Схема подключения обмоток сварочного трансформатора. Сварочный трансформатор

Рассмотрим подробнее сварочный трансформатор: устройство и принцип действия. Регулировка тока в сварочном трансформаторе (далее – СТ) осуществляется по двум основным схемам:

1. В первом случае, применяется трансформатор с нормальным рассеянием магнитного поля , которое осуществляется совмещённым или отдельным дросселем. Непосредственно сама регулировка сварочного тока производится изменением воздушного зазора в магнитопроводе дросселя;
2. Во втором случае, регулировка гаджета осуществляется за счет управления рассеянием магнитного поля . Этот процесс может осуществляться следующими методами:

• изменением размеров воздушного промежутка между первичной и вторичной обмотками;
• согласованным изменением числа витков первичной и вторичной обмоток;
• применением подмагничиваемого шунта. Он изменяет магнитную проницаемость между стержнями магнитопровода, чем и осуществляется регулировка сварочного тока.

Конструкция и органы управления однопостовым сварочным трансформатором с подвижными обмотками (т. е. работающим по первой схеме) приведены на рисунке.

Магнитопровод с катушками и механизмами помещается в защитный кожух, который имеет жалюзи для охлаждения. Регулировка величины сварочного тока в таком СТ осуществляется с помощью подвижной обмотки, которая перемещается посредством ходовой гайки и вертикального винта с ленточной резьбой. В движение последний приводится при помощи рукоятки.

Сварочные провода подключаются к специальным зажимам. СТ представляет собой массивную конструкцию (очень тяжёлый сердечник). Поэтому, для погрузо-разгрузочных работ, он оснащён рым-болтом, а для перемещения по рабочему объекту – транспортной тележкой и ручкой.

Принцип действия

Чтобы понять принцип работы СТ, давайте, хотя бы в самых общих чертах, рассмотрим физические процессы, происходящие в однофазном двухобмоточном трансформаторе. Для иллюстрации этих процессов воспользуемся рисунком.

Электромагнитная схема такого трансформатора состоит из двух обмоток (первичная и вторичная), размещенных на замкнутом магнитопроводе. Последний выполнен из ферромагнитного материала, что позволяет усилить электромагнитную связь между этими обмотками. Происходит это за счёт уменьшения магнитного сопротивления контура (замкнутой цепи), по которому проходит магнитный поток трансформатора (Ф).

Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока, вторичную – к нагрузке. При подключении к источнику электропитания, в первичной обмотке появляется переменный ток i1. Этот электрический ток создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные электродвижущие силы (далее – ЭДС): е1 и е2.

Эти ЭДС, согласно закону Максвелла, пропорциональны числам витков N1 и N2 соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt. Если пренебречь падением напряжения в обмотках трансформатора (они обычно не превышают 3…5 % от номинальных значений U1 и U2), то можно считать: e1≈U1 и e2≈U2. Тогда, путём несложных математических преобразований, можно получить связь между напряжениями и количеством витков обмоток: U1/U2 = N1/N2.

Таким образом, подбирая числа витков обмоток (при заданном напряжении U1) можно получить желаемое напряжение U2:

• при необходимости повысить вторичное напряжение — число витков N2 берут больше числа N1. Такой трансформатор называют повышающим;
• при необходимости уменьшить напряжение U2 — число витков N2 берут меньшим N1. Такой трансформатор называют понижающим.

Теперь мы можем, непосредственно, рассмотреть принцип действия СТ. Как сказано выше, он заключается в преобразовании входного напряжения (220В или 380В) в более низкое, которое в режиме холостого хода равно примерно 60В. Когда мы рассматриваем сварочный трансформатор, принцип работы будет очевиден после знакомства с компоновкой и функциональной схемой СТ.

Компоновка узлов СТ (в качестве примера предлагается агрегат серии «ТДМ») представлена на рисунке.

Пояснения к схематическому изображению сварочного трансформатора:

• 1 — первичная обмотка трансформатора. Выполнена из изолированного провода;
• 2 — вторичная обмотка не изолирована («голая» проволока) для улучшения теплопередачи. Кроме того, для улучшения охлаждения имеются воздушные каналы;
• 3 — подвижная часть магнитопровода;
• 4 — система подвеса трансформатора внутри корпуса агрегата;
• 5 — механизм управления воздушным зазором;
• 6 — ходовой винт. Основной элемент управления воздушным зазором;
• 7 — рукоятка привода ходового винта.

