Transformator spawalniczy DIY. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

 Komentarze do artykułu

Spawarka jest pożądanym nabytkiem w każdym gospodarstwie domowym. Zalety ręcznego spawania elektrycznego są oczywiste i niepodważalne: łatwość obsługi, szerokie spektrum zastosowań, wysoka produktywność i niezawodność połączeń - a to wszystko przy możliwości pracy niemal wszędzie tam, gdzie znajduje się sieć elektryczna. Wydaje się, że dzisiaj nie ma problemów z wyborem i zakupem spawarek. W sprzedaży pojawiło się mnóstwo spawarek domowych i profesjonalnych, przemysłowych. Wszelkiego rodzaju warsztaty rękodzielnicze i rzemieślnicy prześcigają się w oferowaniu swoich wyrobów. Ale ceny urządzeń fabrycznych „gryzą” z reguły kilkakrotnie przekraczające obecne średnie miesięczne zarobki. Zasadniczo to właśnie ta smutna rozbieżność między własnymi dochodami a ceną zawsze zmusza wiele osób do samodzielnego wykonywania spawania.

We współczesnej literaturze można znaleźć wiele materiałów na temat spawania. W ostatnich latach w Radioamatorze ukazało się szereg artykułów poświęconych udoskonalaniu i obliczaniu elementów transformatorów spawalniczych (ST), co niewątpliwie wskazuje na zainteresowanie czytelników tą tematyką. Proponuję najważniejszą rzecz: jak i z czego zrobić transformatory spawalnicze w domu. Wszystkie opisane poniżej obwody transformatorów spawalniczych zostały przetestowane w praktyce i faktycznie nadają się do ręcznego spawania elektrycznego. Niektóre schematy są opracowywane „wśród ludzi” od dziesięcioleci i stały się swego rodzaju „klasyką” niezależnej „konstrukcji transformatorowej”.

Jak każdy transformator, przekładnik prądowy składa się z uzwojenia pierwotnego i wtórnego (ewentualnie z odczepami) nawiniętych na duży rdzeń magnetyczny wykonany z żelaza transformatorowego. Tryb pracy przekładnika prądowego różni się od konwencjonalnego transformatora: działa w trybie łuku, tj. przy niemal maksymalnej możliwej mocy. A co za tym idzie silne wibracje, intensywne nagrzewanie i konieczność stosowania drutu o dużym przekroju. przekładnik prądowy zasilany jest z sieci jednofazowej o napięciu 220–240 V. Napięcie wyjściowe uzwojenia wtórnego w trybie bez obciążenia (bez obciążenia) (gdy do wyjścia nie jest podłączone żadne obciążenie) w przypadku domowych przekładników prądowych mieści się zwykle w zakresie 45-50 V, rzadziej do 70 Q. Ogólnie rzecz biorąc, napięcia wyjściowe spawarek przemysłowych są ograniczone (80 V dla prądu przemiennego, 90 V dla prądu stałego). Dlatego duże jednostki stacjonarne mają moc wyjściową 60-80 V.

Za główną charakterystykę mocy ST uważa się prąd wyjściowy uzwojenia wtórnego w trybie łuku (tryb spawania). W tym przypadku łuk elektryczny pali się w szczelinie między końcem elektrody a spawanym metalem. Rozmiar szczeliny wynosi 0,5...1,1 d (d to średnica elektrody), utrzymywany jest ręcznie. W przypadku konstrukcji przenośnych prądy robocze wynoszą 40-200 A. Prąd spawania zależy od mocy spawarki. Wybór średnicy zastosowanych elektrod i optymalnej grubości spawanego metalu zależy od prądu wyjściowego przekładnika prądowego.

Najczęściej spotykane są elektrody z prętami stalowymi D3 mm („trojka”), które wymagają prądu o natężeniu 90-150 A (zwykle 100-130 A). W zręcznych rękach „trojka” będzie palić przy 75 A. Przy prądach większych niż 150 A takich elektrod można używać do cięcia metalu (przy niższych prądach można ciąć cienkie arkusze żelaza o grubości 1-2 mm). Podczas pracy z elektrodą D3 mm przez uzwojenie pierwotne przekładnika prądowego przepływa prąd 20-30 A (zwykle około 25 A).

Jeśli prąd wyjściowy jest niższy niż wymagany, elektrody zaczynają „przyklejać się” lub „kleić”, zgrzewając swoje końcówki ze spawanym metalem: w ten sposób przekładnik prądowy zaczyna pracować z niebezpiecznym przeciążeniem w trybie zwarciowym. Przy prądach wyższych niż dopuszczalne elektrody zaczynają przecinać materiał: może to zniszczyć cały produkt.

W przypadku elektrod z żelaznym prętem D2 mm wymagany jest prąd 40-80 A (zwykle 50-70 A). Potrafią dokładnie spawać cienką stal o grubości 1-2 mm. Elektrody D4 mm dobrze pracują przy prądzie 150-200 A. Wyższe prądy stosuje się do mniej powszechnych (D5-6 mm) elektrod i cięcia metalu.

Oprócz mocy ważną właściwością ST są jego właściwości dynamiczne. Charakterystyki dynamiczne transformatora w dużej mierze decydują o stabilności łuku, a co za tym idzie, o jakości złączy spawanych. Wśród cech dynamicznych wyróżniamy opadanie strome i opadanie łagodne. Podczas spawania ręcznego powstają nieuniknione drgania końca elektrody i w związku z tym zmiana długości spalania łuku (w momencie zajarzenia łuku, podczas regulacji długości łuku, na nierównych powierzchniach, od drżenia dłoni). Jeżeli charakterystyka dynamiczna przekładnika prądowego gwałtownie spada, to gdy długość łuku się zmienia, w uzwojeniu wtórnym transformatora występują niewielkie zmiany prądu roboczego: łuk pali się stabilnie, spoina leży płasko.

Przy płaskiej lub sztywnej charakterystyce spawarki: gdy zmienia się długość łuku, prąd roboczy również gwałtownie się zmienia, co zmienia tryb spawania - w rezultacie łuk pali się niestabilnie, szew jest złej jakości, i ręczna praca z taką spawarką jest trudna lub wręcz niemożliwa. W przypadku ręcznego spawania łukowego wymagana jest stromo opadająca charakterystyka dynamiczna ST. Typ płasko-spadowy służy do spawania automatycznego.

Ogólnie rzecz biorąc, w rzeczywistych warunkach prawie nie jest możliwe zmierzenie lub określenie ilościowe parametrów charakterystyki prądowo-napięciowej, podobnie jak wielu innych parametrów przekładnika prądowego. Dlatego w praktyce spawarki można podzielić na te, które spawają lepiej i te, które działają gorzej. Kiedy ST działa dobrze, spawacze mówią: „Spawa miękko”. Powinno to oznaczać wysoką jakość spoiny, brak odprysków metalu, łuk pali się cały czas stabilnie, metal odkłada się równomiernie. Wszystkie konstrukcje CT opisane poniżej są w rzeczywistości odpowiednie do ręcznego spawania łukowego.

Tryb pracy ST można scharakteryzować jako krótkotrwały i powtarzalny. W rzeczywistych warunkach po spawaniu z reguły następuje instalacja, montaż i inne prace. Dlatego po pracy w trybie łuku przekładnik prądowy ma trochę czasu na ochłodzenie w trybie zimnym. W trybie łukowym ST nagrzewa się intensywnie, a w trybie zimnym. Ochładza się, ale znacznie wolniej. Sytuacja jest gorsza, gdy do cięcia metalu stosuje się tomografię komputerową, co jest bardzo powszechne. Aby ciąć łukiem grube pręty, blachy, rury itp., gdy prąd domowego transformatora nie jest zbyt duży, trzeba za bardzo przegrzać przekładnik prądowy.

Każde urządzenie przemysłowe charakteryzuje się tak ważnym parametrem, jak współczynnik czasu pracy (OL), mierzony w%. W przypadku domowych urządzeń przenośnych o wadze 40-50 kg PR zwykle nie przekracza 20%. Oznacza to, że przekładnik prądowy może pracować w trybie łuku nie dłużej niż 20% całkowitego czasu, pozostałe 80% powinien znajdować się w trybie jałowym.W przypadku większości projektów domowych PR powinien być brany jeszcze mniej. Za intensywny tryb pracy ST uznamy taki, w którym czas spalania łuku jest tego samego rzędu co czas przerwy.

Własne przekładniki prądowe wykonywane są według różnych schematów: na rdzeniach magnetycznych w kształcie litery U, PU i W: toroidalne, z różnymi kombinacjami układów uzwojeń. Schemat produkcji przekładnika prądowego i liczba zwojów przyszłych uzwojeń zależy głównie od dostępnego rdzenia - obwodu magnetycznego. W przyszłości w artykule rozważone zostaną rzeczywiste schematy domowych ST i materiałów do nich. Teraz ustalimy, jakie materiały uzwojenia i izolacji będą potrzebne dla przyszłego ST.

Biorąc pod uwagę duże moce, do uzwojeń przekładników prądowych stosuje się stosunkowo gruby drut. Wytwarzając znaczne prądy podczas pracy, każdy przekładnik prądowy stopniowo się nagrzewa. Szybkość nagrzewania zależy od wielu czynników, z których najważniejszym jest średnica lub pole przekroju poprzecznego drutów uzwojenia. Im grubszy drut, tym lepiej przepuszcza prąd, tym mniej się nagrzewa i w końcu lepiej odprowadza ciepło. Główną cechą jest gęstość prądu (A/mm2): im większa jest gęstość prądu w przewodach, tym intensywniejsze jest nagrzewanie się elementu grzejnego. Druty nawojowe mogą być miedziane lub aluminiowe. Miedź pozwala na użycie 1,5 razy większej gęstości prądu i mniej się nagrzewa: lepiej jest owinąć uzwojenie pierwotne drutem miedzianym.

W urządzeniach przemysłowych gęstość prądu nie przekracza 5 A/mm2 dla drutu miedzianego. W przypadku domowych opcji przekładników prądowych 10 A/mm2 dla miedzi można uznać za zadowalający wynik. Wraz ze wzrostem gęstości prądu nagrzewanie transformatora gwałtownie przyspiesza. W zasadzie do uzwojenia pierwotnego można zastosować drut, przez który będzie płynął prąd o gęstości do 20 A/mm2, ale wtedy przekładnik prądowy nagrzeje się do temperatury 60°C po zastosowaniu 2 x 3 elektrod. Jeśli uważasz, że trzeba będzie trochę, powoli spawać, a wciąż nie masz lepszych materiałów, to możesz nawinąć uzwojenie pierwotne drutem i to przy dużym przeciążeniu. Chociaż to oczywiście nieuchronnie zmniejszy niezawodność urządzenia.

Oprócz przekroju inną ważną cechą drutu jest metoda izolacji. Drut może być lakierowany, nawinięty w jedną lub dwie warstwy nici lub tkaniny, które z kolei są impregnowane lakierem. Niezawodność uzwojenia, jego maksymalna temperatura przegrzania, odporność na wilgoć i właściwości izolacyjne w dużym stopniu zależą od rodzaju izolacji (patrz tabela 1).

