Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

Spawanie łukiem elektrycznym jest najpowszechniejszą metodą trwałego łączenia elementów metalowych w przemyśle iw życiu codziennym. Pojawiła się 120 lat temu, ze względu na swoje wysokie możliwości produkcyjne, szybko i niemal wszędzie wyparła inne metody spawania. Dziś spawarka łukowa to nieodzowna część wyposażenia domowego warsztatu lub marzenie jej właściciela. W artykule opisano, jak obliczyć i wyprodukować transformator spawalniczy, oraz podano informacje niezbędne do właściwego zaprojektowania i wyprodukowania takiego urządzenia jako całości.

Łuk elektryczny został odkryty w 1802 roku przez Wasilija Władimirowicza Pietrowa, profesora fizyki Akademii Medyczno-Chirurgicznej w Petersburgu. Opisując to zjawisko w 1803 r. W. W. Pietrow wskazał na możliwość jego praktycznego zastosowania zarówno do oświetlenia, jak i do topienia metali. Ale dopiero 80 lat później, w 1882 roku, utalentowany rosyjski wynalazca Nikołaj Nikołajewicz Benardos zdołał opracować przemysłową metodę spawania metali łukiem elektrycznym. Zgodnie z metodą Benardosa (ryc. 1) szew spawalniczy 4 jest tworzony przez stopienie pręta metalowego spoiwa 3 w łuku elektrycznym 1 płonącym między elektrodą węglową lub wolframową 2 a łączonymi częściami 5.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Nieco później, w 1888 r., Nikołaj Gawriłowicz Slavyanov opracował inną metodę spawania (ryc. 2). W tym przypadku łuk elektryczny pali się między połączonymi częściami 5 a elektrodą, z roztopionego metalu rdzenia 2, z którego tworzy się szew 4. Gazy uwalniane podczas spalania i odparowywania materiału powłoki ochronnej (powłoki) 3 elektrody chronią stop przed utlenianiem i sprawiają, że łuk jest bardziej stabilny. Pierwsze projekty otulonych elektrod spawalniczych stworzył N. N. Benardos. Nowoczesny wygląd nadał im szwedzki inżynier Kelberg w 1911 roku.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Ze względu na swoją prostotę i możliwości produkcyjne ta metoda ręcznego spawania, czasami określana skrótem MMA, stała się najbardziej rozpowszechniona. Spawanie odbywa się zarówno prądem stałym, jak i przemiennym, przy czym w pierwszym przypadku możliwe są dwie opcje: z plusem źródła prądu spawania podłączonego do produktu (biegunowość bezpośrednia) lub do elektrody spawalniczej (biegunowość odwrotna). Biegunowość, dla której zaprojektowano elektrodę spawalniczą, musi być wskazana w jej danych paszportowych. Najczęściej stosuje się odwrotność.

Pomysł spawania łukiem krytym należy również do N. G. Slavyanova. Jednak amerykańska firma „Linde” otrzymała patent na metodę spawania stali pod warstwą sproszkowanych substancji, które topią się podczas spawania dopiero w 1936 roku. W ZSRR podobna technologia została opracowana i wprowadzona do produkcji w latach 1938-1940. Instytut Spawalnictwa Elektrycznego Akademii Nauk Ukraińskiej SRR (obecnie nazwany imieniem Jewgienija Oskarowicza Patona). To właśnie ta metoda umożliwiła rozpoczęcie masowej produkcji pojazdów opancerzonych podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej.

Podczas drugiej wojny światowej w Stanach Zjednoczonych opracowano zautomatyzowane spawanie metali w strumieniu argonu lub helu przy użyciu nietopliwej elektrody wolframowej (TIG) i elektrody topliwej (MIG). Ta ostatnia opcja jest pokazana schematycznie na rys. 3. Łuk 6 pali się między spawanymi częściami 1 a drutem 2, który po stopieniu jest podawany do miejsca spawania za pomocą rolek 3 wzdłuż prowadnicy 4. Gaz obojętny wchodzący przez dyszę 5 otacza strefę spawania i chroni stopiony metal spoiny 7 przed utlenianiem.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

W 1952 r. K. V. Lyubavsky i N. M. Novozhilov wynaleźli stopowy drut elektrodowy o specjalnym składzie, którego zastosowanie umożliwia spawanie elektrodą topliwą w środowisku dwutlenku węgla. To właśnie ta metoda (nadano jej skrót MAG) znalazła dziś szerokie zastosowanie w serwisie samochodowym.

