محدودیت بی باری ترانسفورماتور جوشکاری. حالت های عملیاتی ترانسفورماتور جوشکاری ولتاژ مدار باز

ترانسفورماتورها وسایلی هستند که برای افزایش و کاهش ولتاژ متناوب طراحی شده اند. در این مورد، فرکانس جریان تغییر نمی کند، و همچنین ویژگی های قدرت آن عملا تغییر نمی کند. ترانسفورماتور هر چه باشد (بر اساس معیارهای مختلف، آنها را می توان به چند گروه تقسیم کرد)، دارای تعدادی ویژگی مشابه است که نه تنها در حین کار، بلکه در آزمایش عملکرد دستگاه نیز باید مورد توجه ویژه قرار گیرد.

ترانسفورماتورها و نحوه عملکرد آنها

عملکرد تمام دستگاه های ترانسفورماتور، و حدود ده ها مورد از آنها وجود دارد، می تواند با یکی از سه حالت اصلی مطابقت داشته باشد:

• بیکار.
• مدار کوتاه.
• حالت بارگذاری

یکی از مهم‌ترین حالت‌ها بی‌حرکتی ترانسفورماتور است، زیرا بر اساس شاخص‌های اطلاعاتی آزمایش‌های بی‌حرکتی است که تجزیه و تحلیل کامل هر یک از حالت‌های آنها انجام می‌شود. این نیز به پارامترهای مدار معادل نیاز دارد.

چگونه نسبت تبدیل و سایر پارامترها را تعیین کنیم؟

"بیکار ترانسفورماتور" چیست؟ در واقع این حالت خاصی از عملکرد دستگاه است که شرایط آن باز بودن سیم پیچ ثانویه است و سیم پیچ اولیه دارای ولتاژ نامی است. در این حالت، هنگام انجام یک سری محاسبات، می توان پارامترهای دقیق تعدادی از شاخص ها را تعیین کرد، به عنوان مثال، برای دستگاه های ترانسفورماتور از نوع معمولی تک فاز، آنها به شرح زیر محاسبه می شوند:

• نسبت تبدیل؛
• مقاومت فعال، کل، القایی شاخه مغناطیسی؛
• اندازه گیری ضریب توان، درصد جریان و اندازه گیری بدون بار.

الگوریتم اندازه گیری بیکار به صورت زیر است:

• جریانی که به سیم پیچ اولیه اعمال می شود با ابزارهای اندازه گیری که در مدار مشترک قرار دارند اندازه گیری می شود.
• سیم پیچ ثانویه روی ولت متر بسته می شود. مقاومت باید به گونه ای باشد که مقدار جریان سیم پیچ ثانویه به حداقل علامت نزدیک شود.
• مقدار جریان بدون بار در سیم پیچ اولیه نسبت به مقدار اسمی آن در مقایسه با ولتاژ اعمال شده، که نیروی الکتروموتور سیم پیچ اولیه را متعادل می کند، حداقل است. و هر دوی این شاخص ها کمی متفاوت هستند، به این معنی که مقدار جریان نیروی الکتروموتور در سیم پیچ اولیه را می توان از داده های یک ولت متر تعیین کرد.

دقیق ترین مقادیر مورد نظر را می توان با استفاده از سیم پیچ های ولتاژهای مختلف - کم و زیاد - بدست آورد. دقت چنین اندازه‌گیری‌هایی با تفاوت اسمی بین آنها تعیین می‌شود.

علل و اثرات تلفات ترانسفورماتور بدون بار

تلفات بدون بار دستگاه های ترانسفورماتور از هر نوع که باشد نتیجه سایش دستگاه است. با گذشت زمان، سیستم مغناطیسی آنها و ساختار فلز مورد استفاده پیر می شود و تغییر می کند، عایق بین لایه ها بدتر می شود و فشار هسته ضعیف می شود. طبیعتاً این بر سطح تلفات انرژی تأثیر منفی می گذارد.
تمرین نشان می دهد که بر خلاف استانداردهای تعیین شده، که طبق آن ضرر و زیان می تواند بیش از پنج درصد با شاخص های کارخانه متفاوت باشد، در بسیاری از موارد از آستانه پنجاه درصد فراتر می رود. این امر به ویژه برای ترانسفورماتورهای قدرت صادق است. داده های اندازه گیری این نوع دستگاه امکان پیش بینی نسبتاً دقیق تلفات انرژی در هر شهرداری را فراهم می کند.

برای انجام جوشکاری قوس الکتریکی، مجموعه خاصی از تجهیزات مورد نیاز است، شامل یک ترانسفورماتور جوشکاری است. دستگاه های صنعتی و خانگی در بازار وجود دارد، آنها در مشخصات فنی متفاوت هستند.

وظیفه اصلی ترانسفورماتور تبدیل برق تامین شده به پارامترهای مورد نیاز است.

اثر متقابل اجزای تشکیل دهنده ترانسفورماتور جوشکاری در نتیجه منجر به ایجاد قوس جوشی می شود که بین ابزار کار و قطعه کار قرار دارد.

دستگاه ترانسفورماتور جوشکاری و مشخصات آن

برای وقوع قوسی که گرما و ذوب لبه های قطعه کار را فراهم می کند، باید ویژگی های برق تامین شده از شبکه را تغییر داد.
ترانسفورماتور جوش برق ورودی را به صورت زیر تبدیل می کند:

• تنش کاهش می یابد؛
• جریان را افزایش می دهد.

گره های زیر در تبدیل برق شرکت می کنند:

• هسته مغناطیسی؛
• سیم پیچ اول که از یک کابل عایق مونتاژ شده است.
• در حال حرکت سیم پیچ دوم این از یک سیم بدون عایق ساخته شده است، این برای افزایش راندمان حرارتی ضروری است.
• جفت پیچ؛
• یک چرخ دستی برای کنترل یک جفت پیچ؛
• بلوک های ترمینال برای کابل های جوش داده شده

ترکیب واحدهای جوشکاری شامل اجزای اضافی است که برای بهبود کار آنها طراحی شده است.

دستگاه ماشه

دستگاه راه اندازی شامل - یک مدار مغناطیسی، دو سیم پیچ و پایانه است. سوئیچ ها ولتاژ و تعداد کل سیم پیچ های متصل به یکسو کننده را تغییر می دهند. یک تنظیم کننده مونتاژ شده بر اساس نیمه هادی ها (تریستورها) در مدار اولیه نصب شده است. سیم پیچ دوم، متصل به پل یکسو کننده، دو سطح ولتاژ متغیر را فراهم می کند.

دستگاه راه انداز به ولتاژ 220 ولت نیاز دارد. جریان از 0 تا 120 آمپر متغیر است و ولتاژ به 70 می رسد. در مورد ساخت خود دستگاه، ترانسفورماتور میله ای به عنوان پایه در نظر گرفته می شود، 230 دور پیچ می شود. سیم پیچ اول آن و سیم پیچ دوم 32. نیمه هادی های پانل کنترل بالای سلف نصب شده اند. تهویه اجباری برای خنک کردن کل سیستم استفاده می شود.

دستگاه مدار مغناطیسی

بخش های کلیدی مدار مغناطیسی صفحات یا ورق هایی هستند که از فولاد الکترومغناطیسی ساخته شده اند. جزئیات ساختاری شامل اتصال دهنده ها، محفظه و غیره است. هسته های مغناطیسی ترانسفورماتورهای جوشکاری به دو دسته میله ای و زرهی تقسیم می شوند. در دستگاه های میله ای، تمام بخش های مدار مغناطیسی دارای سطح مقطع یکسان هستند. در مدارهای مغناطیسی از نوع زرهی، فقط میله وسطی که سیم پیچ ها روی آن نصب می شود، دارای مقطع کامل است.

سطح مقطع بخش های باقی مانده از مدار مغناطیسی تقریبا دو برابر کوچکتر است. روی آنها بسته شدن شار مغناطیسی وجود دارد. در بخش هایی از مدار مغناطیسی که شکل T دارند، هر یک دارای مقطع خاص خود هستند. در عین حال، اندازه آن سه برابر کوچکتر از خود میله واقعی است. برای هر یک از بخش ها، قسمت سوم جریان بسته می شود.
صفحات موجود در بسته ها با ترکیب خاصی پوشانده شده اند که به آن عایق اکسید گفته می شود.
اصل عملکرد ترانسفورماتور جوشکاری
تجهیزات جوشکاری طبق الگوریتم کار می کنند:

1. برق به سیم پیچ اول تامین می شود. این یک شار مغناطیسی ایجاد می کند که روی هسته بسته می شود.
2. سپس برق به سیم پیچ دوم ارسال می شود.
3. مدار مغناطیسی که از فرومغناطیس ها مونتاژ می شود، یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد می کند. جریان القایی یک emf تولید می کند.
4. تفاوت در تعداد دور باعث می شود تا جریان با پارامترهای مورد نیاز برای جوشکاری نوسان کند. هنگام محاسبه تجهیزات جوشکاری، همین شاخص ها در نظر گرفته می شود.

بین تعداد دور سیم پیچ دوم و ولتاژ خروجی ارتباط وجود دارد. یعنی برای افزایش جریان باید تعداد دورها را افزایش داد. اما از آنجایی که ترانسفورماتور جوشکاری از نوع کاهنده است، تعداد دور سیم پیچ دوم کمتر از سیم پیچ اول خواهد بود.
دستگاه و اصل کار ترانسفورماتور جوش تنظیم مقدار جریان را فراهم می کند. این امر با کاهش یا افزایش فضای بین سیم پیچ ها به دست می آید.
برای این، اجزای متحرک در تجهیزات جوشکاری نصب می شوند. فاصله بین سیم پیچ ها مقاومت را تغییر می دهد و این امکان انتخاب دقیق جریان مورد نیاز برای جوشکاری را فراهم می کند.