Tabela 1

Operacja. PEV, PEM - druty emaliowane lakierem o wysokiej wytrzymałości (odpowiednio viniflex i metalvin), produkowane z cienkich (PEV-1, PEM-1) i wzmocnionych warstw izolacyjnych (PEV-2, PEM-2); PEL - drut emaliowany lakierem olejnym; PELR-1, PELR-2 - przewody emaliowane odpowiednio wysokowytrzymałym lakierem poliamidowym, z cienkimi i wzmocnionymi warstwami izolacji; PELBO, PEVLO - druty na bazie drutów typu PEL i PEV z jedną warstwą odpowiednio jedwabiu naturalnego, przędzy bawełnianej lub lavsanu; PEVTL-1, PEVTL-2 - drut emaliowany wysokowytrzymałą emalią poliuretanową, żaroodporny, z cienkimi i wzmocnionymi warstwami izolacji; PLD - drut izolowany dwiema warstwami lavsanu; PETV - drut emaliowany żaroodpornym lakierem poliestrowym o wysokiej wytrzymałości; Druty typu PSD - w izolacji z włókna szklanego bezalkalicznego, nakładane dwuwarstwowo z klejeniem i impregnacją lakierem żaroodpornym (w oznaczeniach marki: T - izolacja rozrzedzona, L - z warstwą lakieru powierzchniowego, K - z klejeniem i impregnacja lakierem silikonowym); PETKSOT - drut izolowany emalią żaroodporną i włóknem szklanym; PNET-imid to drut izolowany emalią na bazie poliamidu o wysokiej wytrzymałości. Grubość izolacji podana w tabeli to różnica pomiędzy maksymalną średnicą drutu a nominalną średnicą miedzi.

Najlepszą izolację stanowi włókno szklane impregnowane lakierem żaroodpornym, jednak taki drut jest trudno dostępny, a jeśli go kupisz, nie będzie tani. Najmniej pożądanym, ale najtańszym materiałem na domowe produkty są zwykłe druty PEL, PEV Dtsi. Takie przewody są najczęstsze, można je usunąć z cewek dławików i transformatorów używanego sprzętu. Przy ostrożnym usuwaniu starych przewodów z ram cewek należy monitorować stan ich powłoki i dodatkowo zaizolować miejsca lekko uszkodzone. Jeśli zwoje drutu zostały dodatkowo zaimpregnowane lakierem, to ich zwoje sklejają się ze sobą, a przy próbie ich rozdzielenia utwardzony impregnat często zrywa własną powłokę lakierniczą drutu, odsłaniając metal. W rzadkich przypadkach, w przypadku braku innych opcji, „domowi pracownicy” nawijają uzwojenia pierwotne nawet za pomocą drutu montażowego w izolacji z chlorku winylu. Jego wady: nadmierna izolacja i słabe odprowadzanie ciepła.

Największą uwagę należy zawsze zwracać na jakość ułożenia uzwojenia pierwotnego przekładnika prądowego. Uzwojenie pierwotne zawiera większą liczbę zwojów niż uzwojenie wtórne, jego gęstość uzwojenia jest większa i bardziej się nagrzewa. Uzwojenie pierwotne jest pod wysokim napięciem, jeśli nastąpi zwarcie między zwojami lub uszkodzona zostanie izolacja, np. pod wpływem wilgoci, cała cewka szybko się „przepala”. Z reguły nie można go przywrócić bez demontażu całej konstrukcji.

Uzwojenie wtórne przekładnika prądowego nawinięte jest drutem jedno- lub wielożyłowym, którego przekrój zapewnia wymaganą gęstość prądu. Istnieje kilka sposobów rozwiązania tego problemu. Najpierw można zastosować drut monolityczny o przekroju 10-24 mm2 wykonany z miedzi lub aluminium.

Takie prostokątne przewody (powszechnie zwane szynami zbiorczymi) są stosowane w przemysłowych przekładnikach prądowych. Jednak w większości domowych konstrukcji drut nawojowy trzeba wielokrotnie przeciągać przez wąskie okienka obwodu magnetycznego. Spróbuj wyobrazić sobie, że robisz to około 60 razy z litym drutem miedzianym o przekroju 16 mm2. W takim przypadku lepiej jest preferować druty aluminiowe: są znacznie bardziej miękkie i tańsze.

Drugi sposób polega na nawinięciu uzwojenia wtórnego linką o odpowiednim przekroju w zwykłej izolacji z chlorku winylu. Jest miękki, łatwy w montażu i niezawodnie izolowany. To prawda, że ​​​​warstwa syntetyczna zajmuje nadmiar miejsca w oknach i zakłóca chłodzenie. Czasami do tych celów używają starych drutów skręconych w grubej gumowej izolacji, które są stosowane w potężnych kablach trójfazowych. Gumę można łatwo usunąć i zamiast niej owinąć drut warstwą cienkiego materiału izolacyjnego. Trzecia metoda polega na wykonaniu uzwojenia wtórnego z kilku drutów jednożyłowych w przybliżeniu takich samych, jak te użyte do nawinięcia uzwojenia pierwotnego. W tym celu 2-5 drutów D1,62,5 mm jest ostrożnie związanych taśmą i używanych jako drut jednożyłowy. Ta kilkuprzewodowa magistrala zajmuje niewielką objętość i jest wystarczająco elastyczna, co ułatwia jej montaż.

Jeśli wymagany drut jest trudny do uzyskania, uzwojenie wtórne można wykonać z cienkich, najpopularniejszych drutów PEV, PEL o średnicy 0,5-0,8 mm, chociaż zajmie to godzinę lub dwie. Najpierw musisz wybrać płaską powierzchnię, na której na sztywno zainstalujesz dwa kołki lub haki w odległości między nimi równej długości drutu uzwojenia wtórnego wynoszącej 2030 m. Następnie rozciągnij między nimi kilkadziesiąt pasm cienkiego drutu bez zginania, będziesz zdobądź jeden wydłużony pakiet. Następnie odłącz jeden z końców belki od wspornika i zaciśnij go w uchwycie wiertarki elektrycznej lub ręcznej. Przy małych prędkościach cała wiązka jest lekko napięta i skręca się w pojedynczy drut. Po skręceniu długość drutu nieznacznie się zmniejszy. Na końcach powstałego drutu skręconego należy ostrożnie wypalić lakier i oczyścić końce każdego drutu osobno, a następnie wszystko bezpiecznie zlutować. Przecież warto zaizolować przewód owijając go na całej długości warstwą np. taśmy klejącej.

Aby ułożyć uzwojenia, przymocować drut, izolację międzyrzędową, zaizolować i przymocować obwód magnetyczny, potrzebny będzie cienki, mocny i odporny na ciepło materiał izolacyjny. W przyszłości okaże się, że w wielu konstrukcjach przekładników prądowych objętość okien obwodów magnetycznych, w których konieczne jest ułożenie kilku uzwojeń grubymi drutami, jest znacznie ograniczona. Dlatego w tej „istotnej” przestrzeni obwodu magnetycznego każdy milimetr jest cenny. Przy małych rozmiarach rdzenia materiały izolacyjne powinny zajmować jak najmniejszą objętość, tj. być tak cienki i elastyczny, jak to możliwe. Zwykły PVC iso1,6-2,4 mm w prostej lakierowanej taśmie izolacyjnej można natychmiast wyłączyć z użytku w obszarach grzewczych systemu grzewczego. Już przy lekkim przegrzaniu staje się miękki i stopniowo się rozprzestrzenia lub jest przeciskany przez druty, a przy znacznym przegrzaniu topi się i pieni. Do izolacji i bandażowania można zastosować taśmy zabezpieczające z fluoroplastyku, szkła... i lakierowanej tkaniny oraz zwykłą taśmę pomiędzy rzędami.

Taśmę klejącą można uznać za jeden z najwygodniejszych materiałów izolacyjnych. Przecież mając powierzchnię klejącą, małą grubość, elastyczność, jest dość odporny na ciepło i mocny. Co więcej, obecnie taśma klejąca sprzedawana jest niemal wszędzie na szpulach o różnych szerokościach i średnicach. Cewki o małej średnicy idealnie nadają się do przeciągania kompaktowych rdzeni magnetycznych przez wąskie okna. Dwie lub trzy warstwy taśmy pomiędzy rzędami drutu praktycznie nie zwiększają objętości cewek.

I wreszcie najważniejszym elementem każdego ST jest obwód magnetyczny. Z reguły w przypadku produktów domowych stosuje się rdzenie magnetyczne starych urządzeń elektrycznych, które wcześniej nie miały nic wspólnego z ST, na przykład duże transformatory, autotransformatory (LATR), silniki elektryczne. Najważniejszym parametrem obwodu magnetycznego jest jego pole przekroju poprzecznego (S), przez które przepływa strumień pola magnetycznego.

Do produkcji przekładników prądowych nadają się rdzenie magnetyczne o powierzchni przekroju 25-60 cm2 (zwykle 30-50 cm2). Im większy przekrój, tym większy strumień może przenosić obwód magnetyczny, tym większą rezerwę mocy ma transformator i mniej zwojów zawiera jego uzwojenie. Chociaż optymalne pole przekroju obwodu magnetycznego, gdy ST średniej mocy ma najlepsze właściwości, wynosi 30 cm2.

Istnieją standardowe metody obliczania parametrów rdzenia magnetycznego i uzwojeń dla produkowanych przemysłowo obwodów przekładników prądowych. Jednak metody te praktycznie nie nadają się do produktów domowych. Faktem jest, że obliczenia według standardowej metodologii przeprowadza się dla danej mocy ST i tylko w jednej opcji. W tym celu osobno oblicza się optymalną wartość przekroju obwodu magnetycznego i liczbę zwojów. W rzeczywistości pole przekroju obwodu magnetycznego dla tej samej mocy może mieścić się w bardzo szerokich granicach.

Nie ma połączenia pomiędzy dowolną sekcją a zwrotami w standardowych formułach. W przypadku domowych przekładników prądowych zwykle stosuje się dowolne rdzenie magnetyczne i jasne jest, że znalezienie rdzenia o „idealnych” parametrach standardowych metod jest prawie niemożliwe. W praktyce konieczne jest dobranie zwojów uzwojeń do istniejącego obwodu magnetycznego i ustawienie w ten sposób wymaganej mocy.

Moc przekładnika prądowego zależy od szeregu parametrów, których w normalnych warunkach nie da się w pełni uwzględnić. Jednak najważniejsze z nich to liczba zwojów uzwojenia pierwotnego i pole przekroju obwodu magnetycznego. Zależność między powierzchnią a liczbą zwojów określi moc roboczą ST. Do obliczenia przekładnika prądowego przeznaczonego dla elektrod D3-4 mm i pracujących w sieci jednofazowej o napięciu 220-230 V proponuję zastosować następujący przybliżony wzór, który uzyskałem na podstawie danych praktycznych. Liczba zwojów N=9500/S (cm2). Jednocześnie dla ST o dużej powierzchni rdzenia magnetycznego (ponad 50 cm2) i stosunkowo dużej sprawności można zalecić zwiększenie liczby zwojów obliczonej ze wzoru o 10-20%.

Przeciwnie, w przypadku przekładników prądowych produkowanych na rdzeniach o małej powierzchni (mniej niż 30 cm) może być konieczne zmniejszenie liczby zwojów projektowych o 1020-190%. Dodatkowo o mocy użytecznej przekładnika prądowego będzie decydowało szereg czynników: sprawność, napięcie uzwojenia wtórnego, napięcie zasilania w sieci... (Praktyka pokazuje, że napięcie sieciowe, w zależności od obszaru i czasu, może wahać się pomiędzy 250-XNUMX V).