Po pewnym zrozumieniu metod spawania łukiem elektrycznym zapoznajmy się z właściwościami łuku elektrycznego - silnego długotrwałego wyładowania elektrycznego między elektrodami, które są zasilane w środowisku zjonizowanego gazu. Proces jego powstawania rozpoczyna się od zbliżenia i zetknięcia dwóch elektrod – anody i katody, z których jedną w tym przypadku jest spawany przedmiot. Następnie elektrody rozsuwają się i iskra przeskakuje między nimi w momencie otwarcia obwodu elektrycznego, jonizując gaz w przestrzeni międzyelektrodowej. Jeśli na elektrody zostanie na krótko przyłożone napięcie wystarczająco wysokie do elektrycznego przebicia szczeliny gazowej, możliwa jest jonizacja gazu nawet bez pierwotnego zwarcia.

W „kanale przewodzenia” powstałym w wyniku początkowej jonizacji elektrony przemieszczają się od katody do anody pod wpływem pola elektrycznego, rozwijając znaczną prędkość. Zderzając się z atomami gazu obojętnego, wybijają z nich nowe elektrony, wspierając tym samym jonizację. Towarzyszy temu wydzielanie dużej ilości ciepła. W efekcie substancja w kolumnie łukowej podgrzana do 5000...7000°C przechodzi w stan plazmy.

Elektrony, które docierają do anody, oddają jej swoją energię. W tym miejscu powstaje silnie nagrzana „plama anodowa”. Dodatnie jony plazmy poruszają się w kierunku katody i oddając jej energię, tworzą tzw. „plamkę katodową”. Zwykle w łuku dominuje składowa elektroniczna prądu, w wyniku czego na anodzie wytwarza się więcej ciepła niż na katodzie. Uważa się, że anoda odpowiada za 43%, a katoda za 36% energii, reszta jest rozpraszana w kolumnie łukowej. Warunkiem koniecznym istnienia łuku jest utrzymywana przez bombardowanie jonowe wysoka temperatura katody, dzięki której następuje emisja elektronów jonizujących gaz w kolumnie łukowej.

na ryc. 4 (krzywa 1) przedstawia typową statyczną charakterystykę prądowo-napięciową łuku elektrycznego [1] dla elektrody spawalniczej o średnicy 3 mm (przekrój około 7 mm2).

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Na charakterystyce wyróżnia się sekcje malejące (gęstość prądu w elektrodzie jest mniejsza niż 12 A / mm2), poziome i wznoszące (gęstość prądu - ponad 80 A / mm2). Podczas spawania prądem stałym punkt przecięcia tej krzywej z charakterystyką obciążenia źródła prądu (krzywa 2) musi znajdować się w przekroju poziomym. Napięcie UD padające na łuk zależy głównie od składu gazu w ośrodku i bardzo słabo od prądu spawania lCB. Z dokładnością wystarczającą do praktycznego zastosowania oblicza się go za pomocą wzoru empirycznego

Ud \u0,05d Ur + 18 Isv, gdzie Ur \u14d 11 V dla powietrza, XNUMX V dla dwutlenku węgla i XNUMX V dla mieszaniny tego ostatniego z argonem.

Jeśli łuk jest zawarty w obwodzie prądu przemiennego o niskiej (przemysłowej) częstotliwości, punkt pracy porusza się w sposób ciągły wzdłuż dolnych i poziomych odcinków charakterystyki. Ponieważ prąd zatrzymuje się na końcu każdego półcyklu, łuk gaśnie. Jednak w kolejnym półcyklu, ze względu na emisję termiczną elektronów z części metalowych, które nie zdążyły ostygnąć i utrzymującą się przez pewien czas resztkową jonizację szczeliny gazowej, łuk pojawia się ponownie, gdy tylko napięcie między elektrodami osiąga wartość zwaną napięciem zapłonu. Aby osiągnąć stabilne spalanie łuku prądu przemiennego, konieczne są pewne środki. Na przykład stosuje się specjalne elektrody, w składzie powłoki których dodaje się substancje o niskim potencjale jonizacji.

