Transformator spawalniczy z płynną regulacją prądu spawania

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

 Komentarze do artykułu

Posiadając dość duże archiwum dokumentacji technicznej sprzętu spawalniczego, zarówno krajowego, jak i importowanego, zacząłem go opracowywać i systematyzować rozwiązania techniczne stosowane w sprzęcie spawalniczym. Naturalnie miałem nadzieję, że przy zaangażowaniu Internetu zadanie to zostanie uproszczone i być może uda się uzupełnić istniejące informacje. Prowadząc ciągłe poszukiwania nie tylko w rosyjskojęzycznej części Internetu, ale także w anglojęzycznej, ze zdziwieniem stwierdziłem, że wymaganych informacji prawie nie było lub były one bardzo rzadko prezentowane.

Można mówić o zaledwie kilku amatorskich konstrukcjach, których autorzy opracowali je nie będąc specjalistami w dziedzinie sprzętu spawalniczego, dlatego też kierowali się głównie wiedzą z zakresu elektroniki, a nie właściwościami spawalniczymi konkretnego sprzętu. Dlatego amatorscy „spawacze” nie zapewniają łatwego zajarzania łuku, „miękkiego” spawania bez znacznych rozprysków metalu elektrod lub drutu spawalniczego.

Podstawą wszystkich spawarek jest źródło prądu. Najprostszym i najwyraźniej najczęstszym jest transformator spawalniczy. Podczas spawania elektrodami sztyftowymi wzbudzenie łuku spawalniczego rozpoczyna się od zwarcia obwodu spawalniczego - kontaktu elektrody z przedmiotem obrabianym. Powoduje to wytwarzanie ciepła, a powierzchnia styku szybko się nagrzewa. Na tym etapie wymagane jest zwiększone napięcie ze źródła. Następnie zmniejsza się rezystancja szczeliny łukowej, co prowadzi do spadku napięcia.

Podczas procesu spawania krople metalu elektrody odrywają się od elektrody i przedostają się do jeziorka spawalniczego, co prowadzi do częstych zwarć w obwodzie spawalniczym. Przy każdym kolejnym zwarciu napięcie spada do zera i następuje lawinowy wzrost prądu do poziomu prądu zwarciowego, tj. prąd, jaki źródło spawania może zapewnić maksymalnie. To z kolei prowadzi do rozpryskiwania się metalu elektrody, która miała wypełnić szew. Spawacze mówią, że spoina jest „twarda”, rozpryskuje się, a szew jest źle uformowany.

Na podstawie warunków w jakich odbywa się proces spawania można określić jakie wymagania musi spełniać źródło prądu łuku spawalniczego:

1. Napięcie „na biegu jałowym” powinno być wystarczające do łatwego zainicjowania łuku i jednocześnie nie powinno osiągać wartości niebezpiecznych dla życia ludzkiego. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku źródeł prądu przemiennego.
2. Napięcie łuku musi szybko reagować na długość łuku, tj. źródło musi mieć dobre właściwości dynamiczne. Charakterystyka statyczna źródła do spawania ręcznego, wyrażająca zależność napięcia wyjściowego w funkcji płynącego prądu, musi mieć wyraźnie określone nachylenie. Ten typ krzywej nazywany jest zależnością stromo opadającą U_ist=f(l_St.).
3. Wielkość prądu zwarciowego powinna być ograniczona właściwościami źródła i nie przekraczać prądu spawania o więcej niż 40...50%. Należy także zadbać o to, aby obwód spawalniczy przez długi czas pozostawał w stanie zwarcia, bez przegrzania i uszkodzenia uzwojeń.

Powyższe wymagania są spełnione tylko częściowo w szeregu projektów amatorskich. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku zapewnienia stromości wykresu U_ist=f(l_St.) oraz wymagania dotyczące bezpieczeństwa napięć wyjściowych.

Nie lepiej jest w przypadku metod regulacji prądu spawania. W zdecydowanej większości projektów amatorskich sprowadza się to do wykonania dodatkowych odczepów na uzwojeniu pierwotnym transformatora. Rozwiązanie to, choć oczywiste z punktu widzenia prostoty, prowadzi jednak do komplikacji konstrukcji najdroższej części spawarki - jej transformatora i wzrostu jej kosztu.

Projekt obejmuje przełączniki z ruchomymi stykami, które są jednym z najbardziej zawodnych elementów. A poziom techniczny wykonania takiego urządzenia jest prymitywny. To prawda, że ​​\uXNUMXb\uXNUMXbistnieją projekty z ruchomymi elementami (cewkami lub bocznikami magnetycznymi). Ale takie projekty pociągają za sobą konieczność wyprodukowania dodatkowych elementów mechanicznych, czego wielu nie chciałoby robić i które znacznie zwiększają złożoność konstrukcji jako całości.

Gdzie jest rozwiązanie obecnego problemu z regulatorem? Jednym z rozwiązań problemu jednofazowego regulowanego transformatora spawalniczego jest zastosowanie tzw. transformatora tyrystorowego, tj. konwencjonalny transformator z dwoma uzwojeniami (pierwotnym i wtórnym), wyposażony w regulator tyrystorowy. Prawie wszystkie obwody takich amatorskich instalacji spawalniczych mają tę wadę, że ich autorzy przenoszą z obwodów konwencjonalnych regulatorów fazy przeznaczonych do sterowania nagrzewaniem pieców elektrycznych lub zmiany jasności lamp żarowych.

