Όρια ρύθμισης του ρεύματος συγκόλλησης
Για τη συγκόλληση μετάλλων διαφόρων παχών, χρησιμοποιούνται ηλεκτρόδια διαφόρων διαμέτρων. Αλλά αν η ισχύς του ρεύματος συγκόλλησης είναι πολύ υψηλή, τότε το μέταλλο θα καεί κατά τη συγκόλληση και αν είναι πολύ μικρό, τότε δεν θα είναι δυνατό να το λιώσουμε. Ως εκ τούτου, ένας ειδικός ρυθμιστής είναι ενσωματωμένος στους μετασχηματιστές συγκόλλησης για αυτούς τους σκοπούς, ο οποίος σας επιτρέπει να μειώσετε το ονομαστικό ρεύμα συγκόλλησης σε μια ορισμένη τιμή. Συνήθως, σε αυτοσχέδιους μετασχηματιστές συγκόλλησης, δημιουργούνται διάφορα βήματα ρύθμισης, που κυμαίνονται από 50 Α έως 200 Α.
Ονομαστική τάση λειτουργίας
Όπως σημειώθηκε, ο μετασχηματιστής συγκόλλησης μετατρέπει την τάση εισόδου σε χαμηλότερη τιμή 30-60 V. Αυτή είναι η ονομαστική τάση λειτουργίας που απαιτείται για τη διατήρηση ενός σταθερού τόξου. Επίσης, η δυνατότητα συγκόλλησης μετάλλου ορισμένου πάχους εξαρτάται από αυτήν την παράμετρο. Έτσι, για τη συγκόλληση λεπτών λαμαρινών, απαιτείται χαμηλή τάση και για παχύτερο μέταλλο, υψηλή τάση. Κατά τον υπολογισμό, αυτός ο δείκτης είναι πολύ σημαντικός..
Ονομαστική λειτουργία
Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά απόδοσης ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης είναι η ονομαστική του απόδοση. Υποδεικνύει μια περίοδο συνεχούς εργασίας. Αυτός ο αριθμός για τους εργοστασιακούς μετασχηματιστές συγκόλλησης είναι συνήθως περίπου 40%, αλλά για σπιτικούς μετασχηματιστές δεν μπορεί να είναι υψηλότερος από 20-30%. Αυτό σημαίνει ότι από 10 λεπτά εργασίας, μπορείτε να μαγειρεύετε συνεχώς για 3 λεπτά και να δίνετε 7 λεπτά για ξεκούραση..
Κατανάλωση ισχύος και έξοδος
Όπως κάθε άλλο ηλεκτρικό εργαλείο, ένας μετασχηματιστής συγκόλλησης καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια. Κατά τον υπολογισμό και τη δημιουργία ενός μετασχηματιστή, ο δείκτης κατανάλωσης ενέργειας παίζει σημαντικό ρόλο. Όσον αφορά την ισχύ εξόδου, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, καθώς η απόδοση ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης εξαρτάται άμεσα από τη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο δεικτών. Και όσο μικρότερη είναι η διαφορά, τόσο το καλύτερο.
Τάση ανοιχτού κυκλώματος
Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά απόδοσης είναι η τάση ανοιχτού κυκλώματος του μετασχηματιστή συγκόλλησης. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι υπεύθυνο για την ευκολία εμφάνισης του τόξου συγκόλλησης και όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο εύκολο θα εμφανιστεί το τόξο. Υπάρχει όμως ένα σημαντικό σημείο. Για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του ατόμου που εργάζεται με τη συσκευή, η τάση περιορίζεται στα 80 V.
Διάγραμμα μετασχηματιστή συγκόλλησης
Όπως ήδη σημειώθηκε, η αρχή λειτουργίας ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης είναι να μειώσει την τάση και να αυξήσει το ρεύμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η κατασκευή ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης είναι αρκετά απλή. Αποτελείται από μεταλλικό πυρήνα, δύο περιελίξεις – πρωτεύον και δευτερεύον. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τη συσκευή του μετασχηματιστή συγκόλλησης.
Με την ανάπτυξη της ηλεκτρολογίας, το σχηματικό διάγραμμα του μετασχηματιστή συγκόλλησης βελτιώθηκε και σήμερα παράγονται μηχανήματα συγκόλλησης, στο κύκλωμα των οποίων πνίγονται, μια γέφυρα διόδου και ρυθμιστές ρεύματος. Το διάγραμμα δείχνει πώς ενσωματώνεται η γέφυρα διόδου στον μετασχηματιστή συγκόλλησης (φωτογραφία παρακάτω).