Stabilność łuku poprawia się wraz ze wzrostem napięcia jałowego źródła spawania (mierzone przy wyłączonym obciążeniu). Jednak ten parametr jest ograniczony wymogami bezpieczeństwa personelu serwisowego i zgodnie z GOST 95-77E nie powinien przekraczać 80 V.

Ogólnie przyjętym sposobem uzyskania stabilnego łuku przy stosunkowo niskim napięciu jałowym źródła prądu jest szeregowe włączenie reaktancji indukcyjnej z obwodem spawalniczym. Rezultatem jest przesunięcie fazowe między prądem a napięciem. Zerowa chwilowa wartość prądu, przy którym łuk gaśnie, odpowiada maksymalnemu napięciu, które ponownie go zapala. W takim przypadku wystarczające jest źródło o napięciu obwodu otwartego 60 ... 65 V. Dodatkowo zmieniając indukcyjność można regulować prąd spawania.

Stopiony przez łuk elektryczny metal elektrody wchodzi kroplami [2] do jeziorka ciekłego metalu utworzonego na powierzchni spawanego przedmiotu u podstawy łuku (miejsce to zwykle nazywane jest kraterem). Proces rozpoczyna się od utworzenia warstwy stopionego metalu na końcu elektrody. Gdy metal się gromadzi, zbiera się w kroplę, która ostatecznie wypełnia lukę łukową. W tym momencie dochodzi do zwarcia obwodu spawalniczego, któremu towarzyszy gwałtowny wzrost prądu. Powstałe siły elektromagnetyczne rozbijają kroplę i między nią a końcem elektrody pojawia się nowy łuk. Kropla spada z przyspieszeniem do krateru, a część metalu w postaci rozprysków jest wyrzucana ze strefy spawania.

Przyczyną pojawienia się wokół spoiny zbyt dużej ilości zamarzniętych kropli metalu, które można usunąć jedynie młotkiem i dłutem, jest często charakterystyka obciążenia źródła prądu spawania (zależność jego napięcia wyjściowego od prąd obciążenia). Przy spawaniu ręcznym taka charakterystyka jest konieczna, aby prąd zwarciowy |kz przekraczał znamionowy prąd spawania Icv nie więcej niż dwukrotnie [3].

W przeciwieństwie do spawania ręcznego, spawanie półautomatyczne w środowisku gazu osłonowego odbywa się z większą gęstością prądu odpowiadającą początkowi wznoszącego się odcinka statycznej charakterystyki prądowo-napięciowej łuku. Do samoregulacji procesu spawania wymagana jest tutaj sztywna charakterystyka obciążenia (krzywa 3 na ryc. 4).

W nieprofesjonalnym ręcznym spawaniu elektrycznym stosuje się głównie źródła prądu przemiennego. Wynika to z prostoty i taniości tego ostatniego, chociaż jakość spoiny jest gorsza niż w przypadku prądu stałego. Jeszcze 10-15 lat temu przemysł praktycznie nie produkował domowych urządzeń do spawania łukiem elektrycznym. Teraz sytuacja się zmieniła, na rynku jest całkiem sporo urządzeń, które pod względem parametrów nadają się do użytku domowego. Ale ich cena jest wciąż poza zasięgiem bardzo wielu. Dlatego projektanci-amatorzy, jak poprzednio, próbują zrobić ten cud technologii własnymi rękami. Wielu z nich, mając pewne praktyczne umiejętności spawania ręcznego, nie ma pojęcia o wymaganiach dla spawalniczego źródła prądu. W rezultacie aparat wykonany „na oko” z improwizowanych materiałów nie zapewnia wymaganej jakości spoiny i jest niebezpieczny w obsłudze.

Głównym zespołem źródła spawania prądu przemiennego jest z reguły specjalny jednofazowy transformator spawalniczy. Za jego pomocą napięcie sieciowe zostaje zredukowane do wartości niezbędnej do spawania i jednocześnie izoluje obwód spawalniczy od sieci. Schemat zastępczy zastosowanego w obliczeniach transformatora [4] przedstawiono na rys. 5.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Przekładnia n jest stosunkiem liczby zwojów uzwojeń w1/w2 (dalej indeksy 1 i 2 odnoszą się odpowiednio do uzwojenia pierwotnego i wtórnego); U1, U2 - napięcia na uzwojeniach; r1, r2 - ich rezystancje czynne; Rm - rezystancja strat w obwodzie magnetycznym; Lm to indukcyjność magnesowania związana ze strumieniem magnetycznym wspólnym dla uzwojeń; L1s, L2s - indukcyjności rozproszenia wynikające z faktu, że część strumienia magnetycznego każdego z uzwojeń rozprasza się w przestrzeni bez oddziaływania z drugim uzwojeniem. Za pomocą obwodu zastępczego można ocenić wpływ niektórych parametrów transformatora na tak ważne wielkości, jak napięcie jałowe i prąd zwarciowy.