Ważna jest również rezystancja linii energetycznej. Ma tylko kilka omów i praktycznie nie ma wpływu na odczyty woltomierza, który ma wysoką rezystancję, ale może znacznie tłumić moc przekładnika prądowego. Wpływ rezystancji linii może być szczególnie zauważalny w miejscach oddalonych od podstacji transformatorowych (na przykład dacze, spółdzielnie garażowe, na obszarach wiejskich, gdzie linie układane są cienkimi drutami z dużą liczbą połączeń). Dlatego początkowo niemożliwe jest dokładne obliczenie prądu wyjściowego przekładnika prądowego dla różnych warunków - można to zrobić tylko w przybliżeniu. Podczas nawijania uzwojenia pierwotnego lepiej jest wykonać jego ostatnią część za pomocą 2-3 dotknięć co 20-40 zwojów. Dzięki temu możesz regulować moc, wybierając najlepszą dla siebie opcję lub dostosować się do napięcia sieciowego. Aby uzyskać większe moce z przekładnika prądowego, na przykład do pracy elektrody D4 mm przy prądach większych niż 150 A, konieczne jest dalsze zmniejszenie liczby zwojów uzwojenia pierwotnego o 20-30%.

Należy jednak pamiętać, że wraz ze wzrostem mocy wzrasta również gęstość prądu w drucie, a co za tym idzie, intensywność nagrzewania uzwojeń. Prąd wyjściowy przekładnika prądowego można również nieznacznie zwiększyć, zwiększając liczbę zwojów uzwojenia wtórnego, tak aby napięcie wyjściowe było zimne. wzrósł z szacunkowych 50 V do wyższych wartości (70-80 V).

Po podłączeniu uzwojenia pierwotnego do sieci należy zmierzyć prąd zimny, nie powinien on mieć dużej wiedzy (0,1-2 A). (Gdy przekładnik prądowy jest podłączony do sieci, pojawia się krótkotrwały, ale silny skok prądu). Ogólnie rzecz biorąc, pod względem prądu x.x. nie można ocenić mocy wyjściowej przekładnika prądowego: może być różna nawet dla tych samych typów transformatorów. Jednakże po zbadaniu aktualnej krzywej zależności x.x. na podstawie napięcia zasilania przekładnika prądowego można z większą pewnością ocenić właściwości transformatora.

Ris.1

Aby to zrobić, uzwojenie pierwotne przekładnika prądowego musi być połączone przez LATR, co umożliwi płynną zmianę napięcia na nim od 0 do 250 V. Charakterystyka prądowo-napięciowa przekładnika prądowego w trybie bez obciążenia z różną liczbą zwoje uzwojenia pierwotnego pokazano na rys. 1, gdzie 1 - uzwojenie zawiera małe zwoje; 2 - ST pracuje z maksymalną mocą; 3, 4 - umiarkowana moc ST. Początkowo krzywa prądu delikatnie, niemal liniowo narasta do niewielkiej wartości, następnie tempo narastania wzrasta – krzywa płynnie wygina się w górę, po czym następuje gwałtowny wzrost prądu. Gdy prąd dąży do nieskończoności aż do punktu napięcia roboczego 240 V (krzywa 1), oznacza to, że uzwojenie pierwotne zawiera kilka zwojów i należy je nawinąć (należy wziąć pod uwagę, że ST, włączony przy tym samym napięciu bez LATR, pobierze prąd o około 30% więcej). Jeżeli punkt napięcia roboczego leży na zakręcie krzywej, wówczas przekładnik prądowy wytworzy maksymalną moc (krzywa 2, prąd spawania rzędu 200 A). Krzywe 3 i 4 odpowiadają przypadkowi, gdy transformator ma zasoby mocy i niewielki prąd: większość domowych produktów koncentruje się na tym przypadku. Naprawdę prądy x.x. są różne dla różnych typów przekładników prądowych: większość mieści się w zakresie 100-500 mA. Nie polecam instalowania aktualnej wersji x.x. więcej niż 2A.

Po zapoznaniu się z ogólnymi zagadnieniami wytwarzania domowych transformatorów spawalniczych możemy przejść do szczegółowego rozważenia faktycznie istniejących projektów przekładników prądowych, cech ich produkcji i materiałów dla nich. Prawie wszystkie zmontowałem własnoręcznie lub brałem bezpośredni udział w ich produkcji.

Transformator spawalniczy na obwodzie magnetycznym z LATR

Powszechnym materiałem do produkcji domowych transformatorów spawalniczych (WT) od dawna są spalane LATR (autotransformator laboratoryjny). Ci, którzy mieli z nimi do czynienia, dobrze wiedzą, o co chodzi. Z reguły wszystkie LATR mają w przybliżeniu ten sam wygląd: dobrze wentylowany okrągły korpus z blachy z przednią pokrywą z cyny lub ebonitu ze skalą od 0 do 250 V i obrotowym uchwytem. Wewnątrz obudowy znajduje się toroidalny autotransformator wykonany na rdzeniu magnetycznym o dużym przekroju. To właśnie ten rdzeń magnetyczny będzie potrzebny firmie LATR do produkcji nowego ST. Zwykle wymagane są dwa identyczne pierścienie z rdzeniem magnetycznym z dużych LATR.

LATRy produkowane były w różnych typach o maksymalnym prądzie od 2 do 10 A. Do produkcji nadają się tylko te ST, których wymiary rdzeni magnetycznych pozwalają na ułożenie wymaganej liczby zwojów. Najpopularniejszym z nich jest prawdopodobnie autotransformator LATR 1M, który w zależności od drutu uzwojenia jest zaprojektowany na prąd 6,7-9 A, choć nie zmienia to wymiarów samego autotransformatora. Rdzeń magnetyczny LATR 1M ma następujące wymiary: średnica zewnętrzna D=127 mm; średnica wewnętrzna d=70 mm; wysokość pierścienia h=95 mm; przekrój S=27 cm2 i masa około 6 kg. Z dwóch pierścieni LATR 1M można zrobić dobry ST, jednak ze względu na małą objętość wewnętrzną okna nie można zastosować zbyt grubych drutów i trzeba będzie zaoszczędzić każdy milimetr przestrzeni okna.

Istnieją LATR z większymi pierścieniami przewodnika magnetycznego, na przykład RNO-250-2 i inne. Lepiej nadają się do wykonywania tomografii komputerowej, ale są mniej powszechne. W przypadku innych autotransformatorów o podobnych parametrach do LATR 1M, np. AOSN-8-220, rdzeń magnetyczny ma większą średnicę zewnętrzną pierścienia, ale mniejszą wysokość i średnicę okienka d = 65 mm. W takim przypadku średnicę okna należy zwiększyć do 70 mm. Pierścień obwodu magnetycznego składa się z nawiniętych na siebie kawałków żelaznej taśmy, zabezpieczonych na krawędziach za pomocą zgrzewania punktowego.

W celu zwiększenia średnicy wewnętrznej okna należy odłączyć koniec taśmy od wewnątrz i odwinąć odpowiednią ilość. Ale nie próbuj przewijać za jednym razem. Lepiej jest odwijać jeden obrót na raz, za każdym razem odcinając nadmiar. Czasami w ten sposób rozszerza się okna większych LATRów, chociaż nieuchronnie zmniejsza to powierzchnię obwodu magnetycznego.

Na początku produkcji przekładnika prądowego konieczne jest zaizolowanie obu pierścieni. Należy zwrócić szczególną uwagę na narożniki krawędzi pierścieni - są ostre i mogą łatwo przeciąć nałożoną izolację, a następnie spowodować zwarcie przewodu uzwojenia. Lepiej jest przykleić wzdłuż rogów jakąś mocną i elastyczną taśmę, na przykład grubą taśmę zabezpieczającą lub rurkę kambrykową przeciętą wzdłuż. Na górze pierścieni (każdy osobno) owinięta jest cienką warstwą ocieplającej tkaniny.

Następnie izolowane pierścienie łączy się ze sobą (ryc. 2). Pierścienie są szczelnie dokręcone mocną taśmą i przymocowane po bokach drewnianymi kołkami, a następnie przewiązane taśmą izolacyjną; rdzeń magnetyczny ST jest gotowy.

Następny krok jest najważniejszy - ułożenie uzwojenia pierwotnego. Uzwojenia tego przekładnika prądowego są nawinięte zgodnie ze schematem (ryc. 3) - uzwojenie pierwotne znajduje się pośrodku, dwie sekcje uzwojenia wtórnego znajdują się na ramionach bocznych. „Specjaliści” znający ten typ transformatora często nazywają go „uszastikiem” w specyficznym żargonie ze względu na okrągłe „uszy Czeburaszki” wystające w różnych kierunkach odcinków uzwojenia wtórnego.

Pierwotny zajmuje około 70-80 m drutu, który przy każdym zwoju będzie musiał zostać przeciągnięty przez oba okna obwodu magnetycznego. W tym przypadku nie da się obejść bez prostego urządzenia (ryc. 4). Najpierw drut nawija się na drewnianą szpulę i w tej formie bez problemu przeciąga się przez okienka pierścieni. Drut nawojowy może składać się z kawałków (nawet o długości dziesięciu metrów), jeśli można zdobyć tylko jeden. W tym przypadku jest on nawinięty na części, a końce są ze sobą połączone. W tym celu ocynowane końce łączy się (bez skręcania) i mocuje kilkoma zwojami cienkiego drutu miedzianego bez izolacji, a następnie lutuje i izolowa. To połączenie nie pęka drutu i nie zajmuje dużej objętości.

Średnica pierwotnego drutu uzwojenia wynosi 1,6-2,2 mm. W przypadku rdzeni magnetycznych składających się z pierścieni o średnicy okna 70 mm można zastosować drut o średnicy nie większej niż 2 mm, w przeciwnym razie na uzwojenie wtórne pozostanie mało miejsca. Uzwojenie pierwotne zawiera z reguły 180-200 zwojów przy normalnym napięciu sieciowym.

Załóżmy więc, że masz przed sobą zmontowany obwód magnetyczny, drut jest przygotowany i nawinięty na szpulę. Zacznijmy nawijać. Jak zawsze na koniec drutu nakładamy kambryk i dokręcamy go taśmą elektryczną do początku pierwszej warstwy. Powierzchnia obwodu magnetycznego ma zaokrąglony kształt, więc pierwsze warstwy będą zawierały mniej zwojów niż kolejne - w celu wyrównania powierzchni (ryc. 5).

Drut należy układać na przemian, w żadnym wypadku nie dopuszczając do zachodzenia na drut. Warstwy drutu muszą być odizolowane od siebie. (Podczas pracy przekładnik prądowy mocno wibruje. Jeżeli przewody w izolacji lakierowej ułożone są jeden na drugim bez izolacji pośredniej, to w wyniku wibracji i tarcia o siebie, może dojść do zniszczenia warstwy lakieru i wystąpienia zwarcia). Aby zaoszczędzić miejsce, uzwojenie powinno być ułożone tak kompaktowo, jak to możliwe. W obwodzie magnetycznym wykonanym z małych pierścieni należy zastosować cieńszą izolację międzywarstwową.

Do tego celu doskonale nadają się małe rolki taśmy klejącej, łatwo mieszczą się w wypełnionych oknach, a sama taśma klejąca nie zajmuje nadmiernej przestrzeni. Nie należy próbować nawijać uzwojenia pierwotnego szybko i za jednym razem. Proces ten jest powolny, a po ułożeniu twardych drutów zaczynają boleć palce. Lepiej to zrobić w 2-3 podejściach - w końcu jakość jest ważniejsza niż szybkość.