بیکار

تجهیزات جوشکاری در دو حالت کار و بیکار کار می کند. در حین جوشکاری، سیم پیچ دوم بین ابزار کار و قطعه کار بسته می شود. جریان، لبه های قطعه کار را ذوب می کند و در نتیجه اتصال مطمئن قطعات به دست می آید. پس از اتمام کار جوشکار، مدار قطع می شود و ترانسفورماتور به حالت غیرفعال می رود.
EMF در سیم پیچ اول به دلیل وجود موارد زیر ظاهر می شود:

• شار مغناطیسی؛
• پراکندگی آن

این نیروها از جهت جریان در مدار مغناطیسی جوانه می زنند و بین سیم پیچ های موجود در هوا بسته می شوند. این نیروها هستند که اساس بیکاری هستند.
عملیات بیکار نباید خطری برای کارگر - جوشکار و اطرافیان ایجاد کند. یعنی نباید بیش از 46 ولت باشد. اما مدل های جداگانه تجهیزات جوش مقادیر زیادی دارند، به عنوان مثال، 60 - 70 ولت. در این مورد، یک محدود کننده پارامتر بیکار در طراحی دستگاه جوش نصب شده است. سرعت عملکرد آن از لحظه قطع مدار و پایان کار از یک ثانیه تجاوز نمی کند. برای حفاظت بیشتر از جوشکار، محفظه ترانسفورماتور باید به زمین متصل شود.

این اجازه می دهد تا ولتاژی که ممکن است در نتیجه آسیب عایق روی کیس ظاهر شود، بدون آسیب رساندن به کارگر - جوشکار، به داخل زمین برود.

طرح ترانسفورماتور جوشکاری و تغییرات آن

تجهیزات جوشکاری شامل موارد زیر است:

• تبدیل کننده؛
• دستگاه هایی برای تغییر اندازه جریان.

برای احتراق و حفظ قوس، لازم است از وجود مقاومت القایی سیم پیچ دوم اطمینان حاصل شود.
افزایش مقاومت القایی منجر به این واقعیت می شود که شیب پارامترهای آماری منبع انرژی تغییر می کند. در نتیجه، منجر به پایداری کل سیستم "منبع فعلی - قوس" می شود.

برای ماشین‌های جوشکاری که تحت بار کار می‌کنند، مقدار توان چند برابر بیشتر از تلفاتی است که در حین کار در حالت آزاد متحمل می‌شوند.

تنظیم پراکندگی میدان مغناطیسی با تغییر پارامترهای هندسی فضای بین اجزای مدار مغناطیسی انجام می شود. با توجه به اینکه نفوذپذیری مغناطیسی آهن از هوا بیشتر است، حرکت شنت باعث تغییر مقاومت جریان عبوری از هوا می شود. اگر شنت به طور کامل وارد شود، راکتانس القایی توسط شکاف بین آن و عناصر مدار مغناطیسی تعیین می شود.

ترانسفورماتورهایی از این نوع برای حل مشکلات تولید ساخته می شوند.

ترانسفورماتورهای جوشکاری با سیم پیچی مقطعی

چنین تجهیزاتی در قرن بیستم برای حل مشکلات صنعتی و خانگی تولید شد. آنها دارای چندین درجه تنظیم تعداد چرخش در هر دو سیم پیچ هستند.

تغییر فاز تریستور برای تنظیم ولتاژ و جریان استفاده می شود. در این حالت مقدار متوسط ​​ولتاژ تغییر می کند.

برای کارکرد یک شبکه تک فاز به دو تریستور متصل به یکدیگر نیاز است. علاوه بر این، تنظیم آنها باید همزمان و متقارن باشد. ترانسفورماتورهای مبتنی بر نیمه هادی ها (تریستورها) دارای یک مشخصه استاتیکی صلب هستند. تنظیم ولتاژ آن با کمک تریستور انجام می شود.

تریستورها برای تنظیم ولتاژ و جریان در مدارهای الکتریکی با طبیعت متناوب خوب هستند، واقعیت این است که بسته شدن زمانی اتفاق می افتد که قطبیت تغییر می کند.

در مدارهای با جریان مستقیم از مدارهای تشدید برای بستن تریستورها استفاده می شود. اما دشوار، پرهزینه است و مشکلات خاصی را بر امکان تنظیم تحمیل می کند.

در ترانسفورماتورهای نیمه هادی، تریستورها در سیم پیچ اول نصب می شوند، دو دلیل برای این امر وجود دارد:

1. جریان های ثانویه در منابع جوش بسیار بیشتر از جریان محدود کننده تریستورها است و به 800 آمپر می رسد.
2. راندمان بالا، زیرا تلفات ناشی از افت ولتاژ در شیرهای باز در سیم پیچ اول چندین برابر کمتر از سیم پیچ کار است.

در دستگاه‌های مدرن، از سیم‌پیچ‌های آلومینیومی استفاده می‌شود؛ پوشش‌های مسی در انتها به آنها جوش داده می‌شود تا قابلیت اطمینان سازه افزایش یابد.

تفاوت ها و انواع تجهیزات

انواع دستگاه های جوشکاری زیر در تولید استفاده می شود:

• مبدل ها؛
• یکسو کننده ها؛
• اینورترها

همچنین متمایز شد:

• نیمه خود کار؛
• ژنراتورها - دستگاه های جوشکاری با ژنراتور برق بنزینی یا دیزلی؛
• و سایر دستگاه های صنعتی

ترانسفورماتورهای جوشکاری

این نام دستگاهی است که برای تبدیل جریان متناوب دریافتی از شبکه به ولتاژ لازم برای انجام جوشکاری الکتریکی طراحی شده است.

گره کلیدی این دستگاه یک ترانسفورماتور است که ولتاژ شبکه را تا سطح بیکار کاهش می دهد.

مزایا و معایب ترانسفورماتورهای جوشکاری

از مزایای بدون شک این تجهیزات می توان به راندمان نسبتاً بالا از 70 تا 90 درصد، سهولت کار و قابلیت نگهداری بالا اشاره کرد. علاوه بر این، دستگاه های این کلاس با هزینه کم متمایز می شوند.
در عین حال، دستگاه هایی از این نوع گاهی اوقات قادر به اطمینان از پایداری سوزاندن قوس نیستند. این به دلیل ویژگی های جریان متناوب است. برای به دست آوردن جوشکاری با کیفیت بالا، توصیه می شود از الکترودهای سازگار با جریان متناوب استفاده کنید. علاوه بر این، نوسانات ولتاژ ورودی نیز بر کیفیت جوش تأثیر منفی می گذارد.

دستگاه هایی از این نوع را نمی توان برای کار با فولاد ضد زنگ و فلزات غیر آهنی استفاده کرد. وزن بالای دستگاه و ابعاد آن در حمل و نقل از مکانی به مکان دیگر با مشکلاتی روبرو می شود.
اما باید توجه داشت که ترانسفورماتور جوشکاری برای نیازهای خانه انتخاب بدی نیست.

تجهیزاتی که ولتاژ متناوب حاصل از منبع تغذیه را به ولتاژ ثابت لازم برای انجام جوشکاری الکتریکی تبدیل می کند.
در عمل از چندین مدار یکسو کننده استفاده می شود که در آنها روش های مختلفی برای بدست آوردن پارامترهای خروجی ولتاژ و جریان اجرا می شود. روش های مختلفی را برای تنظیم پارامترهای مشخصه های جریان و جریان-ولتاژ اعمال کنید.

این روش ها عبارتند از:
تغییر تنظیمات ترانسفورماتور، استفاده از چوک، تنظیم با نیمه هادی ها (تریستور و ترانزیستور). در ساده ترین دستگاه ها برای تنظیم جریان از ترانسفورماتور و برای اصلاح آن از مدارهای دیودی استفاده می شود. بخش قدرت چنین تجهیزاتی شامل ترانسفورماتور، یکسو کننده، خفه کننده است.

مزایا و معایب یکسو کننده های جوشکاری

مزیت اصلی یکسو کننده ها در مقایسه با ترانسفورماتورها این است که از جریان مستقیم برای جوشکاری استفاده می شود. این کیفیت احتراق و نگهداری پارامترهای قوس را تضمین می کند و بر این اساس منجر به کیفیت جوش می شود. استفاده از یکسو کننده به شما امکان می دهد نه تنها فولاد معمولی، بلکه فولاد ضد زنگ و فلزات غیر آهنی را نیز جوش دهید. علاوه بر این، باید در نظر داشت که جوشکاری با استفاده از یکسو کننده، مقدار کمی پاشش ایجاد می کند.

در واقع، مزایای توصیف شده پاسخ روشنی به این سوال می دهد - کدام دستگاه ترانسفورماتور یا یکسو کننده را انتخاب کنید، اما البته، نباید هزینه این تجهیزات را فراموش کرد.
یکسو کننده ها همچنین دارای کاستی هایی هستند - وزن زیاد ساختار، افت توان، افت ولتاژ در شبکه در حین جوشکاری. به هر حال، تمام موارد فوق به طور کامل در مورد ترانسفورماتور اعمال می شود.

اینورترهای جوشکاری

تجهیزات این نوع برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب طراحی شده اند. اینورتر به صورت زیر عمل می کند. جریان با فرکانس 50 هرتز وارد یکسو کننده می شود. روی آن پس از عبور از فیلتر صاف شده و به متغیر تبدیل می شود. فرکانس چنین جریانی چند کیلوهرتز را ترک می کند. مدارهای مدرن به شما امکان می دهند جریانی با فرکانس 100 هرتز دریافت کنید. این مرحله تبدیل مهمترین مرحله در عملکرد اینورتر است و به شما امکان می دهد در مقایسه با سایر مدل های تجهیزات جوشکاری به مزایای قابل توجهی دست یابید.

پس از آن، ولتاژ فرکانس بالا حاصل به مقدار بیکار کاهش می یابد. و جریان به اندازه کافی برای جوشکاری رشد می کند، یعنی تا مقدار 100 - 200 A.
مدار اینورتر و اجزای مورد استفاده در کار به شما امکان می دهد دستگاه های جوشکاری با وزن کم و مشخصات فنی بالا ایجاد کنید.
شرکت ها - تولید کنندگان دستگاه هایی را برای جوشکاری تولید می کنند:

• در حالت دستی؛
• الکترود غیر مصرفی در محیط آرگون؛
• در حالت نیمه اتوماتیک تحت حفاظت گازها و بسیاری دیگر.

از مزایای بدون شک این دسته از تجهیزات می توان به وزن و ابعاد کم اشاره کرد. این به شما امکان می دهد اینورتر را در محل ساخت و ساز یا تولید بدون مشکل حرکت دهید.
اینورتر حاوی ترانسفورماتور نیست و این باعث می شود تا از تلفات ناشی از گرم شدن سیم پیچ ها و مغناطیس مجدد هسته جلوگیری شود و راندمان بالایی به دست آید. هنگام جوشکاری با الکترود با قطر 3 میلی متر، تمام 4 کیلو وات برق از شبکه مصرف می شود، نشانگر ترانسفورماتور یا یکسو کننده جوش 6 - 7 کیلو وات است.