Zgodnie z konfiguracją obwodu magnetycznego rozróżnia się transformatory pancerne (ryc. 6, a) z uzwojeniami umieszczonymi na rdzeniu centralnym oraz transformatory prętowe (ryc. 6, b) z uzwojeniami na jednym lub dwóch rdzeniach. Transformatory prętowe charakteryzują się podwyższoną sprawnością i lepszymi warunkami chłodzenia uzwojeń. Ten ostatni umożliwia, poprzez ustawienie zwiększonej gęstości prądu, zmniejszenie zużycia drutu nawojowego. Dlatego transformatory spawalnicze, z rzadkimi wyjątkami, są wykonane z prętów. Obwód magnetyczny jest zwykle rekrutowany z blachy stalowej elektrycznej (transformatorowej) o grubości 0,35 ... 0,5 mm.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Uzwojenia transformatorów są cylindryczne i tarczowe. Cylindryczne (ryc. 7, a) są nawinięte jeden na drugim. Odległość między nimi jest minimalna, a prawie cały strumień magnetyczny uzwojenia pierwotnego oddziałuje z uzwojeniem wtórnym. Dlatego indukcyjności rozproszenia L1s i L2s są małe, prąd zwarciowy jest ograniczony jedynie rezystancją czynną uzwojeń i jest wielokrotnie większy niż roboczy. Jak wspomniano wcześniej, transformator o takiej charakterystyce obciążenia nie nadaje się do spawania ręcznego. Należy go uzupełnić o rezystor balastowy (reostat) lub dławik.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Elementy te znacznie zwiększają wymiary i wagę źródła spawalniczego, a nieuniknione w nich straty energii zmniejszają jego wydajność. W transformatorach z uzwojeniami dyskowymi (ryc. 7, b) znaczna część strumienia magnetycznego uzwojenia pierwotnego omija uzwojenie wtórne. W efekcie indukcyjności rozproszenia L1s i L2s połączone szeregowo w obwodzie zgrzewania są większe niż w poprzednim przypadku, a ich reaktancja znacząco wpływa na prąd zwarciowy uzwojenia wtórnego. Jak już wspomniano, obecność indukcyjności w obwodzie spawalniczym jest również korzystna dla stabilnego spalania łuku. Dlatego transformatory z uzwojeniem tarczowym najlepiej nadają się do ręcznego spawania prądem przemiennym. Czasami ich uzwojenia są ruchome i poprzez zmianę odległości między nimi regulują indukcyjność upływu, a wraz z nią prąd spawania.

Specyfika transformatora spawalniczego polega na tym, że jego obciążenie nie jest stałe. Zwykle przyjmuje się, że udział czasu pracy pod obciążeniem w cyklu składającym się z samego spawania i przerwy nie przekracza 60%. W przypadku domowych transformatorów spawalniczych często przyjmuje się jeszcze mniejszą wartość - 20%, co pozwala, bez znacznego pogorszenia reżimu termicznego, zwiększyć gęstość prądu w uzwojeniach transformatora i zmniejszyć powierzchnię okna jego pola magnetycznego obwód niezbędny do ułożenia uzwojeń. Przy prądzie spawania do 150 A przyjmuje się, że gęstość prądu w uzwojeniu miedzianym wynosi 8 A/mm2, w aluminium – 5 A/mm2 [5].

Dla danej mocy wymiary i waga transformatora będą minimalne, jeśli indukcja w jego obwodzie magnetycznym osiągnie maksymalną dopuszczalną wartość dla wybranego materiału. Ale projektant-amator zwykle nie zna tej wartości, ponieważ ma do czynienia ze stalą elektrotechniczną nieznanej marki. Aby uniknąć niespodzianek, indukcja jest zwykle niedoceniana, co prowadzi do nieuzasadnionego zwiększenia wielkości transformatora.