Функциональная схема такого СТ представлена на рисунке.

Трансформатор состоит из:

1. магнитопровода с зазором б;
2. первичной обмотки I;
3. вторичной обмотки II;
4. обмотки реактивной катушки IIк.

Регулировка величины сварочного тока осуществляется изменением величины зазора в магнитопроводе. Размер зазора влияет на изменение магнитного сопротивления контура и, соответственно, величину магнитного потока, который и создаёт в обмотках электрический ток:

• при необходимости уменьшить величину сварочного тока — величину зазора увеличивают;
• при необходимости увеличить величину сварочного тока — величину зазора уменьшают.

Полезное видео

Посмотрите небольшой обучающий ролик об устройстве и принципе действия трансформатора:

Магнитопровод

Магнитопровод – это центральная часть конструкции СТ. Он является сердечником понижающего трансформатора и играет основную роль в формировании сварочного тока. По нему протекает магнитный поток, который индуцирует (создаёт) электрическое напряжение на всех обмотках.

Магнитопровод сварочного трансформатора представляет собой пакет пластин из трансформаторной стали. Вызвано это тем, что под воздействием магнитного потока в нём наводятся вихревые замкнутые электрические токи (в честь французского физика, их открывшего, названы: токи Фуко). В соответствии с правилом Ленца, магнитное поле этих токов стремиться уменьшить индукцию поля его создавшего, т. е. полезного. В результате:

1. уменьшается КПД СТ;
2. токи Фуко нагревают материал сердечника.

Для уменьшения этого влияния принимаются меры по уменьшению этих токов. Поэтому, как было сказано выше, магнитопровод и представляет собой пакет пластин. Поверхности пластины имеют хорошую электроизоляцию (они имеют оксидное изоляционное покрытие) и, кроме этого, часто дополнительно покрываются электроизолирующим лаком. Благодаря этому, они не представляют собой сплошной проводник, что существенно уменьшает величину токов Фуко.

Пластины между собой стягиваются шпильками в плотный пакет. Если этого не сделать (или стянуть неплотно), то они вибрируют с частотой колебаний тока в источнике питания: 50 Гц. В результате, СТ «гудит» с такой частотой.

Ограничитель холостого хода

Ограничитель напряжения холостого хода СТ применяется, в соответствии со своим наименованием, для автоматического ограничения этого параметра. Он уменьшает индуцированную при размыкании вторичной обмотки ЭДС до безопасного значения не позже, чем через одну секунду после разрыва сварочной цепи. На картинке изображена популярная модель ограничителя напряжения холостого хода однофазных сварочных трансформаторов «ОНТ-1».

Принцип действия ограничителя следующий. Мы уже знаем, что в случае разрыва сварочной цепи, резко изменяется величина магнитного потока в магнитопроводе. Это, в свою очередь, приводит к резком скачку ЭДС самоиндукции. Резкий рост величины электрического напряжения может стать причиной аварии СТ или поражения током сварщика. Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора уменьшает эту ЭДС до безопасного значения — не более 12 В.

Иванов Сергей Александрович 1934

После покупки и собственноручной сборки полуавтоматического сварочного аппарата нужно провести предварительную подготовку, а уже потом начинать с ним работать. Ведь неправильное подключение проводов или ошибки в эксплуатации инвертора могут привести к его возгоранию, а также можно получить электроудар.

Перед началом работы нужно убедиться в том, что место для сварочного аппарата выбрано правильно. Нельзя ставить агрегат там, где воздух не сможет поступать у вентиляционные отверстия. Также нужно свести к минимуму наличие влаги, пыли и различных паров.

Дальше необходимо узнать соответствие частоты и напряжения на приборе с реальными показателями в электросети. Если в модели сварочного аппарата предусмотрен переключатель входящего напряжения на 220 или 380 В, нужно зафиксировать переключатель в нужном положении. Также обязательно стоит проверить кабельную изоляцию на предмет целостности. Трещины или скрутки кабеля могут спровоцировать сильное нагревание и перегорание кабеля.