Po wykonaniu uzwojenia pierwotnego większość pracy jest wykonywana. Zajmijmy się uzwojeniem wtórnym. Określmy liczbę zwojów uzwojenia wtórnego dla danego napięcia. Na początek podłączmy gotowe uzwojenie pierwotne do sieci. Aktualny x.x. Ta wersja przekładnika prądowego jest niewielka - tylko 70-150 mA, szum transformatora powinien być ledwo słyszalny. Nawiń 10 zwojów dowolnego drutu na jedno z bocznych ramion i zmierz na nim napięcie wyjściowe.

Każde z ramion bocznych odpowiada za połowę strumienia magnetycznego wytworzonego na ramieniu środkowym, więc tutaj każdy zwój uzwojenia wtórnego odpowiada 0,6-0,7 V. Na podstawie uzyskanego wyniku oblicz liczbę zwojów uzwojenia wtórnego, skupiając się przy napięciu 50 V (około 75 zwojów).

Wybór materiału uzwojenia wtórnego jest ograniczony pozostałą przestrzenią okien obwodu magnetycznego. Co więcej, każdy zwój grubego drutu będzie musiał zostać przeciągnięty na całej długości do wąskiego okna i niestety żadna „automatyzacja” tu nie pomoże. Widziałem transformatory wykonane na pierścieniach LATR 1M, w które rzemieślnicy przy pomocy młotka i własnej cierpliwości wepchnęli gruby monolityczny drut miedziany o przekroju dwudziestu metrów kwadratowych.

Inną rzeczą jest to, że jeśli jesteś nowy w tym biznesie, nie powinieneś kusić losu, odwijając solidną miedź z powrotem tak samo skomplikowaną, jak jej nawinięcie. Łatwiej jest nawinąć drutem aluminiowym o przekroju 16-20 mm2. Najłatwiej jest go nawinąć zwykłą linką 10 mm2 w izolacji syntetycznej - jest miękki, elastyczny, dobrze izolowany, ale podczas pracy będzie się nagrzewał. Możesz wykonać uzwojenie wtórne z kilku pasm drutu miedzianego, jak opisano powyżej. Owiń połowę zwojów na jednym ramieniu, połowę na drugim (ryc. 3). Jeśli nie ma przewodów o wystarczającej długości, można je połączyć z kawałków - nie ma problemu. Po nawinięciu uzwojeń na obu ramionach należy zmierzyć napięcie na każdym z nich, może ono różnić się o 2-3 V - wpływają na to nieco inne właściwości rdzeni magnetycznych różnych LATR, co nie wpływa szczególnie na właściwości ST. Następnie uzwojenia na ramionach są połączone szeregowo, ale należy uważać, aby nie były w przeciwfazie, w przeciwnym razie napięcie wyjściowe będzie bliskie 0. Przy napięciu sieciowym 220-230 V powinien rozwinąć się przekładnik prądowy tej konstrukcji prąd w trybie łuku 100-130 A, w zwarciu prąd obwodu wtórnego wynosi do 180 A.

Może się okazać, że nie udało się zmieścić w oknach wszystkich obliczonych zwojów uzwojenia wtórnego, a napięcie wyjściowe okazało się niższe niż wymagane. Prąd roboczy nieznacznie się zmniejszy. W większym stopniu spadek zimnego napięcia. wpływa na proces zajarzenia łuku. Łuk zapala się łatwo już przy napięciu jałowym bliskim 50 V i wyższym, choć przy niższych napięciach można go bez problemu zapalić. Miałem okazję pracować ze ST z wyjściem x.x. 37 V AC, a jakość była całkiem zadowalająca. Jeśli więc wyprodukowany przekładnik prądowy ma napięcie wyjściowe 40 V, można go wykorzystać do pracy. Co innego, jeśli natkniemy się na elektrody przeznaczone na wysokie napięcia – niektóre marki elektrod działają w zakresie 70-80 V.

Na pierścieniach z LATR możliwe jest również wykonanie ST według schematu toroidalnego (ryc. 6). Do tego potrzebne są również dwa pierścienie, najlepiej z dużych LATR. Pierścienie są połączone i izolowane: otrzymuje się jeden rdzeń pierścieniowo-magnetyczny o znacznej powierzchni. Uzwojenie pierwotne zawiera tę samą liczbę zwojów, ale jest nawinięte na całej długości pierścienia i z reguły w dwóch warstwach. Problem braku przestrzeni wewnętrznej w oknie obwodu magnetycznego takiego obwodu ST jest jeszcze bardziej dotkliwy niż w poprzedniej konstrukcji. Dlatego konieczne jest izolowanie możliwie cienkimi warstwami i materiałami. Nie można stosować grubych drutów nawojowych (zalecane dla uzwojenia pierwotnego o średnicy 1,8 mm). W niektórych instalacjach stosuje się LATRy o szczególnie dużych rozmiarach, tylko na jednym pierścieniu tego typu można wykonać toroidalny przekładnik prądowy.

Zaletą toroidalnego obwodu przekładnika prądowego jest jego dość wysoka sprawność. Każdy zwój uzwojenia wtórnego odpowiada za więcej niż 1 V napięcia, dlatego „wtórny” będzie miał mniej zwojów, a moc wyjściowa będzie wyższa niż w poprzednim obwodzie. Jednak długość zwoju toroidalnego obwodu magnetycznego jest dłuższa i jest mało prawdopodobne, aby można było tutaj zaoszczędzić na drucie. Wady tego schematu obejmują złożoność uzwojenia, ograniczoną objętość okna, niemożność użycia drutu o dużym przekroju, a także wysoką intensywność ogrzewania. Jeśli w poprzedniej wersji wszystkie uzwojenia były umieszczone osobno i przynajmniej częściowo miały kontakt z powietrzem, teraz uzwojenie pierwotne znajduje się całkowicie pod uzwojeniem wtórnym, a ich nagrzewanie wzajemnie się wzmacnia.

Trudno jest zastosować sztywne druty do uzwojenia wtórnego. Łatwiej jest go nawinąć miękkim drutem skręconym lub wielożyłowym. Jeśli prawidłowo wybierzesz wszystkie przewody i dokładnie je ułożysz, wymagana liczba zwojów uzwojenia wtórnego zmieści się w przestrzeni okna obwodu magnetycznego, a wymagane napięcie zostanie uzyskane na wyjściu przekładnika prądowego. Charakterystykę spalania łuku toroidalnego przekładnika prądowego można uznać za lepszą niż w przypadku poprzedniego transformatora.

Czasami toroidalny ST jest wykonany z kilku pierścieni LATR, ale nie są one umieszczone jeden na drugim, ale żelazne paski taśmy są przewijane od jednego do drugiego. Aby to zrobić, najpierw wybiera się wewnętrzne zwoje pasków z jednego pierścienia, aby rozszerzyć okno. Pierścienie innych LATR są całkowicie rozplatane na paski taśmy, które następnie są owinięte możliwie ciasno wokół zewnętrznej średnicy pierwszego pierścienia. Następnie zmontowany pojedynczy obwód magnetyczny jest bardzo szczelnie owinięty taśmą izolacyjną. W ten sposób uzyskuje się rdzeń magnetyczny pierścieniowy z większą przestrzenią wewnętrzną niż wszystkie poprzednie. Może to pomieścić drut o znacznym przekroju i jest to znacznie łatwiejsze. Wymaganą liczbę zwojów oblicza się na podstawie pola przekroju poprzecznego zmontowanego pierścienia. Wady tego projektu obejmują złożoność wytwarzania obwodu magnetycznego. Co więcej, niezależnie od tego, jak bardzo się starasz, nadal nie będziesz w stanie ręcznie owinąć żelaznych pasków tak mocno, jak wcześniej. W rezultacie obwód magnetyczny okazuje się słaby. Kiedy ST działa, żelazo w nim mocno wibruje, wytwarzając potężny szum.

Czasami „rodzime” uzwojenia LATRów przepalają się tylko na jednej krawędzi ścieżki przewodu odprowadzającego lub pozostają w ogóle nieuszkodzone. Wtedy pojawia się pokusa, aby oszczędzić sobie dodatkowego wysiłku i skorzystać z gotowego, idealnie ułożonego uzwojenia pierwotnego jednego pierścienia. Praktyka pokazuje, że w zasadzie pomysł ten można zrealizować, jednak korzyść z takiego przedsięwzięcia będzie minimalna. Uzwojenie LATR 1M składa się z 265 zwojów drutu o średnicy 1 mm. Jeśli nawiniesz uzwojenie wtórne bezpośrednio na niego, transformator wytworzy nadmierną moc, szybko się nagrzeje i ulegnie awarii. Przecież w rzeczywistości „natywne” uzwojenie LATR może pracować przy małej mocy - tylko dla elektrod D2 mm, które wymagają prądu 50-60 A. Następnie przez uzwojenie pierwotne powinien przepływać prąd o natężeniu około 15 A transformator.

Dla takiej mocy uzwojenie pierwotne ST z jednego LATR powinno zawierać około 400 zwojów. Można je zwinąć, najpierw lakierując ścieżkę przewodnika i izolując oryginalne uzwojenie LATR. Możesz to zrobić w inny sposób: nie przewijaj zwojów, ale zgaś moc za pomocą rezystora balastowego podłączonego do obwodu uzwojenia pierwotnego lub wtórnego. Jako rezystancję czynną można zastosować baterię równolegle połączonych rezystorów drutowych o dużej mocy, np. PEV50...100, o łącznej rezystancji 10-12 Ohm, podłączonych do obwodu uzwojenia pierwotnego. Podczas pracy rezystory stają się bardzo gorące, aby tego uniknąć, można je zastąpić dławikiem (reaktancją). Nawiń cewkę indukcyjną na ramę transformatora o mocy 100–200 W z liczbą zwojów 200–100. Chociaż przekładnik prądowy będzie miał znacznie lepszą wydajność, jeśli rezystor balastowy (setne części oma) zostanie podłączony na wyjściu uzwojenia wtórnego. Aby to zrobić, użyj kawałka grubego drutu o wysokiej rezystancji nawiniętego w spiralę, którego długość należy dobrać eksperymentalnie.

W niektórych urządzeniach zastosowano LATR o szczególnie dużych rozmiarach, tylko na jednym pierścieniu tego typu można nawinąć pełnoprawny ST. W projektach opisanych powyżej konieczne było użycie dwóch pierścieni: zrobiono to nie tyle ze względu na potrzebę zwiększenia powierzchni obwodu magnetycznego, ale w celu zmniejszenia liczby zwojów, w przeciwnym razie po prostu by nie pasowały wąskie okna. Zasadniczo dla ST wystarczą pole przekroju poprzecznego i jeden pierścień: miałby on jeszcze lepsze właściwości, ponieważ gęstość strumienia magnetycznego byłaby bliższa optymalnej. Problem polega jednak na tym, że mniejsze rdzenie magnetyczne nieuchronnie wymagają większej liczby zwojów, co zwiększa objętość cewek i wymaga więcej miejsca w oknie.

Transformator spawalniczy na obwodzie magnetycznym ze stojana silnika elektrycznego

Przejdźmy od LATR do kolejnego wspólnego źródła uzyskiwania dobrych rdzeni magnetycznych dla ST. Często toroidalne przekładniki prądowe są nawinięte na materiał prowadnicy magnetycznej pobrany z uszkodzonego dużego asynchronicznego trójfazowego silnika elektrycznego, który jest najbardziej powszechny w przemyśle. Do produkcji ST nadają się silniki o mocy bliskiej 4 kV·A i większej.