Korzystając z poniższej procedury, można określić właściwości magnetyczne dowolnej dostępnej stali transformatorowej. Z tej stali montowany jest „eksperymentalny” obwód magnetyczny o przekroju 5 ... 10 cm2 (iloczyn wymiarów aib na ryc. 8) i 50 ... 100 zwojów miękkiego izolowanego drutu o przekroju 1,5 ... 2,5 są nawinięte na jednym z rdzeni 2 mm2. Do dalszych obliczeń konieczne jest znalezienie średniej długości linii pola magnetycznego za pomocą wzoru lav \u2d 3,14h + XNUMXc + XNUMXa i zmierzenie czynnej rezystancji uzwojenia robma.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Ponadto, zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 9, zmontuj konfigurację testową. T1 - laboratoryjny autotransformator nastawny (LATR); L1 - uzwojenie na „eksperymentalnym” obwodzie magnetycznym. Całkowita moc transformatora obniżającego T2 wynosi co najmniej 63 V-A, współczynnik transformacji wynosi 8 ... 10.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Stopniowo zwiększając napięcie, zbuduj zależność indukcji w obwodzie magnetycznym V, Tl, od natężenia pola magnetycznego H, A / m, podobnie jak pokazano na ryc. 10, obliczając te wielkości według wzorów:

gdzie U i I to odczyty woltomierza PV1, V i amperomierza PA1, A; F - częstotliwość, Hz; S - pole przekroju poprzecznego „eksperymentalnego” rdzenia magnetycznego, cm2; w to liczba zwojów jego uzwojenia. Z otrzymanego wykresu, jak pokazano na rysunku, wyznacza się indukcję nasycenia Bs, indukcję maksymalną Bm oraz maksymalne natężenie zmiennego pola magnetycznego Hm.

Na przykład obliczmy transformator spawalniczy przeznaczony do pracy z sieci prądu przemiennego 220 V, 50 Hz, przy danym napięciu jałowym Uxx = 65 V i maksymalnym prądzie spawania Imax = 150 A.

Całkowita moc transformatora Pgab=Uxx Imax = 65 150=9750 VA.

Zgodnie ze znaną formułą określamy iloczyn pola przekroju poprzecznego obwodu magnetycznego SM i pola jego okna So:

gdzie J to gęstość prądu w uzwojeniach, A/mm2; ks=0,95 - współczynnik wypełnienia odcinka obwodu magnetycznego stalą; Ko=0,33...0,4 - współczynnik wypełnienia jego okna miedzią (aluminium).

Załóżmy, że Bm=1.42 T, uzwojenie pierwotne jest nawinięte drutem miedzianym, a wtórne aluminium (bierzemy średnią wartość gęstości prądu J=6.5A/mm2):

SMSo=9750/(1,11·1,42·6,5·0,37·0,95)= = 2707 см4.

Dla przekładników prętowych zalecane są następujące stosunki wielkości [6] (patrz rys. 8): b/a-2; c/a=1,6; h/a=2,5...5. Wybierając h/a=4, obliczamy rozmiar a, cm:

Zakładając a=40 mm, znajdujemy pozostałe wymiary obwodu magnetycznego: b=2a=80mm; c=1,6a=32mm; h=4a=160mm.

EMF jednego zwoju uzwojenia transformatora na takim obwodzie magnetycznym Ev \u2,22d 10-XNUMX-4Bmabkc=2,22 10-41,42 3200 0,95 \u0,958d 2 V. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego w65 \u0,958d Uxx / Ev \u68d 2 / 150 \u5d 30. Przekrój drutu uzwojenia wtórnego S2=Imax/J=5/2=1 mm1 (J=220 A/mm0,958, ponieważ drut uzwojenia wtórnego jest aluminiowy). Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego w230=U1/EB=2/1=150. Maksymalny prąd uzwojenia pierwotnego I68max=lmax·w230/w44,35=1-1/44,35=8 A. Przekrój drutu miedzianego uzwojenia pierwotnego S5,54=l2M/J=XNUMX/XNUMX=XNUMX mmXNUMX.