مدارهای مورد استفاده در اینورترها امکان تولید تقریباً تمام پارامترهای ویژگی های ولتاژ جریان را فراهم می کند - این نشان می دهد که دستگاه هایی از این نوع برای استفاده در انواع جوشکاری مناسب هستند. علاوه بر این، اینورترها کار با فولادهای آلیاژی، ضد زنگ و فلزات غیر آهنی را فراهم می کنند.

مدار اینورتر نیازی به وقفه های مکرر و طولانی در کار ندارد.

طراحی اینورتر امکان تنظیم صاف حالت های جوشکاری را در کل محدوده جریان و ولتاژ مورد نیاز برای جوشکاری فراهم می کند. اینورتر دارای طیف گسترده ای از جریان از چند تا صدها هزار است. در زندگی روزمره از دستگاه هایی استفاده می شود که به شما امکان می دهد فلز را با الکترودهای نسبتاً نازک تا 3 میلی متر بپزید. استفاده از دستگاه هایی در این سطح باعث می شود که در موقعیت های مختلف درز ایجاد شود و از حداقل پاشش فلز مذاب که در حین جوشکاری رخ می دهد اطمینان حاصل شود.

دستگاه‌های جوش اینورتر که امروزه تولید می‌شوند، عمدتاً با ریزپردازنده کنترل می‌شوند. آن اجازه می دهد:

• افزایش جریان در هنگام احتراق قوس را فراهم می کند.
• به حداقل رساندن چسبندگی الکترود و قطعه کار و تعدادی از عملکردهایی که کار جوشکار را تسهیل می کند.

پس از جوشکاری با یک ترانسفورماتور یا یکسو کننده، کار با اینورتر به درستی می تواند یک تعطیلات در نظر گرفته شود.
در این میان، اینورترها دارای معایبی هستند. به طور خاص، تعمیر یک اینورتر می تواند یک پنی بسیار هزینه داشته باشد. علاوه بر این، دستگاه های نوع اینورتر نیازهای بیشتری برای شرایط ذخیره سازی دارند. این به دلیل این واقعیت است که اینورترها حاوی بسیاری از عناصر میکروالکترونیک هستند.

هنگام انتخاب به چه چیزی توجه کنید

باید درک کرد که انتخاب تجهیزات جوشکاری کار آسانی نیست و در چند مرحله حل می شود.

1. دانستن برند مواد مورد جوش و نوع درز مورد نیاز است. بنابراین، برای پردازش فولاد یا فولاد ضد زنگ، یک دستگاه جوشکاری قوس دستی کافی است. برای جوشکاری فولاد معمولی می توان از ماشین هایی با جریان متناوب و مستقیم استفاده کرد. برای کار با فولاد ضد زنگ استفاده از دستگاه های جریان مستقیم ضروری است. ویژگی های عملکرد ترانسفورماتور جوشکاری به شما امکان می دهد با مواد مختلف کار کنید.

1. بسته به اندازه جریان، دستگاه های 200 A به عنوان خانگی و 300 به عنوان حرفه ای طبقه بندی می شوند.
2. بسته به نوع کار، ماشین های نیمه اتوماتیک که دارای طراحی پیچیده و هزینه نسبتاً بالایی هستند، عملکرد بالا و سهولت کار را نشان می دهند.
3. اینورترها دارای ابعاد و وزن کوچک و طیف وسیعی از تنظیمات هستند.
4. محل کار، به ویژه شرایط آب و هوایی، اهمیت چندانی ندارد.
5. البته هنگام تصمیم گیری در مورد انتخاب دستگاه، توجه به سازنده ضروری است.

خرابی ها و تعمیرات احتمالی

تجهیزات جوشکاری، مانند هر دستگاه فنی، همیشه ممکن است از کار بیفتد. نشانه هایی وجود دارد که با آن می توانید مشکلات به وجود آمده را شناسایی کنید.

به عنوان مثال، هنگام جوشکاری، چسبندگی الکترود به طور مداوم اتفاق می افتد. این می تواند ناشی از ولتاژ پایین، تنظیم نادرست جریان، انتخاب نادرست الکترود و تعدادی از دلایل دیگر باشد.
عدم وجود قوس می تواند ناشی از شکستگی کابل، گرم شدن بیش از حد تجهیزات جوشکاری و دلایل مختلف باشد.

برای تعمیر ترانسفورماتور جوشکاری باید دانش خاصی داشته باشید، یعنی به توانایی خواندن نمودار مدار و توانایی انجام کارهای الکتریکی نیاز دارید. به همین دلیل منطقی است که در صورت بروز نقص با کارگاه برای تعمیر و نگهداری آنها تماس بگیرید.

نحوه صحیح نصب ترانسفورماتور

تجهیزات جوشکاری باید به درستی زمین شوند. برای سهولت در زندگی، گیره های پیچ و مهره ای مخصوص با نوشته "EARTH" روی ترانسفورماتورها نصب شده است.
طبقه بندی بر اساس معیارهای مختلف
تجهیزات جوش بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شوند - بر اساس فازها، بر اساس کاربرد.
در عمل از دستگاه های جوش یک و سه فاز استفاده می شود. دستگاه های تک فاز در بیشتر موارد برای جوشکاری با جریان متناوب استفاده می شوند. سه فاز کاربرد ساختمانی و صنعتی دارد.

دستگاه های تک فاز شامل دستگاه های برند TD می باشد. در واقع، این ترانسفورماتورها با اتلاف مغناطیسی خوب و سیم پیچ های متحرک هستند. آنها مجهز به تنظیم کننده های مکانیکی هستند که به شکل پیچ ساخته شده اند.
برای جوشکاری با قوس سه فاز از دستگاه های سه فاز استفاده می شود. این روش باعث افزایش بهره وری جوش، صرفه جویی در مصرف انرژی و متعادل کردن بار بین فازها می شود.

برای سازماندهی جوشکاری چند ایستگاهی از دستگاه های سه فاز استفاده می شود. به طور خاص، استفاده از چنین تجهیزاتی امکان استفاده از حداقل دو الکترود را به طور همزمان فراهم می کند. تغییرات غیر بحرانی در طراحی دستگاه ایجاد می شود. چنین استفاده از تجهیزات اجازه می دهد تا اثر اقتصادی جوشکاری را افزایش دهد.

ترانسفورماتور TDM شامل قطعات زیر است:

• مورد فلزی؛
• پایانه های جوشکاری؛
• فرمان برای راه اندازی دستگاه؛
• هسته مغناطیسی؛
• سیم پیچ اول؛
• سیم پیچ دوم؛
• جفت پیچ برای قطعات متحرک سیم پیچ.

اصل عملکرد ترانسفورماتور TDM

همانطور که قبلا ذکر شد، طراحی دستگاه TDM شامل یک مدار مغناطیسی است که به شکل مجموعه ای از صفحات فولادی و سیم پیچ های عایق ارائه شده است. جریان تامین شده از شبکه منبع تغذیه وارد سیم پیچ اولیه می شود. در این زمان سیم پیچ دوم که متحرک است باید به الکترود جوش و قطعه کار متصل شود.

بین سیم پیچ ها یک شکاف وجود دارد که پارامترهای جریان و ولتاژ جوش را تعیین می کند. هرچه شکاف بزرگتر باشد، جریان جوش بیشتر است. این امر با پراکندگی میدان مغناطیسی به دست می آید.

ترانسفورماتور جوشکاری را خودتان انجام دهید

برای ساختن یک دستگاه جوش با دستان خود، باید اصول اولیه کار آن را بدانید. اولین قدم تعیین پارامتر توان فعلی است. برای جوشکاری قطعات کار حجیم، به توان بالایی از جریان تولید شده نیاز خواهد بود.

علاوه بر این، ما نباید فراموش کنیم که این پارامتر به شدت به الکترودهایی که در حین کار استفاده می شود مربوط می شود. برای کار با فلز از 3 تا 5 میلی متر، استفاده از الکترودهای 3 - 4 میلی متر ضروری است. اگر ضخامت فلز کمتر از 2 میلی متر باشد، الکترودهای 1.5 - 3 میلی متر کاملاً کافی هستند.

به عبارت دیگر، اگر قرار است از الکترودهایی با ضخامت 4 میلی متر استفاده شود، قدرت جریان باید 150 - 200 آمپر و الکترودهای 2 میلی متر، قدرت جریان 50 - 70 A باشد.
قوس با استفاده از یک ترانسفورماتور متشکل از سیم پیچ و یک مدار مغناطیسی تشکیل می شود.

محاسبه ترانسفورماتور جوشکاری

هر نوع جوشکاری الزامات خاص خود را برای دستگاه های تبدیل دارد. محاسبه اولیه بر اساس تفاوت در تعداد چرخش سیم پیچ های اولیه و ثانویه انجام می شود. برای تجهیزات گام به گام، قانون زیر کار می کند - اگر نیاز به کاهش ولتاژ 10 بار وجود داشته باشد، تعداد چرخش های سیم پیچ ثانویه باید 10 برابر کمتر باشد. لازم به ذکر است که این قانون عطف به ماسبق است.

هر ترانسفورماتور دارای یک نسبت تبدیل به اصطلاح است. اندازه مقیاس قدرت جریان را در طول انتقال از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه نشان می دهد. با هدایت این اصل، می توان ترانسفورماتور جوشکاری مناسب برای هر نوع جوشکاری را محاسبه کرد.

برای جوشکاری قوس الکتریکی از هر دو جریان جوش متناوب و مستقیم استفاده می شود. ترانسفورماتورهای جوشکاری به عنوان منبع جریان جوش متناوب و یکسو کننده های جوشکاری و مبدل های جوشکاری به عنوان منبع جریان مستقیم استفاده می شوند.

ترانسفورماتور جوشکاری برای کاهش ولتاژ شبکه از 220 یا 380 ولت به ولتاژ ایمن استفاده می شود، اما برای احتراق آسان و سوزاندن پایدار قوس الکتریکی (بیش از 80 ولت)، و همچنین برای تنظیم قدرت جوش کافی است. جاری.

