Зварювальний трансформатор-це... Характеристики, принцип роботи

Джерело струму в зварювальному виробництві залишається одним з найважливіших компонентів, від якого залежить ефективність і якість всього робочого процесу. Особливо це стосується методів, що вимагають застосування штучних електродів, за допомогою яких реалізується електродугове термічний вплив. Оптимальним рішенням для енергетичної підтримки в даному випадку буде зварювальний трансформатор-це досить простий за своїм устроєм, але в той же час надійний і недорогий джерело енергопостачання.

Пристрій апарату

В основі типового трансформатора полягає металевий сердечник з обмотками з тонкого дроту (алюмінієвої або мідної). Обмотки мають два рівні-первинний і вторинний. Відповідно, одна обмотка підключається до мережевого живлення, а друга забезпечує енергією електрод. Первинний рівень утворюють дві котушки, нерухомо зафіксовані внизу сердечника. Що стосується вторинної обмотки, то і вона утворюється парою котушок, але також передбачається можливість її переміщення щодо сердечника. З точки зору зовнішнього пристрою, зварювальний трансформатор - це металевий короб, який має широку інфраструктуру для електротехнічного підключення. Як правило, в пристрої передбачаються також засоби запобігання, захист від замикань і висновки для з`єднання з заземлюючими елементами. Для зручної роботи з трансформатором в конструкції також присутні рукоятки, ергономічні регулятори, а в новітніх моделях і цифрові панелі управління.

Принцип дії

Виходити випливає з того, що головне завдання таких приладів полягає в перетворенні енергії для подальшого енергопостачання зварювальної робочої оснастки. Потрапляючи на первинний рівень обмотки, вихідний струм перетворюється в електромагнітну енергію, після чого надходить у вторинну обмотку. В процесі цього переходу скорочується показник напруги. Дія цього регуляційного принципу зварювального трансформатора обумовлено конструкційними особливостями котушок. Оскільки на другій обмотці менше витків, при надходженні в неї струму відбувається зняття зайвої напруги до необхідного показника. Іншими словами, звичайний мережевий струм трансформується в зварювальний струм. Зрозуміло, величина даної корекції умовна, оскільки не існує чіткого поняття струму, необхідного для зварювальних робіт. Оператор може регулювати зазор між котушками, тим самим налаштовуючи характеристики на потрібну величину відповідно до виконуваного завдання.

Значення сили струму трансформатора

Існує пряма залежність можливостей термічної обробки металевих виробів від застосовуваної сили струму. В якості розрахункового параметра зазвичай використовується товщина електрода. Усереднений діапазон становить 5-10 мм. Такі електроди можна використовувати в зварюванні силової несучої конструкції з гратами, рамами і товстими прутами. В даному випадку сила струму зварювального трансформатора може становити 140-160 А. Це оптимальна величина для середніх робочих операцій, в яких, ДО РЕЧІ, важлива не тільки потужність. Наприклад, той же рівень струму при експлуатації невеликих апаратів з рутиловими електродами товщиною до 10 мм не стільки забезпечить силову підтримку термічного заряду, скільки зумовить стабільність горіння дуги. У деяких випадках підвищення даного показника також сприяє легкому видаленню шлаку.

Потужність трансформатора

Діапазон потужності в середньому варіюється від 2,5 до 20 кВт і більше. На що впливає дана характеристика зварювального трансформатора? Всупереч поширеній думці, потужність в даному випадку не вказує на здатності обладнання працювати з тими чи іншими заготовками. Як уже зазначалося вище, продуктивність більшою мірою залежить від сили струму. Однак, потужність визначає енергетичний потенціал пристрою з точки зору можливостей обслуговування певних завдань з підключенням сили струму конкретної величини.