Zarówno uzwojenie pierwotne, jak i wtórne transformatora prętowego są zwykle dzielone na dwie identyczne części, umieszczając je na dwóch rdzeniach obwodu magnetycznego. Każda z połączonych szeregowo części uzwojenia pierwotnego to 115 zwojów drutu o średnicy co najmniej 2,65 mm. Jeżeli części uzwojenia pierwotnego mają być połączone równolegle, każda powinna zawierać 230 zwojów drutu o połowie przekroju - o średnicy co najmniej 1,88 mm. Podobnie są one podzielone na dwie części i uzwojenie wtórne.

Jeżeli uzwojenia są cylindryczne, w celu uzyskania charakterystyki spadającego obciążenia transformatora, rezystor o rezystancji 0,2 ... 0,4 Ohm powinien być połączony szeregowo z uzwojeniem wtórnym z drutu nichromowego o średnicy co najmniej 3 mm. W przypadku transformatora z uzwojeniami dyskowymi ten rezystor nie jest wymagany. Niestety, dokładne obliczenie indukcyjności rozproszenia takiego transformatora jest praktycznie niemożliwe, ponieważ zależy nawet od lokalizacji pobliskich metalowych przedmiotów. W praktyce obliczenia przeprowadza się metodą kolejnych przybliżeń z dostosowaniem uzwojenia i danych konstrukcyjnych transformatora zgodnie z wynikami badań wyprodukowanych próbek. Szczegółową technikę można znaleźć w [7].

W warunkach amatorskich trudno jest wykonać transformator z ruchomymi (do regulacji prądu) uzwojeniami. Aby uzyskać kilka stałych wartości prądu, wykonuje się uzwojenie wtórne za pomocą zaczepów. Dokładniejszą regulację (w kierunku malejącego prądu) uzyskuje się poprzez dodanie do obwodu czegoś w rodzaju cewki indukcyjnej - ułożenie kabla spawalniczego we wnęce.

Przed przystąpieniem do produkcji obliczonego transformatora należy upewnić się, że jego uzwojenia zostaną umieszczone w oknie obwodu magnetycznego, biorąc pod uwagę niezbędne luki technologiczne, grubość materiału, z którego wykonana jest rama i inne czynniki. Wymiary c i h (patrz rys. 8) należy „dopasować” w taki sposób, aby każda warstwa uzwojenia mieściła całkowitą liczbę zwojów wybranego drutu, a liczba warstw była również liczbą całkowitą lub nieco mniejszą od najbliższa liczba całkowita. Należy zapewnić miejsce na izolację międzywarstwową i międzyzwojową.

Najbardziej udany wariant nie zawsze uzyskuje się za pierwszym razem, często konieczne jest wielokrotne i dość znaczne dostosowanie szerokości i wysokości okna obwodu magnetycznego. Podczas projektowania uzwojeń cylindrycznych konieczne jest optymalne dobranie rozmiarów ich przekrojów. Zwykle uzwojenie wtórne uzwojone grubym drutem ma więcej miejsca niż uzwojenie pierwotne.

Szkic projektu transformatora dla dwóch wartości prądu spawania - 120 i 150 A - pokazano na ryc. 11, a obwód jego włączenia - na ryc. 12.

Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja Transformator spawalniczy: obliczenia i produkcja

Mniejszy prąd odpowiada większej liczbie zwojów uzwojenia wtórnego. To nie pomyłka. Wiadomo, że napięcie uzwojenia jest proporcjonalne do liczby jego zwojów, a indukcyjność upływu wzrasta proporcjonalnie do kwadratu ich liczby. W rezultacie prąd maleje.

Uzwojenia umieszczono na dwóch ramkach wykonanych z arkusza włókna szklanego o grubości 2 mm. Sekcje uzwojenia pierwotnego i wtórnego na każdej ramie są oddzielone policzkiem izolacyjnym z tego samego materiału. Otwory w ramkach na obwód magnetyczny są o 1,5 ... 2 mm szersze i dłuższe niż przekrój tego ostatniego. Eliminuje to problemy z montażem. Aby zapobiec deformacji ramy, podczas nawijania jest ona ciasno osadzona na drewnianym trzpieniu.

Uzwojenie pierwotne składa się z dwóch sekcji (I' i I"), umieszczonych na różnych ramkach i połączonych równolegle. Każda z sekcji to 230 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 1,9 mm. o średnicy 2,7 ​​mm, w odcinkach można nawinąć na 115 zwojów, ale będą one musiały być połączone szeregowo. Każdą warstwę drutu przed nawinięciem kolejnej należy zagęścić lekkimi uderzeniami drewnianego młotka i posmarować lakierem impregnującym.Płyta preszpanowa (tektura elektryczna) o grubości 0,5 ... 1 mm nadaje się jako izolacja międzywarstwowa.

