Зварювальний трансформатор: РОЗРАХУНОК І ВИГОТОВЛЕННЯ

В. Володін, м. Одеса, Україна

Специфіка роботи зварювального трансформатора полягає в тому, що його навантаження непостійна. Зазвичай вважають, що частка часу роботи під навантаженням в циклі, що складається з власне зварювання і паузи, не перевищує 60%. Для побутових зварювальних трансформаторів нерідко приймають ще меншу величину – 20%, що дозволяє без значного погіршення теплового режиму збільшити щільність струму в обмотках трансформатора і зменшити площу вікна його магнітоли-топровода, необхідну для розміщення обмоток. При зварювальному струмі до 150 А вважають допустимої щільність струму в мідній обмотці 8 А / мм 2 , В алюмінієвій – 5 А / мм 2 [5].

При заданій потужності габарити і маса трансформатора будуть мінімальні, якщо індукція в його магніто-керівництві досягає максимально-допустимого для вибраного матеріалу значення. Але самодіяльний конструктор зазвичай не знає цієї величини, так як має справу з електротехнічної сталлю невідомої марки. Щоб уникнути несподіванок, індукцію зазвичай занижують, що призводить до невиправданого збільшення розмірів трансформатора.

Скориставшись що приводиться нижче методикою, можна визначити магнітні характеристики будь-трансформаторної сталі, наявної в розпорядженні. З цієї сталі збирають "експериментальний" магнітопровода перетином 5 … 10 см 2 (Твір розмірів а і b на рис. 8) і намотують на один з його кернів 50 … 100 витків м'якого ізольованого проводу перетином 1,5 … 2,5 мм 2 . Для подальших розрахунків необхідно знайти за формулою l СР = 2h + 2с + 3,14 а середню довжину магнітної силової лінії й виміряти активний опір обмотки r о6м .

./240820101200001651.jpg

Далі за схемою, показаної на рис. 9, збирають випробувальну установку. Т1 – лабораторний регульований автотрансформатор (ЛАТР); L1 – обмотка на "експериментальному" магнітопроводі.

./240820101200001652.jpg ./240820101200001653.jpg

Габаритна потужність понижуючого трансформатора Т2 – не менше 63 ВА, коефіцієнт трансформації – 8 … 10.

Поступово збільшуючи напругу, будують залежність індукції в магнітопроводі В, Тл, від напруженості магнітного поля Н, А / м, подібну показаної на рис. 10. обчислюючи ці величини за формулами:

Обмотки розміщені на двох каркасах з листового склотекстоліти товщиною 2 мм. Секції первинної та вторинної обмоток на кожному каркасі розділені ізолюючої щічкою з того ж матеріалу. Отвори в каркасах для магнітопровода на 1,5 … 2 мм ширше і довше поперечного перерізу останнього. Це позбавляє від проблем при збірці. Щоб не допустити деформації каркаса, під час намотування його щільно насаджують на дерев'яну оправлення. Первинна обмотка складається з двох секцій (I 'і I''), розташованих на різних каркасах і з'єднаних паралельно. Кожна із секцій – 230 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 1,9 мм. Якщо в наявності є провід діаметром 2,7 мм, в секціях можна намотати по 115 витків, але з'єднати їх доведеться послідовно. Кожен шар проводи перед намотуванням наступного слід ущільнити легкими ударами дерев'яного молотка і промазати просочувальних лаком. Як міжшарової ізоляції підійде прессшпан (електрокартон) товщиною 0.5 … 1 мм.

Для вторинної обмотки автором була застосована алюмінієва шина перетином 30 мм 2 (5×6 мм). Якщо є шина приблизно такої ж площі поперечного перерізу, але іншого розміру, доведеться трохи змінити ширину секцій каркаса, щоб розмістити обмотку. Неізольовані шину перед намотуванням слід щільно обмотати кіперному стрічкою або тонкої бавовняної тканиною, попередньо розрізаної на смуги шириною 20 мм. Товщина ізоляції – не більше 0.7 мм.

Секції II 'і II''мають по 34, секції III "і III''-по 8 витків. Шину укладають на каркас у два шари широкою стороною до магнітопровода. Кожен шар ущільнюють легкими ударами дерев'яного молотка і рясно промащують просочувальних лаком. Виготовлені котушки слід просушити. Температура і тривалість сушіння залежать від марки просочувально лаку.

Магнітопроводи трансформатора набраний з пластин холоднокатаної трансформаторної сталі товщиною 0.35 мм. На відміну від майже чорної гарячекатаної сталі поверхню листа холоднокатаної – біла. Можна скористатися листовою сталлю з магнітоли-топроводов що вийшли з ладу трансформаторів, що встановлюються на трансформаторних підстанціях. Сталь бажано випробувати за методикою, про яку розказано вище. Якщо отримане дослідним шляхом значення максимальної індукції В т значно відрізняється від прийнятого при розрахунку (1,42 Тл), останній доведеться повторити і врахувати результати при виготовленні трансформатора. Сталеві листи рубають у напрямку прокату на смуги шириною 40 мм, які розрізають на пластини завдовжки 108 і 186 мм. Задирки видаляють надфілем або напилком з дрібною насічкою. Магнітопроводи збирають "вперекришку" з можливо меншими зазорами на стиках пластин.

Готовий трансформатор поміщають в захисний кожух з немагнітного матеріалу, наприклад, алюмінію. У кожусі обов'язково роблять вентиляційні отвори. До мережі 220 В трансформатор підключають кабелем з мідними силовими жилами перерізом не менше 6 мм 2 і заземлюючим проводом, який з'єднують з магнітопро-водом трансформатора і його захисним кожухом. Електрична розетка повинна бути трьохконтактний (третій – заземлений), розрахованої на струм не менше 63 А.

Висновки вторинних обмоток надійно з'єднують з різьбовими латунними шпильками діаметром 8 … 10 мм, встановленими на термостійкої діелектричної панелі, укріпленої на захисному кожусі трансформатора. В якості зварювальних придатні м'які мідні дроти перетином 16 … 25 мм 2 .

Електроди для зварювання (у разі відсутності готових) можна зробити самостійно, скориставшись, наприклад, рекомендаціями з [8]. Дріт діаметром 2 … 6 мм з м'якої маловуглецевої сталі ділять на прямі відрізки завдовжки по 300 … 400 мм. Тинк готують з 500 г крейди і 190 г рідкого скла, розвівши їх склянкою води. Цієї кількості вистачить на 100-200 електродів.

Підготовлені відрізки дроту занурюють у тинк майже на всю довжину, залишаючи непокритими тільки кінці завдовжки приблизно 20 мм, виймають і сушать при температурі 20 … 30 ° С. Такі електроди придатні для зварювання як змінним, так і постійним струмом. Зрозуміло, вони можуть служити лише тимчасовою альтернативою випущеним промисловим способом. Для виконання відповідальних робіт ними користуватися не варто.

ЛІТЕРАТУРА

5. Закс М. І. та ін Трансформатори для електродугової зварки. – Л.: Енергоатоміз-дат, 1988.

6. Баранов В. Малопотужний електрозварювальний апарат .- Радіо, 1996, № 7, с. 52-54.

7. Горський А. М. та ін Розрахунок електромагнітних елементів джерел вторинного електроживлення. – М.: Радіо і зв'язок, 1988.

8 Довідкова книга електромонтера. – М: Энергоиздат, 1934

РАДІО № 12, 2002, с. 38-39.