В розетке, к которой будет подключаться аппарат, должен быть встроенный тугоплавкий предохранитель или автовыключатель.

При работе с инверторными аппаратами применяют провода типа «фаза», а также допускается использование «двух фаз» с «нулем». Заземляют полуавтоматы зелеными или желтыми проводниками. В розетку подключают штепсельную вилку с подходящей термопропускной способностью. Обратный кабель выходит на заземлительную клемму с припаянными для лучшего контакта специальными наконечниками.

В сварочных аппаратах, рассчитанных на трехфазную сеть, один провод подается к нейтральному выходу, второй – на «фазу» агрегата, третий – на его «ноль». Перед подключением аппарата к такой сети нужно правильно определить, которые из концов проводов входные, а какие – выходные. Это сделать довольно просто: входные провода тоньше выходных. Дальше два провода подключаются к «фазам», а третий «зануляют» на защитный провод.

		allgenerator.ru	21 500 Р
		Megastore101	8 460 Р
		compyou.ru	5 670 Р
		ГдеМатериал	6 778 Р
		РЕСАНТА	8 270 Р
	Еще предложения

Эффективность работы сварочного аппарата напрямую зависит от подбора кабелей с оптимальными параметрами сечения и длины. Они должны быть подобраны так, чтобы спад напряжения аппарата в рабочем режиме не превышал 2 В. Для этого лучше всего подойдет медный многожильный кабель с круглым сечением.

Делая выбор между проводами разных сечений, нужно учитывать мощность инверторного полуавтомата и величину сварочного тока. Если для тока величиной в 190 А хватит провода сечением в 16 мм2, то для 522 А нужен провод с диаметром сечения 35 мм2.

Обычно вместе с инвертором в комплекте идет провод, длина которого не превышает 2,5 м. Как показывает практика, его практически во всех случаях недостаточно, поэтому приходится делать удлинитель. Здесь также важен правильный подбор материала провода и его диаметра сечения. Например, если провод сечением 1,5 мм2 выдержит ток максимум на 16 А, то для 25 А надо сечение 2,5 мм2.

Вредное влияние скачков напряжения в электросети на полуинверторные автоматы можно полностью устранить, если питать аппараты от бензогенераторов. Но здесь также есть свой минус – недостаточная мощность. Поэтому оптимальным вариантом является подключение сварочного аппарата с помощью сетевого фильтра, которому не страшны импульсные помехи или короткие замыкания. Также можно использовать стабилизатор напряжения, только в этом случае необходимо учитывать количество фаз на электрощите, не забывая при этом о выходной мощности инвертора.

Электросварочное оборудование должно быть надежно заземлено. На кожухах трансформаторов имеются специальные болты с надписью «Земля». Помимо этого, у сварочных трансформаторов заземляют зажимы вторичных обмоток. Схема подключения сварочного трансформатора показана на рисунке.

Схема подключения сварочного трансформатора к сварочному посту: 1 - сварочный пост, 2 - шланговый трехжильный кабель с заземляющей жилой, 3 - сварочный трансформатор, 4 - регулятор, 5 - заземляющие зажимы корпуса, 6 - шланговый одножильный кабель, 7 - электрододержатель, 8 - заземляющие провода

Перед пуском у трансформатора необходимо проверить соответствие напряжения его первичной обмотки подводимому напряжению сети. До включения трансформаторов сварочная цепь должна быть разомкнута.

Трансформаторы следует подключать к питающей сети отдельными рубильниками.

Расстояние от сети до должно быть наименьшим. Сечения проводов, присоединяемых к вторичным цепям трансформаторов или к выводам сварочных генераторов, выбирают по таблице.

Для подвода тока к электрододержателю применяют изолированные гибкие провода в защитном шланге длиной не менее 3 м. Их сечения выбирают по таблице.

Нормы нагрузок на гибкие сварочные провода, присоединяемые к электрододержателю.

В качестве обратного провода для соединения свариваемого изделия с источником сварочного тока могут служить стальные шины остаточного сечения, различные стальные конструкции, сама свариваемая конструкция и т. д. Не разрешается использовать в качестве обратного провода сети заземления, а также металлические конструкции зданий, оборудодования и т. д.