Do uzwojenia wtórnego autor zastosował aluminiową szynę o przekroju 30 mm2 (5x6 mm). Jeśli masz szynę zbiorczą o mniej więcej takim samym polu przekroju, ale innym rozmiarze, będziesz musiał nieznacznie zmienić szerokość sekcji szkieletu, aby pomieścić uzwojenie. Przed nawinięciem gołą szynę zbiorczą należy szczelnie owinąć taśmą dociskową lub cienką tkaniną bawełnianą, uprzednio pociętą na paski o szerokości 20 mm. Grubość izolacji - nie więcej niż 0,7 mm

Sekcje II' i II" mają po 34, sekcje III' i III" mają po 8 tur. Magistrala układana jest na ramie w dwóch warstwach, szerszą stroną w kierunku rdzenia magnetycznego. Każda warstwa jest zagęszczana lekkimi uderzeniami drewnianego młotka i obficie posmarowana lakierem impregnującym. Wyprodukowane cewki należy wysuszyć. Temperatura i czas schnięcia zależą od marki lakieru impregnującego.

Rdzeń magnetyczny transformatora składa się z blach ze stali transformatorowej walcowanej na zimno o grubości 0,35 mm. W przeciwieństwie do prawie czarnej stali walcowanej na gorąco, powierzchnia stali walcowanej na zimno jest biała. Możesz użyć blachy stalowej z obwodów magnetycznych uszkodzonych transformatorów zainstalowanych na stacjach transformatorowych. Pożądane jest badanie stali zgodnie z metodą opisaną powyżej. Jeżeli uzyskana empirycznie wartość maksymalnej indukcji Bm znacznie różni się od przyjętej w obliczeniach (1,42 T), to ostatnie trzeba będzie powtórzyć, a wyniki uwzględnić przy produkcji transformatora.

Blachy stalowe są cięte w kierunku walcowania na paski o szerokości 40 mm, które są cięte na blachy o długości 108 i 186 mm. Zadziory usuwa się pilnikiem lub pilnikiem z drobnym nacięciem. Obwód magnetyczny jest montowany „vpe-lid” z możliwie najmniejszymi szczelinami na połączeniach płytek.

Gotowy transformator umieszczany jest w obudowie ochronnej wykonanej z materiału niemagnetycznego, np. aluminium. W obudowie należy wykonać otwory wentylacyjne. Transformator jest podłączony do sieci 220 V kablem z miedzianymi przewodami zasilającymi o przekroju co najmniej 6 mm2 oraz przewodem uziemiającym, który jest podłączony do obwodu magnetycznego transformatora i jego obudowy ochronnej. Gniazdko sieciowe musi być trójbolcowe (trzecie gniazdo jest uziemione), przystosowane do prądu o natężeniu co najmniej 63 A.

Wyprowadzenia uzwojeń wtórnych są bezpiecznie połączone z mosiężnymi kołkami gwintowanymi o średnicy 8 ... 10 mm, zamontowanymi na żaroodpornym panelu dielektrycznym zamontowanym na obudowie ochronnej transformatora. Miękkie druty miedziane o przekroju 16 ... 25 mm2 nadają się jako druty spawalnicze.

Elektrody spawalnicze (w przypadku braku gotowych) można wykonać samodzielnie, korzystając np. z zaleceń [8]. Drut o średnicy 2 ... 6 mm ze stali miękkiej jest podzielony na proste odcinki o długości 300 ... 400 mm. Powłokę przygotowuje się z 500 g kredy i 190 g płynnego szkła rozcieńczonego szklanką wody. Ta ilość wystarcza na 100-200 elektrod.