ترانسفورماتور (شکل 10). دارای یک هسته فولادی (هسته مغناطیسی) و دو سیم پیچ عایق. سیم پیچ متصل به شبکه را اولیه و سیم پیچی که به نگهدارنده الکترود و قطعه کار جوش داده می شود ثانویه می گویند. برای احتراق قوس قابل اعتماد، ولتاژ ثانویه ترانسفورماتورهای جوشکاری باید حداقل 60-65 ولت باشد. ولتاژ در حین جوشکاری دستی معمولاً از 20 تا 30 ولت تجاوز نمی کند.

شکل 10 ترانسفورماتور جوش

در قسمت پایین هسته سیم پیچ اولیه قرار دارد که از دو سیم پیچ واقع در دو میله تشکیل شده است. . سیم پیچ های سیم پیچ اولیه بدون حرکت ثابت هستند.سیم پیچ ثانویه، همچنین شامل دو سیم پیچ، در فاصله قابل توجهی از سیم پیچ اولیه قرار دارد. سیم پیچ های سیم پیچ اولیه و ثانویه به صورت موازی به هم متصل می شوند. سیم پیچ ثانویه متحرک است و می تواند در امتداد هسته حرکت کندبا استفاده از پیچی که با آن وصل شده است و دستگیره ای که روی پوشش بدنه ترانسفورماتور قرار دارد.

جریان جوشکاری با تغییر فاصله بین سیم پیچ اولیه و ثانویه تنظیم می شود. هنگامی که دسته در جهت عقربه های ساعت می چرخد، سیم پیچ ثانویه به سیم پیچ اولیه نزدیک می شود، شار مغناطیسی نشتی و مقاومت القایی کاهش می یابد و جریان جوش افزایش می یابد. هنگامی که دسته در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد، سیم پیچ ثانویه از سیم پیچ اولیه دور می شود، شار مغناطیسی نشتی افزایش می یابد (مقاومت القایی افزایش می یابد) و جریان جوش کاهش می یابد. محدودیت های تنظیم جریان جوشکاری - 65 - 460 A. اتصال سریال سیم پیچ های سیم پیچ اولیه و ثانویه به شما امکان می دهد جریان های جوشکاری کوچکی با محدودیت های کنترل 40 - 180 A بدست آورید. محدوده جریان توسط دسته ای که به آن منتقل می شود تغییر می کند. پوشش دادن.

خواص یک منبع تغذیه با مشخصه خارجی آن تعیین می شود که نشان دهنده منحنی رابطه بین جریان (I) در مدار و ولتاژ (U) در پایانه های منبع تغذیه است.

منبع تغذیه ممکن است یک ویژگی خارجی داشته باشد:

بالا آمدن، سخت، سقوط

منبع تغذیه برای جوشکاری قوس الکتریکی دستی دارای ویژگی افت آمپر ولتاژ است.

ولتاژ مدار باز منبع تغذیه ولتاژی است که در پایانه های خروجی در زمانی که مدار دم باز است.

جریان و ولتاژ جوشکاری نامی - جریان و ولتاژی که یک منبع معمولی کارکرد برای آنها طراحی شده است.

منبع تغذیه قوس الکتریکی - ترانسفورماتور جوشکاری به شرح زیر تعیین می شود: TDM - 317

T - ترانسفورماتور

د - برای جوشکاری قوس الکتریکی

M - تنظیم مکانیکی

31 - جریان نامی 310 A

برای جوشکاری با کیفیت بالا، معمولاً الکترودهای مخصوص جریان متناوب مورد نیاز است که خواص تثبیت کننده را افزایش می دهد.

پایداری کم سوزاندن قوس (در صورت عدم وجود تثبیت کننده سوزاندن قوس داخلی)؛

در ترانسفورماتورهای ساده - وابستگی به نوسانات ولتاژ شبکه.

ترانسفورماتورهای جوشکاری

ترانسفورماتورهای جوشکاری برای ایجاد یک قوس الکتریکی پایدار طراحی شده اند، بنابراین باید ویژگی خارجی مورد نیاز را داشته باشند. به عنوان یک قاعده، این یک ویژگی سقوط است، زیرا از ترانسفورماتورهای جوشکاری برای جوشکاری قوس دستی و جوشکاری قوس زیر آب استفاده می شود.

جریان متناوب صنعتی در روسیه دارای فرکانس 50 دوره در ثانیه (50 هرتز) است. ترانسفورماتورهای جوشکاری برای تبدیل ولتاژ بالای شبکه الکتریکی (220 یا 380 ولت) به ولتاژ پایین مدار الکتریکی ثانویه به سطح مورد نیاز برای جوشکاری که با شرایط تحریک و سوختن پایدار قوس جوش تعیین می شود، استفاده می شود. ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور جوشکاری در حالت بیکار (بدون بار در مدار جوشکاری) 60-75 ولت است. هنگام جوشکاری در جریان های کم (60-100 A)، مطلوب است که ولتاژ مدار باز 70-80 ولت داشته باشید. قوس پایدار

ترانسفورماتورها با پراکندگی مغناطیسی معمولی. روی انجیر 1 یک نمودار شماتیک از یک ترانسفورماتور با یک چوک جداگانه را نشان می دهد. مجموعه منبع تغذیه از یک ترانسفورماتور کاهنده و یک چوک (تنظیم کننده سیم پیچ واکنشی) تشکیل شده است.

برنج. 1. نمودار شماتیک ترانسفورماتور با چوک جداگانه (جریان جوشکاری با تغییر شکاف هوا کنترل می شود)

ترانسفورماتور کاهنده که بر اساس مدار مغناطیسی 3 (هسته) ساخته شده است از تعداد زیادی صفحات نازک (0.5 میلی متر ضخامت) از فولاد ترانسفورماتور ساخته شده است که با گل میخ ها به هم گره خورده اند. در مدار مغناطیسی 3 سیم پیچ های اولیه 1 و ثانویه 2 (پایین آورنده) از سیم مسی یا آلومینیومی وجود دارد.

سلف از یک مدار مغناطیسی 4 تشکیل شده است که از ورق های فولادی ترانسفورماتور به کار گرفته شده است که روی آن سیم پیچ هایی از سیم مسی یا آلومینیومی 5 وجود دارد که برای

عبور حداکثر جریان جوشکاری روی هسته مغناطیسی 4 یک قسمت متحرک b وجود دارد که می توان آن را با استفاده از یک پیچ چرخانده توسط دسته 7 حرکت داد.

سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور به یک شبکه جریان متناوب با ولتاژ 220 یا 380 ولت متصل است. جریان متناوب ولتاژ بالا که از سیم پیچ 1 عبور می کند، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند که در امتداد مدار مغناطیسی عمل می کند. که یک جریان متناوب ولتاژ پایین در سیم پیچ ثانویه 2 القا می شود. سیم پیچ سلف 5 به صورت سری با سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور در مدار جوش قرار می گیرد.

مقدار جریان جوشکاری با تغییر شکاف هوا a بین قسمت های متحرک و ثابت مدار مغناطیسی 4 تنظیم می شود (شکل 1). با افزایش شکاف هوا a، مقاومت مغناطیسی مدار مغناطیسی افزایش می‌یابد، شار مغناطیسی به همان نسبت کاهش می‌یابد و در نتیجه مقاومت القایی سیم‌پیچ کاهش می‌یابد و جریان جوش افزایش می‌یابد. با فقدان کامل شکاف هوا a، سلف را می توان به عنوان یک سیم پیچ روی یک هسته آهنی در نظر گرفت. در این صورت جریان حداقل خواهد بود. بنابراین برای به دست آوردن جریان بیشتر باید شکاف هوا را افزایش داد (دستگیره دریچه گاز را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید) و برای به دست آوردن جریان کمتر باید شکاف را کاهش داد (دسته را در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخانید). تنظیم جریان جوشکاری با روش در نظر گرفته شده به شما این امکان را می دهد که حالت جوشکاری را به آرامی و با دقت کافی تنظیم کنید.

ترانسفورماتورهای جوشکاری مدرن مانند TD، TS، TSK، STSH و غیره در نسخه تک کیس تولید می شوند.

برنج. شکل 2. نمودار شماتیک الکتریکی و ساختاری یک ترانسفورماتور نوع STN در نسخه تک موردی (a) و مدار مغناطیسی آن (b). 1 - سیم پیچ اولیه؛ 2 - سیم پیچ ثانویه؛ 3 - سیم پیچ راکتیو; 4 - بسته متحرک مدار مغناطیسی; 5 - مکانیزم پیچ با دسته; 6 - مدار مغناطیسی رگولاتور; 7 - مدار مغناطیسی ترانسفورماتور; 8 - نگهدارنده برقی; 9 - محصول جوش داده شده

در سال 1924، آکادمیک V.P. Nikitin سیستمی از ترانسفورماتورهای جوشکاری از نوع STN را پیشنهاد کرد که از یک ترانسفورماتور و یک چوک داخلی تشکیل شده است. نمودار شماتیک الکتریکی و ساختاری ترانسفورماتورهای نوع STN در طرح تک موردی و همچنین سیستم مغناطیسی در شکل 1 نشان داده شده است. 2. هسته چنین ترانسفورماتور، ساخته شده از فولاد ترانسفورماتور ورق نازک، شامل دو هسته است که توسط یک یوغ مشترک - اصلی و کمکی - به هم متصل شده اند. سیم پیچ های ترانسفورماتور به صورت دو سیم پیچ ساخته می شوند که هر یک از دو لایه سیم پیچ اولیه 1 از سیم عایق و دو لایه بیرونی سیم پیچ ثانویه 2 از مس شینه عایق نشده تشکیل شده است. کویل های چوک با لاک مقاوم در برابر حرارت آغشته شده و دارای واشر آزبست هستند.

سیم پیچ ترانسفورماتورهای نوع STN از سیم های مسی یا آلومینیومی با ترمینال های تقویت شده با مس ساخته شده است. مقدار جریان جوشکاری با استفاده از بسته متحرک مدار مغناطیسی 4، با تغییر شکاف هوا a با مکانیزم پیچ با دسته 5 تنظیم می شود. افزایش شکاف هوا هنگام چرخش دستگیره 5 در جهت عقربه های ساعت باعث می شود، همانطور که در ترانسفورماتورهای نوع STE با یک چوک جداگانه، کاهش شار مغناطیسی در مدار مغناطیسی 6 و افزایش جریان جوشکاری. با کاهش شکاف هوا، مقاومت القایی سیم پیچ راکتیو سلف افزایش می یابد و مقدار جریان جوش کاهش می یابد.