Silnik elektryczny składa się z wirnika obracającego się na wale i nieruchomego stojana wciśniętego w metalową obudowę silnika, które są połączone dwiema bocznymi pokrywami połączonymi sworzniami. Interesujący jest tylko stojan. Stojan składa się z zestawu żelaznych płytek - okrągłego obwodu magnetycznego z zamontowanymi na nim uzwojeniami. Kształt obwodu magnetycznego stojana nie jest całkowicie okrągły, od wewnątrz posiada podłużne rowki, w które umieszczone są uzwojenia silnika.

Silniki różnych marek, nawet o tej samej mocy, mogą mieć stojany o różnych wymiarach geometrycznych. Do produkcji ST lepiej nadają się te o większej średnicy korpusu i odpowiednio krótszej długości.

Najważniejszą częścią stojana jest pierścień magnetyczny. Rdzeń magnetyczny jest wciskany w żeliwną lub aluminiową obudowę silnika. Druty, które należy usunąć, są ciasno upakowane w rowkach obwodu magnetycznego.

Lepiej to zrobić, gdy stojan jest nadal wciśnięty w obudowę. Aby to zrobić, po jednej stronie stojana wszystkie wyjścia uzwojenia są odcinane do końca ostrym dłutem. Drutu nie należy przecinać po przeciwnej stronie - tam uzwojenia tworzą coś w rodzaju pętli, przez które można wyciągnąć pozostałe druty. Za pomocą podważarki lub mocnego śrubokręta podważ zagięcia pętli z drutu i wyciągnij kilka przewodów na raz. Koniec obudowy silnika służy jako ogranicznik, tworząc dźwignię. Przewody wyjdą łatwiej, jeśli je najpierw spalisz.

Można go spalić za pomocą palnika, kierując strumień ściśle wzdłuż rowka. Należy uważać, aby nie przegrzać żelaza stojana, w przeciwnym razie straci on swoje właściwości elektryczne. Metalowy korpus można wtedy łatwo zniszczyć - kilka uderzeń dobrym młotkiem i pęknie - najważniejsze, żeby nie przesadzić.

Przy zdejmowaniu obudowy należy od razu zwrócić uwagę na sposób mocowania zestawu płytek obwodu magnetycznego. Płyty można połączyć w jeden pakiet, na przykład poprzez spawanie, lub po prostu umieścić w obudowie i zacisnąć na końcu podkładką zabezpieczającą. W tym drugim przypadku, po usunięciu uzwojeń i zniszczeniu obudowy, niezabezpieczony obwód magnetyczny rozpadnie się na płytki. Aby temu zapobiec, jeszcze przed całkowitym zniszczeniem obudowy, pakiet płyt należy spiąć ze sobą. Można je przeciągnąć razem za pomocą kołków przez rowki lub zespawać szwami wzdłużnymi, ale tylko z jednej strony - strony zewnętrznej, chociaż ta druga jest mniej pożądana, ponieważ wzrosną pasożytnicze prądy Foucaulta.

Jeśli pierścień obwodu magnetycznego silnika jest zamocowany i oddzielony od uzwojenia i obudowy, to jest on jak zwykle szczelnie izolowany. Czasami słychać, że pozostałe rowki uzwojeń należy wypełnić żelazem, rzekomo w celu zwiększenia powierzchni obwodu magnetycznego. Nie wolno tego robić w żadnym wypadku: w przeciwnym razie właściwości transformatora gwałtownie się pogorszą, zacznie pobierać zbyt duży prąd, a jego obwód magnetyczny będzie bardzo gorący nawet w trybie jałowym.

Pierścień stojana ma imponujące wymiary: średnica wewnętrzna wynosi około 150 mm, dzięki czemu można zamontować przewód o znacznym przekroju bez obawy o miejsce.

Pole przekroju obwodu magnetycznego zmienia się okresowo na długości pierścienia z powodu rowków: wewnątrz rowka jego wartość jest znacznie mniejsza. To właśnie na tę mniejszą wartość należy zwrócić uwagę przy obliczaniu liczby zwojów uzwojenia pierwotnego (rys. 7).

Jako przykład podam parametry rzeczywistego ST wykonanego ze stojana silnika elektrycznego. Zastosowano do niego silnik asynchroniczny o mocy 4,18 kV·A, o średnicy wewnętrznej pierścienia obwodu magnetycznego 150 mm, zewnętrznej 240 mm i wysokości pierścienia obwodu magnetycznego 122 mm. Efektywna powierzchnia przekroju obwodu magnetycznego wynosi 29 cm2. Zespół płytek obwodu magnetycznego nie był początkowo mocowany, dlatego należało go zespawać ośmioma wzdłużnymi szwami wzdłuż zewnętrznej strony pierścienia. Spawy nie spowodowały, jak się obawialiśmy, wyraźnie wyrażonych negatywnych konsekwencji związanych z prądami Foucaulta. Uzwojenie pierwotne toroidalnego przekładnika prądowego ma 315 zwojów drutu miedzianego o średnicy 2,2 mm, uzwojenie wtórne jest zaprojektowane na napięcie 50 V. Uzwojenie pierwotne jest uzwojone w więcej niż dwóch warstwach, uzwojenie wtórne jest ułożone w 3/4 długość pierścionka. ST w trybie łuku wytwarza prąd o natężeniu około 180-200 A przy napięciu zasilania 230 V.

Podczas nawijania uzwojenia wtórnego toroidalnego przekładnika prądowego zaleca się ułożenie go tak, aby nie zachodziło na ostatnią część uzwojenia pierwotnego, wtedy uzwojenie pierwotne można zawsze nawinąć lub rozwinąć podczas końcowej regulacji przekładnika prądowego.

Transformator taki można także nawinąć z uzwojeniami rozstawionymi na różnych ramionach (rys. 8). W takim przypadku zawsze masz dostęp do każdego z nich.

Transformator spawalniczy z transformatorów telewizyjnych

Wszystkie opisane powyżej konstrukcje transformatorów spawalniczych mają wspólne wady: konieczność nawijania drutu, każdorazowe przeciąganie zwojów przez okienko, a także brak materiału rdzenia magnetycznego - w końcu nie każdy może dostać pierścienie od LATR lub odpowiedniego stojan z silnika elektrycznego. Dlatego opracowałem i wyprodukowałem tomograf komputerowy według własnego projektu, który nie wymaga rzadkich materiałów. Nie ma tych wad i jest łatwy do wdrożenia w domu. Materiałem wyjściowym do tego projektu jest bardzo powszechny materiał - części transformatorów telewizyjnych.

W starych domowych telewizorach kolorowych zastosowano duże, ciężkie transformatory sieciowe, na przykład TS-270, TS-310, ST270. Transformatory te mają rdzenie magnetyczne w kształcie litery U, można je łatwo zdemontować, odkręcając zaledwie dwie nakrętki na cięgnach, a rdzeń magnetyczny dzieli się na dwie połowy. Dla starszych transformatorów TS-270, TS-310 przekrój rdzenia magnetycznego ma wymiary 2x5 cm, S = 10 cm2, a dla nowszych TS-270 przekrój rdzenia magnetycznego ma wymiary 11,25 x 2 cm Szerokość okna starych transformatorów jest o kilka milimetrów większa.

Starsze transformatory nawinięte są drutem miedzianym, z uzwojenia pierwotnego można zastosować drut o średnicy 0,8 mm.

Nowe transformatory nawinięte są drutem aluminiowym. Dziś te rzeczy masowo migrują na wysypiska śmieci, więc problemów z ich pozyskaniem raczej nie będzie. Kilka starych lub spalonych transformatorów można niedrogo kupić w każdym warsztacie telewizyjnym. To właśnie ich rdzenie magnetyczne (wraz z ich ramami) po niewielkich modyfikacjach mogą być stosowane do produkcji ST. Do ST potrzebne będą trzy identyczne transformatory z telewizorów, a łączna powierzchnia ich połączonego obwodu magnetycznego wyniesie 30-34 cm2. Sposób ich połączenia pokazano na rys. 9, gdzie 1,2,3 to rdzenie magnetyczne z ramkami z transformatorów telewizyjnych. Trzy oddzielne rdzenie w kształcie litery U są połączone końcami skierowanymi do siebie i dokręcone tymi samymi zaciskami ramowymi. W takim przypadku części metalowych ram wystających poza koniec należy przyciąć: na centralnym obwodzie magnetycznym po obu stronach, po bokach - tylko po jednej stronie wewnętrznej.

Rezultatem jest pojedynczy rdzeń magnetyczny o dużym przekroju, który jest łatwy w montażu i demontażu. Podczas demontażu transformatorów telewizyjnych należy natychmiast oznaczyć sąsiednie strony rdzeni magnetycznych, aby podczas montażu nie pomylić połówek różnych rdzeni. Muszą pasować dokładnie w tej samej pozycji, w jakiej zostały zmontowane w fabryce.

Objętość okna powstałego obwodu magnetycznego pozwala na zastosowanie drutu o średnicy do 1,5 mm dla uzwojenia pierwotnego, a dla szyny wtórnej - prostokątnego przekroju 10 mm2 lub skrętki wykonanej z wiązki cienkich drutów o średnicy 0,6-0,8 mm o tym samym przekroju. To oczywiście nie wystarczy dla pełnoprawnego ST, jednak uzasadnia się to w przypadku pracy krótkotrwałej, biorąc pod uwagę niskie koszty wytworzenia tego projektu.

Uzwojenia nawinięte są na tekturowe ramy oddzielnie od rdzenia magnetycznego. Tekturową ramkę można wykonać z pary „oryginalnych” ramek transformatorowych poprzez usunięcie bocznych policzków z jednego wąskiego boku i zamiast tego szerokie policzki można skleić ze sobą za pomocą dodatkowych pasków twardego kartonu. Podczas zwijania w ramach kartonowych należy pamiętać, aby szczelnie włożyć kilka skrawków desek, ale nie tylko jeden, w przeciwnym razie uzwojenie je ściśnie i nie wyjdzie ponownie. Uzwojenia należy ułożyć tak, aby obracały się tak ciasno, jak to możliwe. Na zewnątrz, po pierwszej warstwie drutu, a następnie co dwie, należy włożyć drewniane wkładki (rys. 10), aby zapewnić szczeliny i wentylację uzwojeń.

Uzwojenie wtórne najlepiej wykonać z prostokątnej szyny zbiorczej o przekroju 10 mm2, aby zajmowało jak najmniej objętości. Jeśli nie masz autobusu i zdecydujesz się na wykonanie drutu uzwojenia wtórnego z wiązki cienkich drutów leżących w pobliżu, jak opisano powyżej, przygotuj się na możliwe trudności z jego instalacją. W przypadku wielożyłowego drutu uzwojenia wtórnego może się okazać, że nie „pasuje” on do wymaganej objętości ramy: głównie z powodu wypaczenia zwojów sprężyny i lepiej je dokręcić , ponieważ rama się zapadnie. W takim przypadku będziesz musiał całkowicie porzucić kartonową ramę.

Uzwojenie wtórne należy nawinąć na już zmontowany obwód magnetyczny z zainstalowaną cewką uzwojenia pierwotnego, przeciągając każdy zwój przez okienko. Na sztywnym rdzeniu magnetycznym elastyczny drut można ścisnąć znacznie mocniej niż na tekturowej ramie, a w oknie zmieści się większa liczba zwojów.