Przygotowane kawałki drutu zanurza się w powłoce prawie na całej długości, pozostawiając odkryte jedynie końce o długości około 20 mm, usuwa i suszy w temperaturze 20…30°C. Takie elektrody nadają się do spawania zarówno prądem przemiennym, jak i stałym. Oczywiście mogą one służyć jedynie jako tymczasowa alternatywa dla produkowanych na skalę przemysłową. Nie należy ich używać do odpowiedzialnej pracy.

literatura

  1. Tsukerman MB Źródła prądu łuku spawalniczego i procesu elektrożużlowego. - M.: Szkoła Wyższa, 1974.
  2. Gevorkyan VG Podstawy biznesu spawalniczego. - M.: Szkoła Wyższa, 1971.
  3. Rozarenov Yu N. Sprzęt do elektrycznego spawania. - M.: Mashinostroenie, 1987.
  4. Źródła zasilania urządzeń radioelektronicznych Nayvelt GS. - M.: Radio i komunikacja, 1986.
  5. Zaks MI i inni Transformatory do spawania łukowego. - L.: Energoatomizdat, 1988.
  6. Baranov V. Spawarka elektryczna małej mocy. - Radio, 1996, nr 7, s. 52-54.
  7. Gorsky AN i wsp. Obliczanie elementów elektromagnetycznych wtórnych źródeł zasilania. - M.: Radio i łączność, 1988.
  8. Informator elektryka. - M.: Energoizdat, 1934.

Autor: V.Volodin, Odessa, Ukraina

Zobacz inne artykuły Sekcja sprzęt spawalniczy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Sygnał GPS mierzy prędkość wiatru nad wodą 02.08.2013

Wiatry nad oceanami i jeziorami można śledzić, odbijając sygnały GPS. Pomoże to meteorologom dokładniej przewidywać pogodę, aw szczególności katastroficzne wydarzenia, takie jak tornada. W skali globalnej eksperci NASA mają nadzieję lepiej zrozumieć klimat naszej planety dzięki nowej metodzie pomiaru prędkości wiatru.

Dokładne przewidywanie pogody i modelowanie klimatu wymaga dokładnej wiedzy o sile wiatru na różnych wysokościach lub przynajmniej w pobliżu powierzchni. Na lądzie to zadanie wykonują mniej więcej proste stacje pogodowe, ale nad oceanami, nad „kuchnią” klimatu świata trudniej jest dokonać pomiarów. Zwykle używa się do tego sond jednorazowych zrzucanych z samolotu. Jednak sondy te nie są tanie: każda po 750 dolarów, aw rzeczywistości podczas typowej misji „łowca huraganów” zużywa około 20 takich sond.

Oczywiste jest, że do uzyskania wzoru wiatrów na dużym obszarze nie wystarczą upuszczone sondy. Aby rozwiązać ten problem, NASA opracowała technologię monitorowania, która mierzy prędkość wiatru poprzez odbijanie sygnałów satelitarnych GPS od fal morskich. Dokładność takiego pomiaru jest 10 razy mniejsza niż w przypadku sond kroplowych, które są błędne tylko o 0,5 m/s. Jednocześnie analiza odbicia sygnałów GPS od fal pozwala na monitorowanie rozległych obszarów w czasie rzeczywistym, co jest bardzo ważne przy prognozowaniu huraganów.

Dzięki GPS możesz teraz podążać za wiatrem bez upuszczania czujników. Dane o wietrze mogą być zbierane z samolotów i satelitów. W szczególności w 2016 r. NASA planuje uruchomić system małych satelitów o nazwie CYGNSS, który będzie mierzył sygnały GPS z niskiej orbity. Umożliwi to prognozowanie ruchu frontów burzowych. W przyszłości, oprócz sygnałów GPS, do monitoringu będzie można wykorzystać sygnały telewizyjne z potężnych nadajników satelitarnych, takich jak DirecTV i Sirius XM.

Niezwykle potężne satelity zapewniają więc naukowcom „darmowy” monitoring oceanów, co do tej pory było niezwykle trudnym zadaniem. Wszystko czego potrzebujesz to odbiornik GPS, trochę chipów i trochę oprogramowania. Wszystko to kosztuje kilkaset dolarów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Komputer przewidzi konsekwencje wybuchu

▪ Genetyka jest odpowiedzialna za starzenie się intelektu

▪ Odkryto receptory smaku tłuszczu

▪ Wyświetlacz holograficzny na urządzenia mobilne

▪ Pamięć 1000 razy szybsza i trwalsza niż flash

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część opisów stanowisk na stronie internetowej. Wybór artykułu

▪ artykuł Kofiego Annana. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak zastrzelił się pilot myśliwca naddźwiękowego? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kamienny waleriana. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Klej i maść do pasków napędowych. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Tranzystory polowe. Pary i zespoły. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

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

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024