VNIIESO ترانسفورماتورهای این سیستم STN-500-P و STN-700-I را با سیم پیچ های آلومینیومی توسعه داد. علاوه بر این، بر اساس این ترانسفورماتورها، ترانسفورماتورهای TSOK-500 و TSOK-700 با خازن های داخلی متصل به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور توسعه یافتند. خازن ها توان راکتیو را جبران می کنند و ضریب توان ترانسفورماتور جوشکاری را تا 0.87 افزایش می دهند.

ترانسفورماتورهای تک موردی STN فشرده تر هستند، جرم آنها کمتر از ترانسفورماتورهای نوع STE با چوک جداگانه است و قدرت آنها یکسان است.

ترانسفورماتور با سیم پیچ متحرک با افزایش اتلاف مغناطیسی. ترانسفورماتورهای با سیم پیچ متحرک (اینها شامل ترانسفورماتورهای جوشکاری از انواع TS، TSK و TD هستند) در حال حاضر به طور گسترده در جوشکاری قوس دستی استفاده می شوند. آنها دارای اندوکتانس نشتی افزایش یافته و تک فاز، از نوع میله ای، در یک طرح تک موردی هستند.

سیم پیچ های سیم پیچ اولیه چنین ترانسفورماتور در یوغ پایین ثابت و ثابت هستند، سیم پیچ های سیم پیچ ثانویه متحرک هستند. مقدار جریان جوشکاری با تغییر فاصله بین سیم پیچ اولیه و ثانویه تنظیم می شود. بیشترین مقدار جریان جوشکاری زمانی به دست می آید که سیم پیچ ها به یکدیگر نزدیک شوند، کوچکترین آن - هنگام برداشتن. نشانگر مقدار تقریبی جریان جوشکاری به پیچ 5 متصل می شود. دقت خوانش مقیاس 7.5 درصد از حداکثر مقدار جریان است. انحراف در مقدار جریان به ولتاژ ورودی و طول قوس جوش بستگی دارد. برای اندازه گیری دقیق تر جریان جوشکاری باید از آمپرمتر استفاده کرد.

برنج. 3. ترانسفورماتورهای جوشکاری: الف - نمودار ساختاری ترانسفورماتور TSK-500. ب - مدار الکتریکی ترانسفورماتور TSK-500: 1 - گیره های شبکه برای سیم. 2 - هسته (هسته مغناطیسی)؛ 3 - دستگیره کنترل جریان; 4 - گیره برای اتصال سیم های جوش; 5 - پیچ سرب; 6 - سیم پیچ سیم پیچ ثانویه؛ 7 - سیم پیچ اولیه; 8 - خازن جبران کننده; به موازات؛ g - اتصال سریال سیم پیچ های ترانسفورماتور TD-500؛ OP - سیم پیچ اولیه؛ OV - سیم پیچ ثانویه؛ PD - سوئیچ محدوده جریان. ج - فیلتر محافظ در برابر تداخل رادیویی.

Fig.4 دستگاه جوش قابل حمل

روی انجیر 3-a, b نمودارهای الکتریکی و ساختاری ترانسفورماتور TSK-500 را نشان می دهد. هنگامی که دستگیره 3 ترانسفورماتور در جهت عقربه های ساعت چرخانده می شود، سیم پیچ های سیم پیچ های 6 و 7 به یکدیگر نزدیک می شوند که در نتیجه نشت مغناطیسی و مقاومت القایی سیم پیچ های ناشی از آن کاهش می یابد و شدت جریان جوشکاری کاهش می یابد. افزایش. چرخاندن دستگیره در خلاف جهت عقربه های ساعت، سیم پیچ های ثانویه را از سیم پیچ های اولیه دور می کند، نشت مغناطیسی افزایش می یابد و جریان جوش کاهش می یابد.

ترانسفورماتورها مجهز به فیلترهای خازنی هستند که برای کاهش تداخل رادیویی ایجاد شده در حین جوشکاری طراحی شده اند. ترانسفورماتورهای نوع TSK با وجود خازن های جبران کننده 8 با TS تفاوت دارند که باعث افزایش ضریب توان (cos φ) می شود. روی انجیر 3c نمودار مدار ترانسفورماتور TD-500 را نشان می دهد.

TD-500 یک ترانسفورماتور کاهنده با افزایش اندوکتانس نشتی است. جریان جوشکاری با تغییر فاصله بین سیم پیچ اولیه و ثانویه تنظیم می شود. سیم پیچ ها دارای دو سیم پیچ هستند که به صورت جفت روی میله های مشترک هسته مغناطیسی قرار گرفته اند. ترانسفورماتور در دو محدوده کار می کند: یک اتصال موازی دوتایی سیم پیچ های سیم پیچ طیفی از جریان های بالا را می دهد و یک اتصال سری - طیفی از جریان های کم.

اتصال سری سیم پیچ ها با خاموش کردن بخشی از پیچ های سیم پیچ اولیه باعث افزایش ولتاژ مدار باز می شود که به طور مطلوب بر سوختن قوس هنگام جوشکاری در جریان های کم تأثیر می گذارد.

هنگامی که سیم پیچ ها به یکدیگر نزدیک می شوند، اندوکتانس نشتی کاهش می یابد، که منجر به افزایش جریان جوش می شود. در افزایش فاصله بین سیم‌پیچ‌ها، اندوکتانس نشتی را افزایش می‌دهد و بر این اساس جریان کاهش می‌یابد. ترانسفورماتور TD-500 دارای طراحی تک موردی با تهویه طبیعی است، ویژگی های بیرونی سقوط می دهد و تنها برای یک ولتاژ اصلی - 220 یا 380 ولت تولید می شود.

ترانسفورماتور TD-500 ~ نوع میله تک فاز از واحدهای اصلی زیر تشکیل شده است: مدار مغناطیسی - هسته، سیم پیچ (اولیه و ثانویه)، تنظیم کننده جریان، سوئیچ محدوده جریان، مکانیسم نشان دهنده جریان و پوشش.

سیم پیچ های آلومینیومی دارای دو سیم پیچ هستند که به صورت جفت روی میله های مشترک هسته مغناطیسی قرار دارند. سیم پیچ های سیم پیچ اولیه به طور ثابت در یوغ پایین ثابت هستند و سیم پیچ های سیم پیچ ثانویه متحرک هستند. سوئیچینگ محدوده جریان توسط یک کلید درام انجام می شود که دسته آن روی پوشش ترانسفورماتور قرار می گیرد. مقدار قرائت جریان بر روی یک مقیاس کالیبره شده به ترتیب برای دو محدوده جریان در ولتاژ نامی شبکه تغذیه تولید می شود.

یک فیلتر خازنی متشکل از دو خازن برای کاهش تداخل با گیرنده های رادیویی استفاده می شود.

مقررات ایمنی برای عملکرد ترانسفورماتورهای جوشکاری. در فرآیند کار، جوشکار الکتریکی به طور مداوم جریان الکتریکی را کنترل می کند، بنابراین تمام قسمت های حامل جریان مدار جوش باید به طور قابل اعتماد ایزوله شوند. جریان 0.1 A یا بیشتر تهدید کننده زندگی است و می تواند منجر به یک نتیجه غم انگیز شود. خطر برق گرفتگی به عوامل زیادی بستگی دارد و اول از همه، به مقاومت مدار، وضعیت بدن انسان، رطوبت و دمای جو اطراف، ولتاژ بین نقاط تماس و مواد تشکیل دهنده آن بستگی دارد. طبقه ای که فرد روی آن می ایستد.

جوشکار باید به خاطر داشته باشد که سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور به یک شبکه برق ولتاژ بالا متصل است، بنابراین، در صورت خرابی عایق، این ولتاژ ممکن است در مدار ثانویه ترانسفورماتور، یعنی روی نگهدارنده الکترود نیز باشد.

ولتاژ ایمن در نظر گرفته می شود: در اتاق های خشک تا 36 ولت و در اتاق های مرطوب تا 12 ولت.

هنگام جوشکاری در مخازن بسته، جایی که خطر برق گرفتگی افزایش می یابد، لازم است از محدود کننده های بدون بار ترانسفورماتور، کفش های مخصوص، لنت های لاستیکی استفاده شود. جوشکاری در چنین مواردی تحت نظارت مستمر یک افسر وظیفه خاص انجام می شود. برای کاهش ولتاژ مدار باز، دستگاه های ویژه مختلفی وجود دارد - محدود کننده های بدون بار.

ترانسفورماتورهای جوشکاری برای مصارف صنعتی، به عنوان یک قاعده، به یک شبکه سه فاز 380 ولت متصل می شوند که همیشه در شرایط خانگی راحت نیست. به عنوان یک قاعده، اتصال یک سایت به یک شبکه سه فاز مشکل ساز و پرهزینه است و بدون نیاز خاص این کار را انجام نمی دهند. برای چنین مصرف کنندگانی، صنعت ترانسفورماتورهای جوشکاری را تولید می کند که برای کار از یک شبکه تک فاز با ولتاژ 220 - 240 V طراحی شده اند. نمونه ای از چنین دستگاه جوش قابل حمل در شکل 4 نشان داده شده است. این دستگاه که گرمایش قوس را تا 4000 درجه سانتیگراد فراهم می کند، ولتاژ معمول شبکه را کاهش می دهد و در عین حال جریان جوش را افزایش می دهد. جریان در محدوده تنظیم شده با استفاده از یک دستگیره نصب شده در پانل جلویی دستگاه تنظیم می شود. مجموعه دستگاه شامل یک کابل شبکه و دو سیم جوش است که یکی از آنها به نگهدارنده الکترود و دیگری به گیره اتصال به زمین متصل است.

به طور معمول، برای کارهای خانگی، ماشین هایی که جریان جوش 140 آمپر را در سیکل کاری 20 درصد تولید می کنند، کاملا مناسب هستند. هنگام انتخاب دستگاه، باید به این نکته توجه کنید که تنظیم جریان جوشکاری صاف است.

یکسو کننده های جوشکاری.

3.1. هدف، دستگاه و طبقه بندی یکسو کننده ها.