Падение напряжения в питающих соединительных сварочных проводах допускается не более 5% напряжения сети. Если это условие не выдерживается, сечение проводов необходимо увеличить.

Полезные советы по эксплуатации сварочных трансформаторов

Обслуживание сварочных трансформаторов проще, чем сварочных генераторов, и уход за ними сводится к обеспечению надежного заземления корпуса, содержанию всех контактов в хорошем состоянии и периодической проверке сопротивления изоляции обмоток, особенно при работе установки на открытом воздухе.

Во время эксплуатации в сварочных трансформаторах могут возникнуть следующие неисправности:

• сильное гудение и нагрев обмоток вследствие виткового замыкания в первичных обмотках. Повреждение устраняют частичной или полной перемоткой обмоток;
• трансформатор дает очень большой ток вследствие короткого замыкания во вторичной обмотке или в обмотке регулятора. Устраняют неисправность ликвидацией замыкания в обмотках или их перемоткой;
• сварочный ток не уменьшается при воздействии регулятора, что может быть вызвано замыканием между зажимами регулятора;
• регулятор при сварке ненормально гудит, это может возникнуть из-за неисправности привода или из-за ослабления натяжения пружины;
• сильный нагрев контактов в соединениях вследствие нарушения электрического контакта; неисправность устраняют переборкой греющихся соединений, зачисткой и плотной пригонкой контактных поверхностей и затяжкой до отказа зажимов.

Схема сварочного трансформатора должна быть знакома тем, кто планирует воспользоваться электрической сваркой. Благодаря этому аппарату, можно производить ручную дуговую падающую сварку. Обсудим его устройство.

Схема сварочного трансформатора: зачем ее рассчитывать?

Любой трансформатор для контактной точечной сварки характеризуется двумя главными параметрами – выходным напряжением и током. А в основные функции этого аппарата входит регулирование сварочного тока и ограничение тока короткого замыкания . Стоит знать, что для того чтобы получить падающую характеристику, а также ограничение тока короткого замыкания, необходимо во время сварки последовательно с дугой включить большое сопротивление.

Оптимальным вариантом является индуктивное сопротивление. Это самый экономичный способ в данном случае. Именно такое сопротивление можно создать при помощи отдельной дроссельной катушки, если ее включить последовательно с дугой, или несколькими дроссельными катушками, если их объединить в одно целое с самим трансформатором, который необходимо также последовательно включить с дугой. Еще один вариант – увеличить внутреннее магнитное рассеяние самого трансформатора (здесь катушки не используют).

При планировании работы хорошим тоном считается производить расчет прибора. По входным значениям напряжения и силы тока вычисляют минимальную мощность, так можно узнать, чего ждать от вашего помощника. Как рассчитать сварочный трансформатор, знают инженеры, а если вы не планируете самостоятельно изготавливать эти механизмы, то можно воспользоваться калькуляторами в интернете, или готовыми данными в инструкции к каждому прибору.

Принцип работы сварочного трансформатора – функции дросселя

Устройство сварочного трансформатора зависит от главной детали – дросселя . Он позволяет регулировать и работает так: когда дуга при коротком замыкании возбуждается, ток, пройдя через обмотку из медного дросселя, создает мощнейший магнитный поток, который наводит в дросселе электродвижущую (ЭДС) силу самоиндукции. Именно эта сила направлена против напряжения сварочного трансформатора.

Стоит учитывать, что при вторичном напряжении трансформатора оно полностью поглощается падением напряжения в дросселе. Таким образом, этот процесс позволяет достигнуть почти нулевого значения в напряжении сварочной цепи. Благодаря тому, что возникает дуга, величина сварочного тока становится меньше. Этот процесс позволяет уменьшить ЭДС дросселя, который направлен против напряжения трансформатора. Таким образом устанавливается рабочее напряжение. Оно меньше, чем напряжение холостого хода, но его достаточно для постоянного горения дуги.

Принцип работы сварочного трансформатора позволяет увеличить силу сварочного тока: просто нужно увеличить зазор между подвижной и неподвижной частью магнитного провода дросселя. Этот процесс происходит так: когда увеличивается зазор, то сопротивление магнитного провода также увеличивается. Это ведет к уменьшению магнитного потока, соответственно, ЭДС самоиндукции катушки дросселя и индуктивное сопротивление уменьшаются. Все это приводит к тому, что сварочный ток увеличивается.