Як приклад варто розглянути один з найпотужніших на російському ринку професійних зварювальних трансформаторів - "ТДМ-402" від підприємства " Уралтермосвар». Його показник потужності становить 26,6 кВт. Саме завдяки цій величині даний перетворювач дозволяє працювати з силою струму в діапазоні від 70 до 460 А. Очевидно, що виростають і вимоги до напруги-використовується трифазна мережа на 380 В. Що це дає на практиці? Апарат дозволяє працювати при інтенсивних навантаженнях з підвищеною силою струму в тривалих тимчасових сеансах. Якби мова йшла про аналогічні робочі показники, але з меншою потужністю, то в процесі виконання тих же операцій обладнання могло б перегріватися і в принципі не підтримувати достатню продуктивність.

Показники напруги

Грубо кажучи, весь асортимент умовно ділиться на моделі, що працюють від однофазних мереж, і апарати, що підключаються до трифазних лініях енергопостачання, як у випадку з версією " ТДМ-402». Відповідно, перші працюють під напругою в 220 В, а другі-380 В. Очевидно, що однофазна мережа менш вимоглива до потужностей і покриває ресурси, які задіюються в дрібних операціях. Такі моделі підійдуть скоріше для гаражно-дачних робіт. Однак є і проміжна група апаратів з "плаваючим" напругою. Зварювальний трансформатор цього типу можуть підключатися до мереж обох видів. Причому дана особливість важлива і для рядових користувачів, і для фахівців. Йдеться навіть не стільки про універсальність, скільки про переваги, які дає можливість роботи від різних джерел. Наприклад, при наявності двох мереж власник апарату з номінально невеликими характеристиками виграє від підключення до мережі на 380 В, так як на тлі збалансованого розподілу навантаження будуть відсутні скачки напруги. Що стосується власників професійного обладнання, то в їхньому випадку підключення до однофазної мережі буде вигідніше при роботі на мінімальному робочому навантаженні.

Тривалість навантаження

Коефіцієнт тривалості навантаження (ПН) вказує на здатність апарату працювати певний проміжок часу без необхідності відключення. Під відключенням розуміється вимушена перерва, пов`язаний з перегрівом або електричними перевантаженнями. Тривалість навантаження зварювального трансформатора - це процентна величина, що представляє частку робочого часу з 10-хвилинного інтервалу. Іншими словами, скільки умовних хвилин зможе пропрацювати конкретний прилад без зупинки з 10 хв. Діапазон ПН варіюється від 10 до 90% в залежності від моделі.

Але чи можливий в принципі ПН на 100%? Чи варто шукати такі апарати? Це неможливо і навіть високі показники від 70-80% досвідчені зварювальники вважають маркетингової прийомом, так як в будь-якому випадку робота в умовах перевантажень рано чи пізно призведе до неполадок в тій чи іншій частині конструкції.

Функції сучасних трансформаторів для зварювання

Виробники даного обладнання прагнуть продумувати ергономічні системи управління, в яких передбачають широкі засоби налаштування і регулювання робочих параметрів. Базовою функцією такого типу є можливість плавного налаштування сили змінного струму за допомогою контролера на призначеній для користувача панелі зварювального трансформатора. Це ж стосується і вибору активної фази напруги-на 220 або 380 В. Для зручного відстеження поточного стану робочого процесу передбачаються індикатори перегріву, робочої температури і перенапруги.

Особливості професійних трансформаторів

Даний тип допоміжного зварювального обладнання розраховується на підвищені навантаження, причому не тільки Електротехнічні. У проекти таких пристроїв закладається кілька рівнів конструкційної захисту, яка запобігає проникненню бруду, пилу, а іноді і води, хоча в принципі використовувати подібні апарати навіть в умовах високої вологості забороняється. Що стосується електротехнічних показників, то вони виражаються в можливості підключення до трифазних мереж і широких діапазонах настройки сили струму. Наприклад, зварювальний трансформатор "ТД-500" номінально працює при 500 А, а на практиці регулювання дозволяє досягати і 560 А. З іншого боку, базовий рівень не опускається нижче 100 А, що обмежує можливості застосування агрегату в дрібних зварювальних операціях. До недоліків промислових перетворювачів відносять також масивність конструкції і високий витрата енергії.