Przy tradycyjnej konstrukcji części mocy tyrystorowych regulatorów fazy, przy próbie zapewnienia małych prądów, przerwy pomiędzy impulsami stają się tak duże, że żadne dodatkowe środki nie są w stanie ustabilizować łuku. Jednak specyfika obwodu przeznaczonego do współpracy ze sprzętem spawalniczym polega na tym, że należy zapewnić ciągłość łuku, nie doprowadzając do dejonizacji przerwy łukowej i wygaśnięcia łuku w przerwach pomiędzy impulsami. W obliczu tego problemu warto pamiętać, że podczas spawania nie ma potrzeby regulacji prądu od zera do maksimum. Wystarczy ustawić go w wymaganym zakresie wartości.

W przemysłowych urządzeniach spawalniczych tego typu wprowadza się specjalne obwody zasilające łuk w przerwach pomiędzy impulsami. Rysunek 1 pokazuje schemat podłączenia transformatora spawalniczego z regulatorem tyrystorowym w obwodzie jego uzwojenia pierwotnego.

Uzwojenie pierwotne transformatora jest połączone poprzez dławik o dość dużej indukcyjności. Dwa tyrystory regulatora są połączone przeciwrównolegle do cewki indukcyjnej. Przy całkowicie zamkniętych tyrystorach prąd transformatora jest ograniczony przez dławik, który ma dość dużą reaktancję indukcyjną. Tyrystory podczas otwierania omijają cewkę indukcyjną, co ostatecznie prowadzi do wzrostu prądu spawania. Przy dowolnym kącie rozwarcia tyrystorów prąd uzwojenia pierwotnego w przerwach pomiędzy impulsami nie spada do zera, zapewniając w ten sposób stabilne spalanie łuku przy dowolnym prądzie spawania. Według podobnego schematu w ostatnich latach przemysł produkował masowo transformator spawalniczy TZR-500.

Dławik Dr1 (rys. 2) można nawinąć na żelazo transformatora, podobnie jak rdzeń transformatora spawalniczego.

Pole przekroju rdzenia cewki indukcyjnej transformatora dla prądu spawania 120... 160 A powinno wynosić około 40x50 mm. Średnicę drutu wybiera się równą średnicy drutu uzwojenia pierwotnego. Liczba zwojów wynosi 80-120. Szczelina powietrzna wynosi około 1,5 mm. Liczby te są bardzo przybliżone i wymagają pewnych wyjaśnień w przypadku konkretnego projektu.

Dane transformatora T1 wyznacza się na podstawie takich danych wyjściowych jak napięcie zasilania sieciowego, maksymalny prąd spawania oraz napięcie na uzwojeniu wtórnym w stanie jałowym.

Zaletami wskazanego poniżej schematu są płynna regulacja i możliwość zastosowania gotowego transformatora z tylko dwoma uzwojeniami bez odczepów. Wadą jest konieczność zainstalowania dość mocnej przepustnicy. Jako obwód sterujący regulatora fazy można zastosować obwód prawie dowolnego regulatora, zapewniający powiązanie kąta otwarcia tyrystorów z przejściem przez „0” impulsów sieciowych i sterowanie dwoma tyrystorami połączonymi tyłem . Może to być regulator z transformatorem impulsowym na wyjściu i tyrystorami transoptorowymi. Ciekawym, nowoczesnym rozwiązaniem mogłoby być zastosowanie tyrystorowego układu sterującego sterownika opartego na mikrokontrolerze z cyfrowym wyświetlaczem. Jeśli uzupełnisz obwód regulatora fazy obwodami sprzężenia zwrotnego, możliwe będzie utworzenie zależności napięcia od prądu spawania.

Autor: A.M. Semernev

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 Generator oczyszczający 24.03.2015 Bakterie, oczyszczając wodę, dadzą prąd. Z reguły oczyszczanie ścieków jest procesem kosztownym, ale może być również trochę opłacalne. Na przykład te substancje organiczne, z których oczyszczana jest woda, zgromadziły dużo energii w swoich wiązaniach chemicznych. Jeśli zostaną po prostu rozłożone, energia zostanie utracona. Ale jeśli zrobią to specjalne bakterie, które w procesie żywienia wytworzą parę proton-elektron i jeśli te bakterie zostaną również umieszczone na elektrodzie, przez którą będą mogły przekazać swój elektron do obwodu, to energia chemiczna zamieni się w elektryczną. energia. Ten pomysł nie jest nowy, wielu badaczy podjęło się stworzenia bakteryjnego ogniwa paliwowego, ale niewielu wymyśliło coś wartościowego. Kolejną próbę podjęli Luis Cesar Colminares i Roman Netzer: pracując nad projektem norweskiego centrum innowacji SINTEF, stworzyli ogniwo do oczyszczania ścieków. Naukowcom zajęło dużo czasu selekcja kultur bakterii i ostatecznie odnieśli sukces: konfiguracja laboratoryjna jest w stanie zapewnić wystarczającą ilość energii elektrycznej do zasilania małego wentylatora. Ścieki pochodzą z pobliskiej farmy mlecznej i są nasycone kwasami organicznymi, które uwielbiają bakterie. Jednak bateria musi również pracować na wodzie o innym składzie”. „Nie spodziewamy się, że będziemy produkować dużo energii elektrycznej, ale nasza elektrownia jest tania, a proces oczyszczania energochłonny”, mówi Netzer.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Smartfon Nokia Lumia 1520

▪ Panele słoneczne z tanich surowców

▪ KATRIN pomógł zważyć neutrina

▪ Elektrorafinacja ropy naftowej

▪ Niewidzialny znak

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Audio Art. Wybór artykułu

▪ artykuł Wciągarka silnikowa. Rysunek, opis

▪ artykuł Jaka zasada, wyprowadzona przez Leonarda, przestrzega pni i gałęzi drzew? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Benincasy. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Klej do naprawy wyrobów gumowych. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Podstępna plama. eksperyment fizyczny

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