Podczas montażu rdzenia magnetycznego należy zwrócić szczególną uwagę na niezawodność mocowania i szczelność poszczególnych połówek rdzenia w kształcie PU. Jak już wspomniano, współpracujące połówki rdzenia magnetycznego muszą pochodzić z tych samych transformatorów i być zainstalowane po tych samych stronach, co fabrycznie. Pod nakrętki drążków kierowniczych należy koniecznie umieścić podkładki o dużej średnicy i podkładki zabezpieczające. W moim ST uzwojenie pierwotne zawiera 250 zwojów lakierowanego drutu o średnicy 1,5 mm, uzwojenie wtórne zawiera 65 zwojów skrętki o przekroju 10 mm2, co zapewnia moc wyjściową 55 V przy napięciu sieciowym 230 V. Przy takich danych prąd jałowy wynosi 450 mA; prąd w trybie łuku w obwodzie wtórnym wynosi 60-70 A; Wydajność spalania łuku jest dobra. Składa się go w oparciu o części ST-270. Transformator spawalniczy służy do pracy z elektrodą o średnicy 2 mm, „trojka” również pali się na niej równomiernie, ale słabo.

Zaletami tego typu ST jest łatwość produkcji i bogactwo materiałów do niego. Główną wadą jest niedoskonałość obwodu magnetycznego, który ma ściśniętą szczelinę między dwiema połówkami. Podczas fabrycznej produkcji transformatorów tego typu, szczeliny w obwodzie magnetycznym wypełniane są specjalnym wypełniaczem. W domu należy je zebrać „na sucho”, co oczywiście pogarsza wydajność i wydajność transformatora. Nie można zainstalować grubych przewodów w małym oknie, co znacznie skraca żywotność przekładnika prądowego. Należy zauważyć, że uzwojenie pierwotne tego ST nagrzewa się bardziej niż na przykład uzwojenie z tym samym drutem ST w LATR - „ushastik”. Wpływ na to ma po pierwsze duża liczba zwojów uzwojeń i prawdopodobnie niedoskonałość układu magnetycznego transformatora. Niemniej jednak ST można z powodzeniem stosować do celów pomocniczych, zwłaszcza do spawania cienkiego metalu samochodowego. Wyróżnia się szczególnie kompaktowymi wymiarami i niską wagą - 14,5 kg.

Inne rodzaje transformatorów spawalniczych

Oprócz produkcji specjalnej ST można uzyskać poprzez przeróbkę gotowych transformatorów do różnych celów. Transformatory o dużej mocy odpowiedniego typu służą do tworzenia sieci o napięciu 36, 40 V, zwykle w miejscach o podwyższonym zagrożeniu pożarowym, wilgotności i do innych potrzeb. Do tych celów stosuje się różne typy transformatorów: różnej mocy, podłączane do napięcia 220, 380 V w obwodzie jedno- lub trójfazowym. Najpotężniejsze typy przenośne mają zwykle moc do 2,5 kVA. Drut i żelazo takich transformatorów dobierane są w zależności od mocy, na podstawie długotrwałej pracy (gęstość prądu 2-4 A/mm2), dzięki czemu mają duże przekroje. W trybie spawania łukowego transformator jest w stanie wytworzyć moc kilkakrotnie wyższą niż znamionowa, a jego drut nieustraszenie wytrzymuje krótkotrwałe przeciążenia prądowe.

Jeśli masz mocny transformator jednofazowy z zaciskami na 220/380 V i wyjście 36 V (ewentualnie 12 V), to nie ma problemów z jego podłączeniem. Być może będziesz musiał zwinąć kilka zwojów uzwojenia wtórnego, aby zwiększyć napięcie wyjściowe. Odpowiednie są transformatory o średnicy drutu uzwojenia pierwotnego około 2 mm i powierzchni rdzenia magnetycznego do 60 cm2.

Istnieją transformatory o napięciu 36 V, przeznaczone do włączenia w sieć trójfazową 380 V. Transformatory o mocy 2,5 kVA dobrze nadają się do konwersji, a transformatory o mocy 1,25 i 1,5 kVA można stosować tylko w trybie krótkotrwałym, ponieważ ich uzwojenia szybko się przegrzewają pod znacznymi przeciążeniami.

Aby zastosować transformatory trójfazowe z sieci jednofazowej 220 V, ich uzwojenia muszą być ze sobą połączone inaczej. Wtedy przy dobrym napięciu sieciowym moc powstałego przekładnika prądowego będzie wystarczająca do pracy z elektrodą D4 mm.

Transformatory trójfazowe wykonano na rdzeniu magnetycznym w kształcie litery W, o przekroju jednego ramienia co najmniej 25 cm2 (rys. 11).

Na każdym ramieniu nawinięte są dwa uzwojenia - pierwotne wewnątrz i wtórne na górze. Zatem transformator ma sześć uzwojeń. Najpierw musisz odłączyć uzwojenia od poprzedniego obwodu i znaleźć początek i koniec każdego z nich. W tym przypadku cewki środkowego ramienia nie będą potrzebne, zadziałają jedynie uzwojenia na zewnętrznych ramionach. Dwa uzwojenia pierwotne z najbardziej zewnętrznych ramion muszą być połączone ze sobą równolegle. Z uwagi na to, że strumień magnetyczny musi krążyć w obwodzie magnetycznym w jednym kierunku, cewki na przeciwległych ramionach muszą wytwarzać strumienie w przeciwnych kierunkach względem np. osi ramienia centralnego: jeden w górę, drugi w dół. Ponieważ cewki są nawinięte w ten sam sposób, prądy w nich muszą płynąć w przeciwnych kierunkach. Oznacza to, że należy je połączyć równolegle z różnymi końcami: początek 1. należy połączyć z końcem 2., koniec 1. z początkiem 2. (ryc. 12).

Uzwojenia wtórne są połączone szeregowo ze sobą na końcach lub na początku (rys. 12). Jeśli uzwojenia są podłączone prawidłowo, napięcie wyjściowe wynosi x.x. nie powinno być dużo wyższe niż 50 V.

Transformatory tego typu często zabudowane są w wygodnej metalowej obudowie z uchwytami i uchylną pokrywą. Bardzo powszechne jest przerabianie ich na spawarki.

Większość przemysłowych transformatorów jednofazowych wykonana jest według obwodu w kształcie litery U, którego obwód magnetyczny jest złożony z zestawu prostokątnych płytek o odpowiedniej długości i szerokości. Uzwojenia na rdzeniu magnetycznym w kształcie litery U można ułożyć na dwa sposoby: w pierwszym (ryc. 13, a) transformator ma wysoką sprawność, w drugim (ryc. 13, b) transformator jest łatwiejszy w produkcji, a następnie, jeśli to konieczne, dodać lub usunąć pewną liczbę zwojów w już zmontowanym transformatorze. W tym przypadku transformator jest łatwiejszy do naprawy, ponieważ przepala się tylko jedno uzwojenie, a drugie zwykle pozostaje nienaruszone. Podczas korzystania z obwodu (ryc. 13, a), gdy jedno uzwojenie zapali się, drugie jest zawsze zwęglone.

Jeśli masz odpowiednie żelazne płyty transformatorowe, łatwo jest samodzielnie wykonać ST na obwodzie magnetycznym w kształcie litery U. Uzwojenia nawijane są oddzielnie na ramę, a następnie instalowane na zmontowanym obwodzie magnetycznym. Najłatwiejszym sposobem sprawdzenia, jak składa się rdzeń magnetyczny w kształcie litery U, jest demontaż dowolnego małego transformatora o podobnej konstrukcji. W dużych transformatorach płytki są instalowane nie pojedynczo, ale w paczkach po 3-4 sztuki, jest to szybsze.

Rdzeń magnetyczny do przekładników prądowych można zastosować na przykład z transformatorów w kształcie litery U wyjętych ze starego sprzętu, jeśli mają one wystarczającą objętość okna i przekrój rdzenia magnetycznego. Ale z reguły większość przekładników ma ograniczone wymiary. Sensowne jest złożenie jednego rdzenia magnetycznego z dwóch identycznych transformatorów, zwiększając w ten sposób pole przekroju poprzecznego. Zwiększenie przekroju obwodu magnetycznego skutkuje wzmocnieniem zwojów: teraz trzeba będzie je nawijać znacznie mniej. Im mniej zwojów, tym mniejszą objętość okna można zainstalować uzwojenia. Rozsądnym limitem jest 5060 cm2.

CT można wykonać na rdzeniu magnetycznym w kształcie litery W, pod warunkiem, że w jego okienkach zmieści się wymagana liczba zwojów grubych drutów uzwojeniowych. Autor wykonał ST z rdzeni magnetycznych dwóch identycznych transformatorów w kształcie litery W, o wymiarach zewnętrznych płytki w kształcie litery W wynoszących 122x182 mm i wymiarach okna 31x90 mm. Pole przekroju obwodu magnetycznego złożonego z zestawu płytek dwóch transformatorów przekroczyło 60 cm2, co pozwoliło na ograniczenie do minimum liczby zwojów jego uzwojeń. Uzwojenie pierwotne składające się ze 176 zwojów drutu D1,68 mm i uzwojenie wtórne z dwóch drutów D2,5 mm z wprowadzonym od końca do końca napięciem wyjściowym 46 V. Przy napięciu sieciowym 235 V ST rozwinął łuk prąd 160 A, choć nagrzał się bardziej niż byśmy chcieli.. .

Z reguły rdzenie transformatorów przemysłowych wykonane z płyt można łatwo zdemontować: usunięcie starych drutów i nawinięcie nowych uzwojeń nie jest trudne. Czasami warto najpierw zainstalować uzwojenie wtórne (niskie napięcie) na rdzeniu magnetycznym w kształcie litery W, a na nim uzwojenie pierwotne (wysokie napięcie). Nie pogarsza to właściwości ST, ale można uniknąć wielu problemów. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego może być bardzo przybliżona, zorientowana na 40-60 V. Będziesz musiał wybrać zwoje uzwojenia pierwotnego podczas dostosowywania przekładnika prądowego do wymaganej mocy. Tak więc, po pierwszym obliczeniu i ułożeniu uzwojenia niskiego napięcia, koncentrując się na około 50 V, zawsze można usunąć lub dodać pewną liczbę zwojów z górnego uzwojenia pierwotnego gotowego ST.

Dość mocne i duże transformatory można znaleźć w jednostkach i sprzęcie, które służyły swojemu czasowi.

W przypadku transformatorów stacjonarnych nigdy nie wykorzystuje się ekstremalnych możliwości drutu żelaznego lub uzwojenia - wszystko odbywa się z rezerwą. Druty często mają duże przekroje, ponieważ są zaprojektowane na gęstość prądu 3-4 razy mniejszą niż dopuszczalna dla ST. Bardzo często duże transformatory mają wiele uzwojeń wtórnych zaprojektowanych dla różnych napięć i mocy. W transformatorze zawsze jest jedno uzwojenie pierwotne, a jego przewód jest zaprojektowany tak, aby przenosił pełną moc. W takim przypadku można pozostawić uzwojenie pierwotne całkowicie lub częściowo rozwinięte, a wszystkie uzwojenia wtórne usunąć, nawijając na ich miejsce jeden gruby drut. Jeśli uzwojenie pierwotne również nie jest odpowiednie, ale sam obwód magnetyczny nadaje się do produkcji przekładnika prądowego, wówczas wszystkie uzwojenia będą musiały zostać uzwojone.