Виды сварочных трансформаторов – постараемся не запутаться

Разделяют виды сварочных трансформаторов по типам сварки, а также по фазовому регулированию. По первому признаку можно выделить трансформаторы для ручной дуговой сварки и для автоматической сварки под флюсом. По второму признаку классификация шире. Они разделяются на:

• сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием амплитудного регулирования (в нем есть либо дроссель с воздушным зазором, либо дроссель насыщения);
• с увеличенным магнитным рассеянием амплитудного регулирования (в нем есть подвижные, разнесенные, реактивные обмотки, подвижные магнитные или подмагниченные при помощи шунта, конденсатор или импульсивный стабилизатор);
• тиристорные сварочные трансформаторы (они могут быть с импульсивной стабилизацией или подпиткой).

Это общая классификация. Но стоит разобраться в видах сварочных трансформаторов, основным различием которых является фазовое регулирование. Сварочные трансформаторы переменного тока с амплитудным регулированием режима сварки делают это при помощи изменения сопротивления или перемены напряжения холостого хода. При этом синусоидальная форма переменного тока передается без искажения.

Трансформаторы с тиристорным регулированием состоят из двух частей: силового трансформатора и тиристорного регулятора фаз. Они размещены или в первичной, или во вторичной цепи вместе со встречными и параллельными тиристорами, а также с системой управления. Основной принцип регулирования фаз заключается в преобразовании тока, из синусоидального в знакопеременные импульсы. Их длительность определяется при помощи того самого тиристора. При регулировании дуга начинает неустойчиво гореть. Для того чтобы ее горение было устойчивым, используют импульсивную стабилизацию или дополнительную подпитку.

Также среди видов аппаратов можно выделить интересные модели, например, тороидальный сварочный трансформатор. Если большинство схем собирают в виде букв «Ш» или «П», то этот агрегат будет в виде бублика. Считается, что возможность получить высокую мощность при относительно небольшом размере – основное достоинство такой модели. А вот еще одну находку – сварочный трехфазный трансформатор, удобно использовать в тех случаях, когда требуется многоступенчатое понижение тремя однофазными приборами, только он намного компактнее и удобнее в управлении.

Мы много говорим о переменном токе, а вот сварочный трансформатор постоянного тока удобнее и стабильнее, хоть и требует некоторых знаний от сварщика в плане эксплуатации. Такие аппараты довольно дорогие, сложное устройство повышает массу агрегата. Но принцип работы расширяет область применения, например, можно работать с нержавейкой или цветметом. Однако для этого приспособления нужны особые электроды. И понятно, что не стоит приобретать такие устройства как бытовые сварочные трансформаторы, уж очень денежно и замысловато.

Для постоянного тока устройство трансформатора намного сложнее, больше и дороже, но это компенсируется его удобством и функциональностью.

Трансформатор для контактной сварки – техника безопасности

Опасен может быть даже трансформатор для сварки проводов, который не отличается большими значениями токов. При работе необходимо соблюдать максимальную осторожность и не забывать о технике безопасности. Сначала следует убедиться, что помех для сварки нет, то есть отсутствует оргтехника, телевизор, другие кабели, и даже наличие слуховых устройств может стать помехой для безопасной эксплуатации сварочного трансформатора.

Далее следует обезопасить себя и других людей, которые будут работать с трансформатором, от поражения током. Не редки случаи смертельного исхода от травм, полученных разрядом тока. Соответственно, в работе необходимо использовать резиновые коврики, само изделие и прочие предметы, которые могут находиться под напряжением, брать в руки не стоит. Также нужно следить за тем, чтобы одежда всегда оставалась сухой. Помимо этого, работать во влажном помещении или при влажной погоде запрещено!

Затем стоит позаботиться о том, чтобы помещение, где происходит сварка, хорошо проветривалось. Это необходимо для того, чтобы защитить органы дыхания. Ведь во время сварки образуется едкий дым и пыль. Это основные правила, которые необходимо учитывать при работе со сварочным транзистором. Помимо этого, специалист по сварочным работам должен хорошо ориентироваться в конструкции своих агрегатов, чтобы в случае неисправности можно было оперативно осуществить ремонт сварочных трансформаторов.