یکسو کننده های جوشکاری قوس الکتریکی دستی باید دارای ویژگی های خارجی در حال سقوط باشند. از نظر خواص جوشکاری، الزامات یکسو کننده و ترانسفورماتور برای جوشکاری دستی مشابه است. یکسو کننده ها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که با توجه به شرایط جوشکاری، جریان مستقیم (تصحیح شده) مورد نیاز باشد. آنها برای استفاده در داخل ساختمان طراحی شده اند (دسته های 3 و 4 مطابق با GOST 15150-69).

برای جوشکاری مکانیزه در محیط دی اکسید کربن با قوس باز با سرعت تغذیه سیم ثابت، یکسو کننده هایی با مشخصه بیرونی به آرامی فرو بردن استفاده می شود. جوشکاری در دی اکسید کربن در جریان ها و ولتاژهای کم با اتصال کوتاه مکرر (تا 10-100 در ثانیه) انجام می شود. تحت این شرایط، مشخصه فرو رفتن آرام، احتراق قوس قابل اعتماد را تضمین می کند، خود تنظیم آن و پایداری فرآیند جوشکاری را در مراحل احتراق، سوزاندن قوس و اتصال کوتاه افزایش می دهد. برای کاهش پاشش فلز مذاب، از یک چوک استفاده می شود که در مدار جریان اصلاح شده قرار دارد. سلف افزایش جریان را در فاز اولیه اتصال کوتاه کند می کند، که به قطره فلز مذاب در انتهای سیم الکترود اجازه می دهد تا با حوضچه فلز مذاب روی محصول ادغام شود و یک جامپر مایع را تشکیل دهد. با انتخاب صحیح اندوکتانس سلف، پاشش فلز در حین جوشکاری مکانیزه در CO2 به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

گاهی اوقات یکسو کننده ها جزئی از دستگاه های جوشکاری نیمه اتوماتیک هستند. دستگاه های جوش نیمه اتوماتیک سایز کوچک دارای طرح تک موردی با یکسو کننده هستند. به طور معمول، چنین یکسو کننده ای از یک ترانسفورماتور تک فاز، یک پل تک فاز یا مدار یکسو کننده تمام موج و یک چوک در مدار جریان اصلاح شده تشکیل شده است.

یکسو کننده های جهانی دارای ویژگی های بیرونی با شیب تند و فرو بردن ملایم هستند که هنگام تنظیم حالت جوش تغییر می کنند. می توان از آنها برای جوشکاری دستی و مکانیزه استفاده کرد. یکسو کننده ها از نظر نوع جریان نیز می توانند جهانی باشند، یعنی. جوش را هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب فراهم می کند.

ترانسفورماتورهای قدرت یکسو کننده می توانند سه فاز یا تک فاز باشند. ترانسفورماتور برای کاهش ولتاژ شبکه به ولتاژ عملیاتی، برای تشکیل یک مشخصه خارجی، برای تنظیم تدریجی و صاف ولتاژ و جریان قوس استفاده می شود.

مدارهای یکسوسازی پل تک فاز، دو نیم موج با نقطه میانی، سه فاز و شش فاز استفاده می شود.

واحد تریستور یکسو کننده، علاوه بر یکسو کردن جریان، برای تشکیل یک مشخصه خارجی و تنظیم جریان جوش استفاده می شود. سلف برای صاف کردن موج های جریان یکسو شده و ایجاد خواص دینامیکی لازم استفاده می شود.

یکسو کننده های جوش بر اساس هدف تقسیم می شوند:

1) برای جوشکاری دستی؛

2) برای جوشکاری در گازهای محافظ؛

3) جهانی؛

4) چند پستی.

در یکسو کننده های جوشکاری از شیرهای کنترل نشده (دیود)، نیمه کنترل (تریستور) و کنترل شده (ترانزیستور) استفاده می شود. شیرهای سیلیکونی قدرت می توانند از طرح پین و تبلت باشند. برای شیرهای پین، یک خروجی برق (آند یا کاتد) به شکل گل میخ رزوه ای برای اتصال به کولر ساخته می شود. نتیجه گیری دوم

ممکن است انعطاف پذیر یا سفت باشد. برای دریچه های پلت، سطوح صاف ترمینال های کاتد و آند هستند و به کولر متصل می شوند. دیود در یک نیم سیکل جریان را در جهت رو به جلو عبور می دهد و در نیم سیکل دیگر تقریباً جریانی را در جهت مخالف عبور نمی دهد (شکل 3.1.a). جریانی در یک جهت در امتداد قوس Rn جریان می یابد - جریان قوس اصلاح شده متناوب. تریستور نیز جریان را در یک جهت عبور می دهد. با این حال، برای باز کردن قفل تریستور، دو شرط لازم است: پتانسیل آند آن باید بیشتر از پتانسیل کاتد باشد، یعنی. تریستور باید در جهت رو به جلو روشن شود و یک پالس ولتاژ مثبت نسبت به کاتد باید به الکترود کنترل آن RE اعمال شود. بنابراین، در نیم سیکل مثبت، تریستور با تأخیر یک درجه الکتریکی باز می شود که با زمان اعمال پالس کنترل به RE تعیین می شود. مقدار متوسط ​​جریان تصحیح شده که متناسب با ناحیه سایه دار است، برای تریستور کمتر از دیود است. مقدار جریان یکسو شده را می توان با تغییر زاویه شلیک تریستور کنترل کرد. هرچه زاویه شلیک بزرگتر باشد، جریان قوس کوچکتر است.

تریستور در پایان نیم چرخه زمانی که ولتاژ به صفر می رسد، خود به خود خاموش می شود. بنابراین تریستور را شیر نیمه کنترلی می نامند. در طول نیم چرخه منفی، تریستور قفل می شود. تریستورها برای یکسو کردن و تنظیم جریان و تشکیل خصوصیات خارجی منبع استفاده می شوند (شکل 3.1.b).

برنج. 3.1. اسیلوگرام های عملکرد دیود (a)، تریستور (b) در مدار جریان متناوب.

جریان کلکتور پیشرو K ترانزیستور مستقیماً با جریان پایه B متناسب است. در نیم سیکل مثبت، تا زمانی که پایه B روشن شود، عملاً هیچ جریان کلکتوری وجود ندارد و بنابراین، هیچ جریانی در قوس وجود ندارد. هنگامی که یک جریان کنترلی به اندازه کافی بزرگ به پایه اعمال می شود، ترانزیستور در زمان 1 بلافاصله شروع به عبور جریان مستقیم کلکتور می کند که فقط با مقاومت بار Rn محدود می شود. هنگامی که جریان پایه در زمان 2 حذف می شود، جریان رو به جلو به شدت کاهش می یابد. ترانزیستور نیز جریان را در یک جهت عبور می دهد.

عملکرد مدارهای یکسوسازی مورد استفاده در یکسو کننده های جوشکاری با اندازه کوچک را در نظر بگیرید.

مدار پل تک فاز (شکل 3.2.a) به شرح زیر عمل می کند. در نیمه چرخه اول، جریان از VD1 و VD2 عبور می کند، در دوم - دریچه های VD3 VD4. بنابراین، دریچه ها با عبور دادن هر دو نیمه موج جریان متناوب از طریق قوس، به صورت جفت کار می کنند. ولتاژ تصحیح شده یک ترانسفورماتور ولتاژ متناوب نیمه موجی تک قطبی T است. در نتیجه جریان قوس در جهت ثابت می ماند. شکل منحنی ولتاژ اصلاح شده - ضربان دار از صفر تا مقدار دامنه - کاملاً برای جوشکاری مناسب نیست. بنابراین یک چوک در مدار جریان یکسو شده نصب می شود که منحنی ولتاژ یکسو شده را صاف می کند و آن را برای جوشکاری مناسب تر می کند.

یک مدار تک فاز دو نیمه موج با نقطه میانی در شکل 1 نشان داده شده است. 3.2.b. مدار دو فاز است، زیرا سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور قدرت، ولتاژهای متناوب را فراهم می کند که نسبت به یکدیگر 180 درجه جابجا می شوند.

برنج. 3.2. عملکرد مدارهای یکسوسازی پل تک فاز (الف) و تک فاز دو نیمه موج با نقطه میانی (ب).

در بازه زمانی 0-P، انتهای بالایی سیم پیچ ثانویه نسبت به نقطه میانی مثبت است. آند شیر VD1 نسبت به کاتد مثبت است و در نتیجه جریان عبور می کند. شیر VD2 در بازه 0-P است، برعکس، خاموش است. در بازه بعدی عملکرد مدار P-2P، قطبیت ولتاژ روی سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور تغییر می‌کند و شیرها تغییر نقش می‌دهند. انتقال جریان از شیر VD1 به شیر VD2 در لحظه 0 = P رخ می دهد، زمانی که ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور تغییر علامت می دهد.

منحنی ولتاژ تصحیح شده شامل نیمه موج های تک قطبی ولتاژ فاز سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور است. منحنی جریان اصلاح شده دقیقاً منحنی ولتاژ اصلاح شده را تکرار می کند.

از نظر استفاده از ترانسفورماتور، مدار پل تک فاز نسبت به مدار نقطه میانی تک فاز، تمام موج، مزیت بیشتری دارد. استفاده از گیت های ولتاژ در مدار پل بهتر است اما مدار پل 2 برابر گیت نیاز دارد. بنابراین، برای یکسو کننده های جوشکاری در CO2، که در آن ولتاژ معکوس در شیر کم است، استفاده از مدار تک فاز تمام موج سودمندتر است.

مدارهای یکسوسازی تک فاز دارای معایبی هستند: استفاده ناکارآمد از ترانسفورماتور، امواج زیاد ولتاژ و جریان اصلاح شده، جریان متناوب. این نواقص مدار یکسوسازی سه فاز ندارند. یکسو کننده متشکل از یک ترانسفورماتور سه فاز و شش سوپاپ متصل در یک مدار پل است. دروازه های V1، V3، V5 یک گروه کاتدی را تشکیل می دهند، پایانه مشترک آنها یک قطب مثبت برای مدار خارجی است. شیرهای V2، V4، V6 گروه آند را تشکیل می دهند، نقطه اتصال آند مشترک قطب منفی مدار جوش است. در گروه کاتد، در هر یک سوم دوره، دریچه ای با بالاترین پتانسیل آند کار می کند. در گروه آند در این قسمت از پریود دریچه ای کار می کند که کاتد آن بیشترین پتانسیل منفی را دارد.