Ένας από τους πιο δημοφιλείς σπιτικούς μετασχηματιστές συγκόλλησης είναι ο τοροειδής μετασχηματιστής πυρήνα λόγω του μικρού βάρους και της εξαιρετικής απόδοσης. Το διάγραμμα ενός τέτοιου μετασχηματιστή παρουσιάζεται παρακάτω..
Σήμερα, υπάρχουν πολλά διαφορετικά κυκλώματα μετασχηματιστών συγκόλλησης, που κυμαίνονται από κλασικά έως κυκλώματα inverter και ανορθωτή. Αλλά για να δημιουργήσετε έναν μετασχηματιστή συγκόλλησης με τα χέρια σας, είναι καλύτερο να επιλέξετε ένα απλούστερο και πιο αξιόπιστο κύκλωμα που δεν απαιτεί τη χρήση ακριβών ηλεκτρονικών. Όπως συγκόλληση τοροειδούς μετασχηματιστή ή μετασχηματιστή με τσοκ και γέφυρα διόδου. Σε κάθε περίπτωση, για να δημιουργήσετε έναν μετασχηματιστή συγκόλλησης, εκτός από το κύκλωμα, θα πρέπει να εκτελέσετε ορισμένους υπολογισμούς για να αποκτήσετε τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά απόδοσης..
Υπολογισμός του μετασχηματιστή συγκόλλησης
Κατά τη δημιουργία ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης για συγκεκριμένους σκοπούς, πρέπει να καθορίσετε την απόδοσή του εκ των προτέρων. Επιπλέον, ο υπολογισμός του μετασχηματιστή συγκόλλησης πραγματοποιείται για τον προσδιορισμό του αριθμού στροφών των πρωτογενών και δευτερευουσών περιελίξεων, της περιοχής διατομής του πυρήνα και του παραθύρου του, της ισχύος του μετασχηματιστή, της τάσης τόξου και άλλων..
Για να εκτελέσετε υπολογισμούς, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα αρχικά δεδομένα:
- τάση εισόδου της κύριας περιέλιξης (V) U1.
- ονομαστική τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης (V) U2.
- ονομαστικό ρεύμα της δευτερεύουσας περιέλιξης (A) I ·
- εμβαδόν πυρήνα (cm2) Sс;
- περιοχή παραθύρου (cm2) Έτσι?
- πυκνότητα ρεύματος περιέλιξης (A / mm2).
Ας εξετάσουμε, χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα υπολογισμού ενός τοροειδούς μετασχηματιστή με τις ακόλουθες παραμέτρους: τάση εισόδου U1 = 220 V, ονομαστική τάση δευτερεύοντος τυλίγματος U2 = 70 V, ονομαστικό ρεύμα δευτερεύουσας περιέλιξης 200 A, περιοχή πυρήνα Sc = 45 cm2, περιοχή παραθύρου Άρα = 80 cm2, το ρεύμα πυκνότητας στην περιέλιξη είναι 3 A / mm2.
Αρχικά, υπολογίζουμε την ισχύ του τοροειδούς μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας τον τύπο:
Δ διάσταση = 1,9 * Sc * Λοιπόν. Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε 6840 W ή απλοποιημένα 6,8 kW.
Σπουδαίος! Αυτός ο τύπος ισχύει μόνο για τοροειδείς μετασχηματιστές. Για μετασχηματιστές με πυρήνα τύπου PL, SHL, χρησιμοποιείται συντελεστής 1,7. Για μετασχηματιστές με πυρήνα τύπου П, Ш – 1.5.
Το επόμενο βήμα είναι να υπολογίσετε τον αριθμό των στροφών για τις κύριες και δευτερεύουσες περιελίξεις. Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να υπολογίσετε τον απαιτούμενο αριθμό στροφών ανά 1 V. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιούμε τον ακόλουθο τύπο: K = 35 / S. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνουμε 0,77 στροφές ανά 1 V της κατανάλωσης τάσης.
Σπουδαίος! Όπως και στον πρώτο τύπο, ο συντελεστής 35 ισχύει μόνο για τοροειδείς μετασχηματιστές. Για μετασχηματιστές με πυρήνα PL, τύπου SHL, χρησιμοποιείται συντελεστής 40. Για μετασχηματιστές με πυρήνα τύπου P, SH – 50.