Sprzęt często wykorzystuje niskie napięcia - 12; 27 V. Dlatego mocne transformatory nawinięte grubym drutem mogą mieć moc wyjściową 2x12 V, 27 V i inne, które są wyraźnie niewystarczające do zastosowania jako przekładniki prądowe. Jeśli są dwa takie transformatory, można je połączyć bez zmian w jeden spawalniczy. Aby to zrobić, uzwojenia pierwotne są połączone równolegle, a uzwojenia wtórne są połączone szeregowo, a ich napięcia są sumowane.

Może się okazać, że taki kombinowany ST będzie miał słabą, wręcz twardą charakterystykę. Aby skorygować charakterystykę, konieczne jest włączenie do obwodu uzwojenia wtórnego, szeregowo z łukiem, rezystancji statecznika - kawałka nichromu lub innego drutu o wysokiej rezystancji. Mając rezystancję rzędu setnych oma, nieco zmniejszy moc przekładnika prądowego, ale umożliwi pracę w trybie ręcznym.

Regulacja prądu transformatora spawalniczego

Ważną cechą konstrukcyjną każdej spawarki jest możliwość regulacji prądu roboczego.

Istnieją różne sposoby regulacji prądu przekładnika prądowego. Najłatwiej jest to zrobić przy nawijaniu uzwojeń, wykonując je za pomocą odczepów i zmieniając liczbę zwojów, zmieniając prąd. Jednakże tej metody można używać jedynie do regulacji prądu, a nie do regulowania go w szerokim zakresie. W końcu, aby zmniejszyć prąd 2-3 razy, trzeba będzie zbytnio zwiększyć liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego, co nieuchronnie doprowadzi do spadku napięcia w obwodzie wtórnym.

W urządzeniach przemysłowych stosuje się różne metody regulacji prądu: manewrowanie za pomocą różnego rodzaju dławików; zmiana strumienia magnetycznego na skutek ruchliwości uzwojeń lub manewrowania magnetycznego itp.; zastosowanie aktywnych zbiorników balastowych i reostatów; zastosowanie tyrystorów, triaków i innych elektronicznych obwodów sterowania mocą. Większość schematów sterowania mocą przemysłową jest zbyt złożona, aby można je było w pełni wdrożyć w domowych przekładnikach prądowych. Przyjrzyjmy się uproszczonym metodom, które są faktycznie stosowane w domowych wdrożeniach.

Ostatnio obwody sterowania mocą tyrystorów i triaków stały się dość powszechne.

Zwykle triak jest zawarty w obwodzie uzwojenia pierwotnego, a tyrystor można zastosować tylko na wyjściu. Regulacja mocy odbywa się poprzez okresowe wyłączanie uzwojenia pierwotnego lub wtórnego przekładnika prądowego na ustalony okres czasu w każdym półcyklu prądu; średnia wartość prądu maleje. Oczywiście prąd i napięcie po tym nie mają kształtu sinusoidalnego. Takie obwody pozwalają regulować moc w szerokim zakresie. Osoba znająca się na elektronice radiowej jest w stanie samodzielnie wykonać taki obwód, choć jest to bardzo trudne.

W różnych czasopismach można znaleźć wiele bardzo prostych układów o tej samej zasadzie działania, składających się tylko z kilku części. Przeznaczone są głównie do regulacji natężenia oświetlenia żarówek i elektrycznych urządzeń grzewczych. Obwody te są mało przydatne jako regulatory mocy dla ST. Większość z nich działa niestabilnie: ich skale nie są liniowe, a kalibracja zmienia się wraz ze zmianami napięcia sieciowego, prąd płynący przez tyrystor stopniowo wzrasta podczas pracy z powodu nagrzewania się elementów obwodu, ponadto moc wyjściowa przekładnika prądowego jest zwykle znacznie tłumione nawet przy maksymalnej pozycji odblokowania regulatora.

Nie zdziw się, jeśli po podłączeniu obwodu triaka do uzwojenia pierwotnego przekładnik prądowy zacznie „stukać” już na biegu jałowym. To pukanie można usłyszeć w dosłownym tego słowa znaczeniu oraz od ST, którzy wcześniej pracowali na suchym gazie. prawie cicho. Nie jest to zaskakujące, ponieważ przy każdym odblokowaniu triaka następuje natychmiastowy wzrost napięcia, powodując potężne krótkotrwałe impulsy samoindukcji pola elektromagnetycznego i skoki poboru prądu. Urządzenia przemysłowe, nawinięte grubym drutem w niezawodnej izolacji, znoszą tę wadę zasilacza bez żadnych konsekwencji. W przypadku „kruchych” domowych projektów nie zalecałbym używania triaka na uzwojeniu pierwotnym.

W przypadku projektów domowych lepiej jest zastosować regulator triaka lub tyrystora w obwodzie uzwojenia wtórnego. Odciąży to ST od niepotrzebnych obciążeń. Nadaje się do tego prawie ten sam obwód, ale z mocniejszym urządzeniem, chociaż proces spalania łuku jest nieco gorszy przy stosowaniu regulatorów tego typu. Przecież teraz, gdy moc maleje, łuk zaczyna palić się w oddzielnych, coraz krótkotrwałych błyskach. Ta metoda regulacji prądu, ze względu na złożoność produkcji i niską niezawodność, nie stała się powszechna w przypadku domowych przekładników prądowych.

Najpowszechniej stosowaną metodą jest bardzo prosta i niezawodna metoda regulacji prądu za pomocą rezystora balastowego podłączonego na wyjściu uzwojenia wtórnego. Jego rezystancja jest rzędu setnych, dziesiątych części oma i jest dobierana eksperymentalnie.

Do tych celów od dawna wykorzystuje się mocne druty oporowe, stosowane w dźwigach i trolejbusach, lub odcinki spirali elementów grzejnych (termoelektryczny grzejnik) lub kawałki grubego drutu o wysokiej rezystancji. Można nawet nieco zmniejszyć prąd, stosując naciągniętą stalową sprężynę drzwiową. Rezystancję statecznika można włączyć na stałe (rys. 14) lub tak, aby później stosunkowo łatwo było wybrać żądany prąd. Większość rezystorów drutowych dużej mocy wykonana jest w postaci otwartej spirali zamontowanej na ceramicznej ramie o długości do pół metra, z reguły w spiralę nawinięty jest również drut z elementów grzejnych.

Jeden koniec takiego rezystora podłącza się do wyjścia przekładnika prądowego, a koniec przewodu uziemiającego lub uchwytu elektrody wyposażony jest w zdejmowalny zacisk, który można łatwo przerzucić wzdłuż spirali oporowej, dobierając pożądany prąd (rys. 15). Przemysł produkuje specjalne magazyny oporowe z przełącznikami i mocnymi reostatami dla ST. Wady tej metody regulacji obejmują masywność rezystancji, ich silne nagrzewanie podczas pracy i niedogodności podczas przełączania.

Jednak opór balastowy, choć często ma prymitywną konstrukcję, poprawia właściwości dynamiczne ST, przesuwając go w kierunku stromo opadającego. Istnieją ST, które działają wyjątkowo niezadowalająco bez oporu balastowego.

W urządzeniach przemysłowych regulacja prądu poprzez włączenie aktywnego oporu nie znalazła szerokiego zastosowania ze względu na ich masę i nagrzewanie. Ale bardzo szeroko stosowane jest manewrowanie reaktywne - włączenie dławika w obwodzie wtórnym. Dławiki mają różnorodne konstrukcje, często łączone z obwodem magnetycznym przekładnika prądowego w jedną całość, jednak są wykonane w taki sposób, że ich indukcyjność, a co za tym idzie i reaktancja, regulowana jest głównie poprzez ruch części obwodu magnetycznego.

Jednocześnie dławik usprawnia proces spalania łuku. Ze względu na złożoność projektu dławiki nie są stosowane w obwodzie wtórnym domowych ST.

Regulacja prądu w obwodzie wtórnym przekładnika prądowego wiąże się z pewnymi problemami. Zatem znaczne prądy przechodzą przez urządzenie sterujące, co prowadzi do jego masywności. Ponadto dla obwodu wtórnego prawie niemożliwe jest wybranie tak potężnych standardowych przełączników, aby wytrzymały prąd do 200 A. Inną rzeczą jest obwód uzwojenia pierwotnego, w którym prądy są pięciokrotnie mniejsze, przełączniki dla które są towarami konsumpcyjnymi. Rezystory czynne i bierne można łączyć szeregowo z uzwojeniem pierwotnym. Tylko w tym przypadku rezystancja rezystorów i indukcyjność dławików powinna być znacznie większa niż w obwodzie uzwojenia wtórnego.

Zatem bateria kilku równolegle połączonych rezystorów PEV-50...100 o łącznej rezystancji 6-8 omów może zmniejszyć prąd wyjściowy 100 A o połowę. Możesz zebrać kilka baterii i zainstalować przełącznik. Jeśli nie masz do dyspozycji potężnego przełącznika, możesz sobie poradzić z kilkoma.

Instalując rezystory zgodnie ze schematem (ryc. 16), można uzyskać kombinację 0; 4; 6; 10 omów. Zamiast rezystorów, które podczas pracy nagrzewają się bardzo, można zainstalować cewkę reaktancyjną.

Dławik można nawinąć na ramę z transformatora o mocy 200-300 W, na przykład z telewizora, wykonując odczepy co 40-60 zwojów podłączonego do przełącznika (ryc. 17). Zasilanie można wyłączyć włączając uzwojenie wtórne jakiegoś transformatora (200-300 W) z uzwojeniem wtórnym o napięciu około 40 V jako dławikiem. Dławik można również wykonać na rdzeniu otwartym - prostym.

Jest to wygodne, gdy masz już gotową cewkę zawierającą 200-400 zwojów odpowiedniego drutu. Następnie musisz włożyć do niego paczkę prostych żelaznych płyt transformatorowych. Wymaganą reaktancję dobiera się w zależności od grubości pakietu, kierując się prądem spawania ST.

Przykład: dławik wykonany z cewki zawierającej rzekomo około 400 zwojów drutu o średnicy 1,4 mm, nadziewany wiązką żelazną o całkowitym przekroju 4,5 cm2 i długości równej długości cewki 14 cm Umożliwiło to zmniejszenie prądu przekładnika prądowego do 120 A, t . około 2 razy. Dławik tego typu może być również wykonany z reaktancją płynnie zmienną. Należy wykonać konstrukcję regulującą głębokość wprowadzenia pręta rdzenia we wnękę cewki (rys. 18, gdzie 1 - rdzeń; 2 - zatrzask; 3 - cewka). Cewka bez rdzenia ma znikomy opór; przy całkowicie wsuniętym rdzeniu jej rezystancja jest maksymalna. Dławik nawinięty odpowiednim drutem nie nagrzewa się mocno, ale jego rdzeń mocno wibruje. Należy to wziąć pod uwagę podczas wyrównywania i mocowania zestawu płyt żelaznych.

Należy zauważyć, że dla transformatorów o małych prądach x.x. (0,1...0,2 A) opisane powyżej rezystancje w obwodzie uzwojenia pierwotnego praktycznie nie mają wpływu na wyjściowe napięcie jałowe. ST i nie ma to wpływu na proces zajarzenia łuku. Dla ST z prądem x.x. 1-2 A, po wprowadzeniu rezystancji statecznika do obwodu pierwotnego, napięcie wyjściowe zauważalnie spada. Z własnego doświadczenia mogę powiedzieć, że rezystancja czynna i reaktywna dodana szeregowo do uzwojenia pierwotnego nie ma wyraźnego negatywnego wpływu na zapłon i spalanie łuku.