نسبت به نقطه مشترک آندها. دریچه های گروه کاتد در لحظه تقاطع بخش های مثبت سینوسی ها باز می شوند و دریچه های گروه آند - در لحظه تقاطع بخش های منفی سینوسی ها. هر یک از دروازه ها برای یک سوم دوره کار می کنند. جریان در هر لحظه از زمان توسط دو دریچه - یکی در کاتد و دیگری در گروه آند انجام می شود. جریان در بار همیشه در یک جهت جریان دارد. قوس اصلاح شده UD و شناسه فعلی در پالس های کوچک متفاوت هستند. چنین یکسو کننده بارگذاری یکنواخت فازهای قدرت، استفاده کارآمد از ترانسفورماتور و شیرها را تضمین می کند. مدار پل سه فاز به طور گسترده ای در یکسو کننده های جوشکاری استفاده می شود.

مدار پل سه فاز در یکسو کننده ها برای جریان های نامی تا 300-400 آمپر استفاده شده است. یک مدار شش فاز با راکتور سرج در یکسو کننده های تریستور برای جریان های 500-600 آمپر استفاده می شود. مدار یکسو کننده حلقه شش فاز در یکسو کننده ها برای جریان های 1250-1500 آمپر استفاده می شود.

با طراحی، یکسو کننده ها در نحوه کنترل حالت متفاوت هستند. معادله مشخصه خارجی یک یکسوساز با یک مشخصه خارجی به آرامی در حال سقوط به این شکل است (در UD > 0.7 UXX):

معادله مشخصه خارجی با شیب تند (در UD< 0,7 UXX):

که در آن ХТ راکتانس القایی فاز ترانسفورماتور ХТ = Х1 + Х2 است

یکسو کننده های جوشکاری

یکسو کننده جوشکاری دستگاهی است که جریان برق AC را برای جوشکاری به جریان مستقیم تبدیل می کند.

تصویر دستگاه یکسو کننده جوش (با ترانسفورماتور سیم پیچ متحرک)

یکسو کننده جوشکاری برای جوشکاری قوس الکتریکی معمولاً از یک ترانسفورماتور قدرت، یک واحد یکسو کننده، بالاست ها، تجهیزات اندازه گیری و حفاظتی تشکیل شده است.

تصویر بلوک دیاگرام عملکردی یکسو کننده الکترود مصرفی

ترانسفورماتور برق انرژی شبکه برق را به انرژی مورد نیاز برای جوشکاری تبدیل می کند و همچنین مقادیر ولتاژ شبکه را با ولتاژ خروجی مطابقت می دهد. در یکسو کننده های تک ایستگاهی، ترانسفورماتورهای سه فاز عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا مدارهای یکسوسازی تک فاز یک و دو نیمه موج منجر به موج های ولتاژ خروجی قابل توجهی می شود که کیفیت اتصالات جوش داده شده را کاهش می دهد.

تنظیم کننده های جریان (یا رگولاتورهای ولتاژ) برای تشکیل یک مشخصه خارجی سخت یا در حال سقوط استفاده می شوند. آنها به شما امکان می دهند حالت جوش و مقدار متناظر جریان جوش را تنظیم کنید.

واحد یکسو کننده عمدتاً طبق یک مدار پل سه فاز مونتاژ می شود ، کمتر اوقات - طبق یک پل تک فاز یکسوسازی تمام موج. با مدار پل سه فاز، بارگذاری یکنواخت تری از شبکه برق سه فاز فراهم شده و شاخص های فنی و اقتصادی بالایی حاصل می شود. دریچه های سلنیومی یا سیلیکونی به عنوان نیمه هادی استفاده می شوند.

انواع رکتیفایرهای جوشکاری

بسته به طراحی واحد قدرت، یکسو کننده های جوشکاری به انواع زیر تقسیم می شوند:

تنظیم شده توسط ترانسفورماتور؛

با دریچه گاز اشباع؛

تریستور؛

با کنترل ترانزیستور؛

معکوس کننده.

یکسو کننده های جوشکاری نیز بر اساس نوع مشخصه های جریان-ولتاژ تشکیل شده طبقه بندی می شوند.

در جوشکاری زیردریایی مکانیزه یا در گاز محافظ در دستگاه های جوشکاری با خود تنظیم قوس، از یکسو کننده های تک ایستگاهی با ویژگی های خارجی خشن استفاده می شود. معمولاً در این گونه یکسو کننده ها از ترانسفورماتور با اتلاف مغناطیسی معمولی استفاده می شود. راه های ممکن برای تنظیم ولتاژ جوش:

تنظیم چرخش - در یکسو کننده جوشکاری با یک ترانسفورماتور با سیم پیچ برش.

تنظیم مغناطیسی - در یکسو کننده با یک ترانسفورماتور کموتاسیون مغناطیسی یا یک چوک اشباع.

تنظیم فاز - در یکسو کننده تریستور؛

تنظیم پالس - تنظیم عرض، فرکانس و دامنه در یکسو کننده با کنترل کننده ترانزیستور و یکسو کننده اینورتر.

معروف ترین یکسو کننده ها با مشخصات خارجی سخت (به طور طبیعی شیب دار) برای جوشکاری قوس الکتریکی مکانیزه:

سری VS (VS-200، VS-300، VS-400، VS-500، VS-600، VS-632)، VDG (VDG-301، VDG-302، VDG-303، VDG-603) و VSZH (VSZH -303)؛

و همچنین یکسو کننده های جوش VS-1000 و VS-1000-2 برای جوشکاری مکانیزه در آرگون، هلیوم، دی اکسید کربن، قوس غوطه ور.

در جوشکاری قوس دستی از یکسو کننده هایی با مشخصات خارجی در حال سقوط استفاده می شود. در طراحی دستگاه های روسی، از روش های زیر برای شکل دادن ویژگی ها استفاده می شود:

افزایش مقاومت ترانسفورماتور - در یکسو کننده جوشکاری با یک ترانسفورماتور با سیم پیچ های متحرک، با یک شنت مغناطیسی یا با سیم پیچ های فاصله دار.

استفاده از بازخورد جریان - در تریستور، ترانزیستور یا یکسو کننده های اینورتر.

رایج ترین یکسو کننده ها برای جوشکاری قوس دستی: سری VD (VD-101، VD-102، VD-201، VD-301، VD-302، VD-303، VD-306، VD-401)، VSS-120-4 انواع، VSS-300-3، و همچنین دستگاه های VD-502 و VKS-500 که برای جوشکاری زیر آب اتوماتیک طراحی شده اند.

یکسو کننده های جوشکاری جهانی بسیار محبوب هستند که هر دو ویژگی سقوط و سخت را تشکیل می دهند. معروف ترین انواع:

سری VSK (VSK-150، VSK-300، VSK-500) برای جوشکاری قوس دستی با الکترودهای پوشش داده شده، جوشکاری نیمه اتوماتیک و اتوماتیک در گازهای محافظ؛

سری VSU (VSU-300, VSU-500) و VDU (VDU-504, VDU-305, VDU-1201, VDU-1601) برای جوشکاری دستی با الکترودهای روکش دار, جوش مکانیزه با سیم الکترود مصرفی قوس فرو رفته در گازهای محافظ سیم شاردار .

به دنبال یک ترانسفورماتور جوش مناسب، بسیاری از مدل‌های کارخانه‌ای را به نفع مدل‌های خانگی رها می‌کنند. دلایل چنین تصمیمی می تواند بسیار متنوع باشد، از قیمت های غیرقابل قبول گرفته تا تمایل به ساخت ترانسفورماتور جوشکاری به تنهایی. در واقع، هیچ مشکل خاصی در نحوه ساخت ترانسفورماتور جوش وجود ندارد، علاوه بر این، ترانسفورماتور جوش خانگی به حق می تواند افتخار هر صاحبی تلقی شود. اما هنگام ایجاد آن، بدون دانش در مورد ساختار و مدار ترانسفورماتور، ویژگی ها و محاسبات آن برای آنها غیرممکن است.

هر ابزار برقی ویژگی های عملکردی خاصی دارد و ترانسفورماتور جوشکاری نیز از این قاعده مستثنی نیست. اما علاوه بر موارد معمول، مانند توان، تعداد فازها و ولتاژ مورد نیاز برای کار در شبکه، ترانسفورماتور جوش دارای مجموعه ای کامل از ویژگی های منحصر به فرد است که هر کدام به شما امکان می دهد دستگاه را با دقت انتخاب کنید. ذخیره برای نوع خاصی از کار برای کسانی که قصد دارند با دستان خود ترانسفورماتور جوشکاری بسازند، برای انجام محاسبات، آگاهی از این ویژگی ها لازم است.

اما قبل از توضیح دقیق هر مشخصه، لازم است بدانیم که اصل اساسی عملکرد ترانسفورماتور جوش چیست. این بسیار ساده است و شامل تبدیل ولتاژ ورودی، یعنی کاهش آن است. مشخصه جریان-ولتاژ پایین ترانسفورماتور جوشکاری وابستگی زیر را دارد - هنگامی که ولتاژ (ولت) کاهش می یابد ، قدرت جریان جوشکاری (Ampere) افزایش می یابد که ذوب و جوش فلز را امکان پذیر می کند. بر اساس این اصل، کل عملیات ترانسفورماتور جوشکاری و همچنین سایر مشخصات عملکرد مرتبط با آن ساخته می شود.

ولتاژ شبکه و تعداد فازها

با این ویژگی، همه چیز بسیار ساده است. ولتاژ مورد نیاز برای کار ترانسفورماتور جوشکاری را نشان می دهد. این می تواند 220 ولت یا 380 ولت باشد. در عمل، ولتاژ شبکه ممکن است کمی در محدوده +/- 10 ولت نوسان داشته باشد، که ممکن است بر عملکرد پایدار ترانسفورماتور تأثیر بگذارد. هنگام محاسبه برای ترانسفورماتور جوشکاری، ولتاژ شبکه یک مشخصه اساسی برای محاسبات است. علاوه بر این، تعداد فازها به ولتاژ شبکه بستگی دارد. برای 220 ولت - اینها دو فاز هستند، برای 380 ولت - سه. این مورد در محاسبات در نظر گرفته نمی شود، اما این نکته مهمی برای اتصال دستگاه جوش و عملکرد آن است. همچنین دسته جداگانه ای از ترانسفورماتورها وجود دارد که می توانند از هر دو ولتاژ 220 ولت و 380 ولت کار کنند.