Στη συνέχεια, υπολογίζουμε το μέγιστο ρεύμα της κύριας περιέλιξης χρησιμοποιώντας τον τύπο: Imax = P / U. Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε το ρεύμα για την κύρια περιέλιξη 6480/220 = 31 A. Για τη δευτερεύουσα περιέλιξη, παίρνουμε το ρεύμα ως σταθερά 200 A, καθώς μπορεί να είναι απαραίτητο να συγκολληθούν μέταλλα διαφόρων παχών με ηλεκτρόδια με διάμετρος 2 έως 3 mm. Φυσικά, στην πράξη, 200 A είναι η περιοριστική ισχύς ρεύματος, αλλά ένα περιθώριο μερικών δεκάδων αμπέρ θα επιτρέψει στη συσκευή να λειτουργεί πιο αξιόπιστα..
Τώρα, με βάση τα δεδομένα που λαμβάνονται, υπολογίζουμε τον αριθμό των στροφών για τις κύριες και δευτερεύουσες περιελίξεις σε έναν μετασχηματιστή με ρύθμιση βημάτων στην κύρια περιέλιξη. Ο υπολογισμός για τη δευτερεύουσα περιέλιξη πραγματοποιείται σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο W2 = U2 * K, ως αποτέλεσμα, παίρνουμε 54 στροφές. Στη συνέχεια, στρεφόμαστε στον υπολογισμό των βημάτων της κύριας περιέλιξης. Για αυτό χρησιμοποιούμε τον τύπο W1st = (220 * W2) / Ust.
Οπου:
Ust είναι η απαιτούμενη τάση εξόδου του δευτερεύοντος τυλίγματος.
W2 – ο αριθμός των στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης.
W1st – ο αριθμός στροφών της κύριας περιέλιξης ενός συγκεκριμένου σταδίου.
Αλλά πριν προχωρήσετε στον υπολογισμό των στροφών των βημάτων της κύριας περιέλιξης, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε την τάση για καθένα. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τον τύπο U = P / I, όπου:
P – ισχύς (W).
U – τάση (V).
I – ρεύμα (A).
Για παράδειγμα, πρέπει να κάνουμε τέσσερα στάδια με τους ακόλουθους δείκτες ονομαστικού ρεύματος στη δευτερεύουσα περιέλιξη: 160 A, 130 A, 100 A και 90 A. Ένα τέτοιο άνοιγμα θα χρειαστεί για τη χρήση ηλεκτροδίων διαφορετικών διαμέτρων και τη συγκόλληση μετάλλου διαφορετικού πάχους. Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε Ust = 40,5 V για το πρώτο στάδιο, 50 V για το δεύτερο στάδιο, 65 V για το τρίτο στάδιο και 72 V για το τέταρτο. Αντικατάσταση των ληφθέντων δεδομένων στον τύπο W1st = (220 * W2) / Ust, υπολογίζουμε τον αριθμό των στροφών για κάθε στάδιο. W1st1 = 293 στροφές, W1st2 = 238 στροφές, W1st3 = 182 στροφές, W1st4 = 165 στροφές. Κατά τη διαδικασία περιέλιξης του σύρματος σε κάθε μία από αυτές τις στροφές, γίνεται μια βρύση για τον ρυθμιστή.
Απομένει να υπολογιστεί η διατομή του σύρματος για τις κύριες και δευτερεύουσες περιελίξεις. Για αυτό, χρησιμοποιούμε τον δείκτη της πυκνότητας ρεύματος στο σύρμα, ο οποίος είναι 3 A / mm2. Ο τύπος είναι αρκετά απλός – είναι απαραίτητο να διαιρέσετε το μέγιστο ρεύμα καθενός από τις περιελίξεις με την πυκνότητα ρεύματος στην καλωδίωση. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνουμε για την κύρια περιέλιξη τη διατομή σύρματος Sperv = 10 mm2. Για τη δευτερεύουσα περιέλιξη, διατομή σύρματος Svtor = 66 mm2.
Κατά τη δημιουργία ενός μετασχηματιστή συγκόλλησης με τα χέρια σας, πρέπει να εκτελέσετε όλους τους παραπάνω υπολογισμούς. Αυτό θα σας βοηθήσει να επιλέξετε σωστά όλα τα απαραίτητα μέρη και στη συνέχεια να συναρμολογήσετε τη συσκευή από αυτά. Για έναν αρχάριο, η εκτέλεση υπολογισμών μπορεί να φαίνεται πολύ μπερδεμένη εργασία, αλλά αν κατανοήσετε την ουσία των ενεργειών που εκτελούνται, όλα δεν θα είναι τόσο δύσκολα..