Ремонт сварочных трансформаторов – что мы сможем сами?

Основной проблемой, как правило, бывает самопроизвольное отключение аппарата, причиной которого может быть замыкание в цепи или между винтиками катушек. Починить довольно просто – отключить от сети, найти неисправность и заменить нужный элемент (конденсат, изоляцию или прочие детали). Если трансформатор сильно гудит, то это может стать причиной перегрева в дальнейшем. Причиной такого громкого шума могут стать слабые болты, стянутые листовые элементы. Исправить эту проблему довольно просто – необходимо подтянуть все виды болтов

Еще один недуг – чрезмерный нагрев. Причиной может быть неверная установка значений сварочного тока. Если вовремя не устранить эту проблему, то может сгореть вся изоляция, и аппарат придет в негодность, а также потребуется его достаточно продолжительный ремонт. Лучше всего соблюдать оптимальные значения сварочного тока, тогда перегрев не страшен. Произошел обрыв сварочной дуги и не получается зажечь ее снова – эта проблема известна большинству тех, кто занимается сваркой. В этот момент дуга представляет собой лишь искорки. Скорей всего, произошел пробой обмотки высокого напряжения.

Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно осуществить подключение сварочного аппарата 380В для его дальнейшего использования. Сразу стоит предупредить, что если сварочный аппарат будет использоваться в домашних условиях, то очень важно знать, какую нагрузку смогут выдержать автоматы в электросети вашего дома или квартиры. И только после этого уже выбрать инвертор нужного типа и мощности. При выборе сварочного аппарата, конечно же, нужно учитывать многие важные характеристики. Мы опишем основные моменты, на которые обязательно нужно обращать внимание при выборе этого достаточно дорогостоящего оборудования. Важно подобрать такой агрегат, чтобы с его помощью можно было выполнять максимум задач, но и чтобы по стоимости он соответствовал заявленным параметрам. Итак, на чем же все-таки стоит акцентировать внимание?

1. Мощность потребляемого тока. К примеру, для того чтобы выполнять сварочные работы дома, достаточно сварочного агрегата мощностью до 5 кВт. Покупка же устройства с более высоким порогом потребляемой энергии будет нерациональной тратой денег.
2. Устойчивость к перепадам электроэнергии. Так как в сети электроснабжения часто возникает как резкое падение, так и резкий подъем напряжения тока.
3. На какой диапазон напряжения в сети рассчитан подключаемый сварочный аппарат.

После оценки всех перечисленных параметров, а также некоторых других важных условий, вы уже будете знать о том, как правильно подключить сварочный аппарат к электросети. Мы немного постараемся помочь в этом и опишем технические ключевые моменты.

Читайте также:

Как правильно использовать .

Выполнение подключения оборудования для сварочных работ

Принципиальная электрическая схема соединения первичных обмоток сварочного аппарата на напряжение: а) 220 В; б) 380 В (вторичная обмотка не указана).

По своей сути, сварочный аппарат является источником инверторного сварочного тока и сварочной дуги. Понятно, что эта дуга возникает между электродом и металлом. А сам аппарат для сварки выступает как преобразователь. Для определения допустимой мощности оборудования для типа электрической проводки в помещении, нужно умножить значение напряжения в сети на максимальное значение тока, которое указано на автомате вводного щитка агрегата для такого рода работ. Для подключения самого агрегата на 380 В к нему надо правильно подключать выходящие контакты.

Важно установить заземление во избежание поражения электрическим током при выполнении сварочных работ.

Схема подключения оборудования для сварочных работ, который используется в быту будет следующей:

1. Определить необходимую мощность устройства для выполнения сварки в соответствии с тем, что будет подвергаться сварке.
2. Используя ручку регулятора тока, отрегулировать положение сердечника трансформатора. Этими действиями уменьшается или увеличивается сила тока.
3. При необходимости установите переключатель на корпусе агрегата в положение 380 В
4. Два питающих конца подсоедините к “фазе”, а третий конец – к “нулю”.

Запомните: толстые концы определяют выход, а тонкие – вход.