Chociaż jakość łuku nadal pogarsza się w porównaniu z włączeniem rezystora gaszącego do obwodu uzwojenia wtórnego.

W przekładnikach prądowych można także łączyć regulatory lub ograniczniki prądu różnych typów. Można na przykład zastosować przełączanie zwojów uzwojenia pierwotnego w połączeniu z podłączeniem dodatkowego rezystora lub w inny sposób.

Niezawodność transformatora spawalniczego

Niezawodność spawarki zależy zarówno od czynników konstrukcyjnych, jak i od trybu i warunków pracy. Niezawodne, starannie wykonane transformatory działają przez wiele lat, z łatwością wytrzymując krótkotrwałe przeciążenia i wady eksploatacyjne. Lekkie przenośne konstrukcje z drutami pokrytymi lakierem, a nawet rozwijające wygórowaną moc z reguły nie trwają długo. Stopniowo zużywają się w ten sam sposób, w jaki z biegiem czasu zużywają się na przykład ubrania czy buty. Chociaż, biorąc pod uwagę znaczną ilość wykonanej pracy i niskie koszty ich produkcji, w pełni uzasadnia to ich istnienie.

Największymi wrogami ST są przegrzanie i przenikanie wilgoci. Najskuteczniejszym sposobem na przegrzanie są niezawodne druty nawojowe o gęstości prądu nie większej niż 5-7 A/mm2. Aby drut szybko ostygł, musi mieć dobry kontakt z powietrzem. W tym celu w uzwojeniach wykonuje się szczeliny (ryc. 19).

Najpierw nawija się pierwszą warstwę i po zewnętrznych stronach wkłada się paski drewniane lub getinax o grubości 5-10 mm, następnie paski wsuwa się co dwie warstwy drutu, tak aby każda warstwa miała z jednej strony kontakt z powietrzem. Jeśli przekładnik prądowy jest instalowany bez przedmuchu, szczeliny powinny być zorientowane pionowo. Wtedy powietrze będzie przez nie stale krążyć: ciepłe powietrze unosi się do góry, a zimne jest zasysane od dołu. Jeszcze lepiej jest, jeśli CT jest stale dmuchany przez wentylator. Generalnie wymuszony przepływ powietrza ma niewielki wpływ na szybkość nagrzewania transformatora, ale zauważalnie przyspiesza jego chłodzenie.

Transformatory toroidalne nagrzewają się najszybciej, a najchłodniej. W przypadku bardzo gorącego przekładnika prądowego nawet silny przepływ powietrza nie rozwiąże tego problemu, a tutaj będziesz musiał utrzymać temperaturę uzwojeń przy umiarkowanym trybie pracy. Na wydajność chłodzenia transformatora wpływa również liczba zwojów uzwojeń: im mniej zwojów, tym jest ona większa.

Oprócz obiektywnych i zrozumiałych przyczyn awarii transformatorów spawalniczych, związanych głównie z niedoskonałą konstrukcją, na podstawie moich doświadczeń chciałbym wskazać jeszcze jedną, pozornie ukrytą, ale jednak bardzo powszechną metodę: jak zepsuć ST.

Co dziwne, powodem w tym przypadku jest spadek napięcia w sieć elektryczna... Przekładnik prądowy przestaje spawać normalnie, jeśli napięcie sieciowe znacznie spadnie lub linia energetyczna ma znaczną rezystancję wewnętrzną rzędu kilku omów. Niestety zarówno pierwsza, jak i druga metoda są w naszym kraju szeroko rozpowszechnione.

Jeśli podczas spadku napięcia można przynajmniej znaleźć dokładną przyczynę, biorąc woltomierz i mierząc napięcie, to w drugim przypadku sytuacja jest bardziej skomplikowana: woltomierz o dużej rezystancji nie wykrywa rezystancji linii o wartości kilku omów i pokazuje normalne napięcie, ale te kilka omów może z łatwością ugasić połowę mocy przekładnika prądowego, którego rezystancja w trybie łuku jest znikoma. Ale co spadek mocy ma wspólnego z „spalaniem” ST? To jest ta rzecz. Kiedy właściciel „spawacza”, po wielu wycierpieniach z maszyną, która nie pracuje na sieci 220 V, zdaje sobie sprawę, że nic nie może zmienić, ale ciężko pracuje: traci zarobki lub trwa budowa, rozwiązanie wystyga... wtedy w takich przypadkach bardzo często urządzenie jest podłączone do sieci 380 V.

Faktem jest, że całe okablowanie jest zwykle wykonywane z linii trójfazowej: „zero” i trzy „fazy”. Jeśli podłączysz do „zero” i jedną „fazę” - napięcie fazowe, to jest to zwykłe 220 V. Jeśli podłączysz do „fazy” i „fazy” - napięcie liniowe, wówczas 380 V zostanie usunięte z dwóch przewodów. tak właśnie robią nieostrożni spawacze maszynami jednofazowymi zaprojektowanymi na napięcie 220 V.

W tym samym czasie ST zaczyna działać idealnie, chociaż bardzo często przez bardzo krótki czas. „Odpalają” zarówno słabe konstrukcje domowe, jak i niezawodne urządzenia przemysłowe. Ale wszystko jest bardzo proste: jeśli napięcie w ogólnej sieci elektrycznej spadnie na przykład o 50 V, a urządzenie nie chce pracować od 170 V, to między „fazami” pozostaje jednak 330 V, co jest śmiertelne dla jakikolwiek ST...

Często właściciele spawarek są po prostu zbyt leniwi, aby przełożyć swoje „spawy”: przecież masa jest spora, a oni stoją na ulicy, moczą się na deszczu, zasypują śniegiem… Po takim podejściu, zwarcie międzyzwojowe jest dość powszechne, uzwojenia przekładnika prądowego „przepalają się” i cała konstrukcja ulega awarii.

Jednak głównym wrogiem ST jest przegrzanie. No cóż, jeśli trzeba dużo i szybko spawać, a przekładnik prądowy jest nawinięty małą ilością drutów i katastrofalnie szybko się nagrzewa, to... można zaproponować jeden kardynalny sposób na walkę z przegrzaniem.

Nie ma potrzeby martwić się przegrzaniem, jeśli cały transformator jest całkowicie zanurzony w oleju transformatorowym. Olej, posiadający znaczną przewodność cieplną, nie tylko usuwa ciepło z uzwojeń, ale także działa jako dodatkowy izolator. W najprostszej formie jest to wiadro oleju z wpuszczonym w niego przekładnikiem prądowym, z którego wychodzą tylko cztery przewody; taki „cud” można czasem zobaczyć na podwórkach na obszarach wiejskich. Część oleju transformatorowego można spuścić np. ze starych agregatów chłodniczych. Chociaż ludzie mówią, że w sytuacji awaryjnej nadają się też inne rodzaje, na przykład słonecznikowy... Nie wiem jak ze słonecznikiem, sama tego nie sprawdzałam.

Kolejnym ważnym elementem konstrukcji przekładnika prądowego jest obudowa zewnętrzna. Podczas montażu przekładnika prądowego w obudowie należy zwrócić szczególną uwagę na jego materiał i możliwość przepływu powietrza do chłodzenia, przy czym górna część musi być zamknięta, chroniąc transformator przed deszczem. Lepiej jest wykonać obudowy lub przynajmniej niektóre ich części z materiałów niemagnetycznych (mosiądz, duraluminium, getinaki, tworzywa sztuczne). CT wytwarza silne pole magnetyczne, które przyciąga do siebie elementy stalowe. Jeśli obudowa jest wykonana z blachy lub panele stalowe są skręcone w kierunku przeciwnym do osi uzwojenia pierwotnego, wówczas podczas pracy cała konstrukcja będzie wciągana do wewnątrz i wibrować. Dźwięk jest czasami taki, że można go porównać jedynie do pracy potężnej piły tarczowej. Dlatego przekładnik prądowy można zainstalować albo w solidnie zakrzywionej, sztywnej stalowej obudowie, która nie jest tak podatna na wibracje, albo można wykonać panele przynajmniej naprzeciw uzwojenia pierwotnego z materiałów niemagnetycznych.

Wentylator można zamontować w obudowie lub uszczelnić i napełnić olejem transformatorowym.

I na koniec ostatnia rekomendacja. Jeśli mimo to wykonałeś tomografię komputerową, ale dopiero zaczynasz spawanie, lepiej zaprosić specjalistę, aby go przetestował. Spawanie to bardzo trudne zadanie, a osoba bez doświadczenia raczej nie odniesie sukcesu od razu. Koniecznie kup lub wykonaj maseczkę ze szkłem nr C-4 lub E2. Łuk elektryczny emituje silne promieniowanie ultrafioletowe, które negatywnie wpływa na skórę, a przede wszystkim na oczy. Kiedy oczy są dotknięte, w polu widzenia pojawia się żółta plamka, która następnie stopniowo znika; mówią „złap króliczka”.

Jeśli uda ci się „złapać” dwa takie „króliczki” na raz z rzędu, natychmiast przerwij wszelkie eksperymenty z łukiem elektrycznym. Kiedy na twoich oczach pojawia się kilka „królików”, z reguły znikają, a osoba się uspokaja, ale później, po kilku godzinach, zjawisko to jest obarczone konsekwencjami, których lepiej nie doświadczać na sobie.

Autor: I.Zubal

Zobacz inne artykuły Sekcja sprzęt spawalniczy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Dwujęzyczność poprawia postrzeganie informacji i uważność 31.01.2021 Grupa naukowców z uniwersytetów Stanford, Cambridge i Reading przeprowadziła badanie, w którym okazało się, że nauka drugiego języka we wczesnym dzieciństwie zwiększa uważność i poprawia zdolności poznawcze. Według naukowców mózgi osób dwujęzycznych są bardziej plastyczne, ponieważ przetwarzają duże ilości informacji z wczesnego dzieciństwa. Ponadto osoby, które rozpoczęły naukę drugiego języka w wieku od 0 do 3 lat, znacznie szybciej przełączają się między zadaniami. „Jeśli dzieci dorastają w bardziej złożonym środowisku językowym, uczą się korzystać z różnych źródeł informacji – nie tylko mowy, ale także np. gestów, drobnych zmian w mimice, artykulacji. Dzieci z rodzin dwujęzycznych dostosowują się do swojego bardziej złożonego środowiska językowego poprzez wybranie większej liczby próbek środowiska wizualnego i zwrócenie większej uwagi na nowe informacje” – powiedział profesor Dean D'Souza. Dzieci dwujęzyczne są również lepsze w układaniu puzzli i jako dorośli są bardziej efektywne w podejmowaniu decyzji i planowaniu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Sztuczna inteligencja do kontrolowania baz obcych

▪ Inteligentne systemy zasilania Infineon MIPAQ Pro

▪ Inteligentny nanokombinezon

▪ Centaur, potomek Segway

▪ Opracowano przejrzysty i cichy węgorz robotyczny

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ na stronie internetowej Radio Control. Wybór artykułów

▪ artykuł Nowy wspaniały świat. Popularne wyrażenie

▪ Ile praw robotyki wymyślił Isaac Asimov? Szczegółowa odpowiedź

▪ Sporysz. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Znakowanie świetlówek. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Przebijająca piłka. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024