Особливості універсальних трансформаторів для зварювання

Велика частина зварювальних робіт проводиться із застосуванням електродів, товщина яких варіюється від 2 до 10 мм. Особливо це стосується майстерень, де зварювання задіюється для кріплення різноформатних металевих елементів. Найкращим вибором для підтримки таких завдань буде універсальний апарат. В процесі роботи зварювальний трансформатор такого типу зможе забезпечити можливість якісного проплава з тонкими матеріалами і виконати з`єднання товстих заготовок без завищення потужностей і енергоресурсів. Що ще важливо в таких моделях, це різноманітність аксесуарів, набір яких також орієнтується на виробництво зварювання в різних умовах. Як мінімум в такі комплекти входять власники, засоби заземлення, щітки для зняття шлаку і навіть пристосування для індивідуального захисту.

Плюси трансформаторів

Організувати Зварювальні роботи можна і без трансформатора, але в цьому випадку будуть упущені очевидні переваги. Головним з них є можливість не просто зручною, але і точного регулювання сили струму, що дуже важливо для тих, хто регулярно стикається з необхідністю з`єднання металевих деталей. Причому якісний зварювальний апарат-трансформатор має високу стійкість до навантажень різного роду, а його ККД становить близько 80%. Також за обсягами споживаної енергії такий помічник надає вигідніше, ніж велика частина альтернативних рішень для виконання ручного зварювання.

Мінуси трансформаторів

Як і будь-яка перехідна ланка в технологічний процес, сторонній перетворювач струму в зварюванні має чимало недоліків. У їх числі організаційні витрати, нестабільність дуги і високі вимоги до кваліфікації зварник. Підвищується і відсоток розприскуваного розплаву, що також обумовлює необхідність виконання зачистки в робочій зоні.

Чи можна зробити трансформатор своїми руками?

Завдання в принципі вирішувана, але важливо збиратися, що граничне напруга у саморобних апаратів становить не більше 50-60 В, а сила струму на максимумі рідко перевищує 160 А. У самій збірці нічого складного немає, якщо майстер має уявлення про ази радіотехніки. Основне завдання-зробити котушки з двома обмотками і правильно підібрати муздрамтеатр. Для котушок бажано використовувати мідний дріт з перетином близько 4-7 мм2. Муздрамтеатр своїми руками для зварювального трансформатора бажано робити за типом сердечника з електротехнічної сталі-підійдуть пластини товщиною 0,4 - 0,5 мм. Полегшити це завдання можна взявши готовий сердечник від старого трансформатора. Ця деталь зазвичай зберігається в готовому для роботи стан. Далі залишається підключити систему. Перша обмотка як і у випадку із загальною схемою направляється до мережі, а друга розташовується поруч. Далі слід правильно забезпечити ізоляцію. Як діелектрика небажано застосовувати обмотувальну ПВХ-плівку. Найкращий для цього підійде лакоткань або склотканина.

Укладення

Правильно підібраний за характеристиками трансформатор стане гарною підмогою в будь-якому зварювальному виробництві. Сьогодні особливо вітчизняна техніка даного типу зберігає в собі принципи зручності управління, техніко-конструкційної простоти і універсальності. Типовим прикладом цього є той же зварювальний трансформатор "ТДМ-402", який і коштує недорого в порівнянні із зарубіжними аналогами-близько 60 тис. руб. З урахуванням робочих можливостей це цілком прийнятний варіант. Зрозуміло, на ринку чимало й інших гідних пропозицій такого ж класу і функціонального рівня. При цьому в кожному випадку треба враховувати, що трансформатор все ж вимагає від виконавця певних навичок роботи в зварювальному виробництві. Ця вимога відрізняє його від інвертора.