جریان نامی جوشکاری ترانسفورماتور

این ویژگی اصلی عملکرد هر ترانسفورماتور جوشکاری است. امکان برش و جوشکاری فلز به شدت جریان جوش بستگی دارد. در تمام ترانسفورماتورهای جوشکاری، این مقدار به عنوان حداکثر نشان داده می شود، زیرا این میزان است که ترانسفورماتور قادر به تحویل در حد توانایی های خود است. البته جریان نامی جوش را می توان تنظیم کرد تا بتوان با الکترودهایی با قطرهای مختلف کار کرد و برای این کار یک رگولاتور مخصوص در ترانسفورماتورها در نظر گرفته شده است. لازم به ذکر است که برای ترانسفورماتورهای جوشکاری خانگی، جریان جوشکاری از 160 تا 200 آمپر تجاوز نمی کند. این در درجه اول به دلیل وزن خود ترانسفورماتور است. از این گذشته، هرچه جریان جوش بیشتر باشد، به دور سیم مسی بیشتری نیاز است و اینها کیلوگرم های سنگین هستند. علاوه بر ترانسفورماتور جوش، قیمت سیم های سیم پیچ به فلز بستگی دارد و هر چه سیم بیشتر خرج شود، هزینه خود دستگاه نیز گرانتر خواهد بود.

هنگام کار با ترانسفورماتور جوشکاری برای جوشکاری فلز، از الکترودهای رسوبی با قطرهای مختلف استفاده می شود. توانایی استفاده از الکترود با قطر معین به دو عامل بستگی دارد. اولین مورد جریان نامی جوشکاری ترانسفورماتور است. دوم ضخامت فلز است. جدول زیر قطر الکترودها را بسته به ضخامت فلز و جریان جوش خود ترانسفورماتور نشان می دهد.

همانطور که از این جدول مشاهده می شود، استفاده از الکترود 2 میلی متری در جریان 200 آمپر به سادگی بی معنی خواهد بود. یا برعکس، الکترود 4 میلی متری در جریان 100 آمپر بی فایده است. اما اغلب اوقات لازم است جوش فلزی با ضخامت های مختلف با همان دستگاه و برای این ترانسفورماتورهای جوشی مجهز به تنظیم کننده جریان می باشد.

محدودیت های تنظیم جریان جوش

برای جوشکاری فلز با ضخامت های مختلف از الکترودهایی با قطرهای مختلف استفاده می شود. اما اگر قدرت جریان جوشکاری خیلی زیاد باشد، در حین جوشکاری فلز می سوزد و اگر خیلی کوچک باشد، ذوب آن ممکن نخواهد بود. بنابراین، در ترانسفورماتورهای جوشکاری برای این اهداف، یک تنظیم کننده مخصوص تعبیه شده است که به شما امکان می دهد جریان نامی جوش را به مقدار مشخصی کاهش دهید. معمولاً در ترانسفورماتورهای جوشکاری خانگی چندین مرحله تنظیم از 50 A تا 200 A ایجاد می شود.

ولتاژ کاری نامی

همانطور که قبلا ذکر شد، ترانسفورماتور جوشکاری ولتاژ ورودی را به مقدار کمتر 30 - 60 V تبدیل می کند. این ولتاژ نامی است که برای حفظ قوس پایدار لازم است. همچنین امکان جوشکاری فلز با ضخامت معین به این پارامتر بستگی دارد. بنابراین برای جوشکاری ورق نازک، ولتاژ پایین و برای ورق فلز ضخیم تر، ولتاژ بالا مورد نیاز است. در محاسبات، این شاخص بسیار مهم است.

حالت عملکرد رتبه بندی شده

یکی از ویژگی های کلیدی عملکرد ترانسفورماتور جوشکاری، کارکرد نامی آن است. دوره عملکرد مداوم را نشان می دهد. این شاخص برای ترانسفورماتورهای جوشکاری کارخانه معمولاً حدود 40٪ است، اما برای ترانسفورماتورهای خانگی نمی تواند بیشتر از 20 - 30٪ باشد. یعنی از 10 دقیقه کار می توانید 3 دقیقه را به طور مداوم بپزید و 7 دقیقه را استراحت دهید.

مصرف برق و خروجی

مانند هر ابزار برقی دیگری، ترانسفورماتور جوشکاری برق مصرف می کند. هنگام محاسبه و ایجاد یک ترانسفورماتور، نشانگر مصرف برق نقش مهمی ایفا می کند. در مورد توان خروجی نیز باید در نظر گرفته شود، زیرا راندمان ترانسفورماتور جوش به طور مستقیم به تفاوت بین این دو نشانگر بستگی دارد. و هر چه این اختلاف کمتر باشد بهتر است.

ولتاژ مدار باز

یکی از ویژگی های مهم عملکرد، ولتاژ مدار باز ترانسفورماتور جوشکاری است. این ویژگی باعث سهولت ظاهر قوس جوش می شود و هر چه ولتاژ بالاتر باشد قوس راحت تر ظاهر می شود. اما یک نکته مهم وجود دارد. برای اطمینان از ایمنی شخصی که با دستگاه کار می کند، ولتاژ به 80 ولت محدود می شود.

طرح ترانسفورماتور جوشکاری

همانطور که قبلا ذکر شد، اصل کار ترانسفورماتور جوش کاهش ولتاژ و افزایش جریان است. در بیشتر موارد، دستگاه ترانسفورماتور جوشکاری بسیار ساده است. از یک هسته فلزی، دو سیم پیچ - اولیه و ثانویه تشکیل شده است. عکس زیر یک دستگاه ترانسفورماتور جوشکاری را نشان می دهد.

با پیشرفت مهندسی برق، نمودار مدار ترانسفورماتور جوش بهبود یافته است و امروزه دستگاه های جوشکاری تولید می شود که در مدار آن از چوک ها، پل دیودی و تنظیم کننده های جریان استفاده می شود. نمودار ارائه شده نشان می دهد که چگونه پل دیودی در ترانسفورماتور جوش ادغام می شود (عکس زیر).

یکی از محبوب ترین ترانسفورماتورهای جوشکاری خانگی ترانسفورماتور هسته حلقوی به دلیل وزن سبک و عملکرد عالی آن است. نمودار چنین ترانسفورماتور در زیر ارائه شده است.

امروزه مدارهای مختلفی برای جوشکاری ترانسفورماتورها وجود دارد که از مدارهای کلاسیک گرفته تا مدارهای اینورتر و یکسو کننده را شامل می شود. اما برای ایجاد یک ترانسفورماتور جوشکاری با دستان خود، بهتر است مدار ساده تر و قابل اعتمادتری را انتخاب کنید که نیازی به استفاده از الکترونیک گران قیمت نداشته باشد. مانند ترانسفورماتور حلقوی جوشکاری یا ترانسفورماتور با چوک و پل دیودی. در هر صورت، برای ایجاد یک ترانسفورماتور جوش، علاوه بر مدار، باید محاسبات خاصی را انجام دهید تا عملکرد مورد نیاز را به دست آورید.

هنگام ایجاد یک ترانسفورماتور جوشکاری برای اهداف خاص، لازم است ویژگی های عملکرد آن از قبل تعیین شود. علاوه بر این، محاسبه ترانسفورماتور جوش برای تعیین تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه، سطح مقطع هسته و پنجره آن، قدرت ترانسفورماتور، ولتاژ قوس، و غیره

برای انجام محاسبات به موارد زیر نیاز دارید اطلاعات اولیه:

• ولتاژ ورودی سیم پیچ اولیه (V) U1؛
• ولتاژ نامی سیم پیچ ثانویه (V) U2؛
• جریان نامی سیم پیچ ثانویه (A) I;
• مساحت هسته (cm2) Sc;
• مساحت پنجره (cm2) بنابراین;
• چگالی جریان سیم پیچ (A/mm2).

مثال محاسبه ترانسفورماتور حلقوی با پارامترهای زیر را در نظر بگیرید: ولتاژ ورودی U1=220 ولت، ولتاژ نامی سیم پیچ ثانویه U2=70 ولت، جریان نامی سیم پیچ ثانویه 200 A، مساحت هسته Sc=45 سانتی متر مربع، مساحت پنجره بنابراین = 80 سانتی متر مربع، جریان سیم پیچ چگالی 3 A/mm2 است.

ابتدا توان ترانسفورماتور حلقوی را با استفاده از فرمول محاسبه می کنیم:

P کلی = 1.9 * Sc * بنابراین. در نتیجه، 6840 وات یا 6.8 کیلووات ساده شده دریافت می کنیم.

مهم! این فرمول فقط برای ترانسفورماتورهای حلقوی صدق می کند. برای ترانسفورماتورهای با نوع هسته PL، ShL، ضریب 1.7 استفاده می شود. برای ترانسفورماتورهای با نوع هسته П، Ш - 1.5.

مرحله بعدی محاسبه تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه است. برای این کار ابتدا باید تعداد چرخش های مورد نیاز در هر 1 ولت را محاسبه کنید. برای این کار از فرمول زیر استفاده کنید: K=35/S. در نتیجه، 0.77 دور در هر 1 ولت ولتاژ مصرفی دریافت می کنیم.

مهم! همانطور که در فرمول اول، فاکتور 35 فقط برای ترانسفورماتورهای حلقوی قابل اعمال است. برای ترانسفورماتورهای با هسته از نوع PL، ShL، ضریب 40 برای ترانسفورماتورهای با هسته نوع P، Sh - 50 استفاده می شود.

سپس حداکثر جریان سیم پیچ اولیه را طبق فرمول محاسبه می کنیم: Imax = P/U. در نتیجه، جریانی را برای سیم پیچ اولیه 6480/220 = 31 A دریافت می کنیم. برای سیم پیچ ثانویه، قدرت جریان را ثابت 200 A در نظر می گیریم، زیرا ممکن است لازم باشد فلز با ضخامت های مختلف با الکترودهایی با الکترود جوش داده شود. قطر 2 تا 3 میلی متر البته، در عمل، 200 A حداکثر قدرت جریان است، اما یک حاشیه چند ده آمپر به دستگاه اجازه می دهد تا با اطمینان بیشتری کار کند.

حال بر اساس داده های به دست آمده، تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه را در یک ترانسفورماتور با تنظیم پله در سیم پیچ اولیه محاسبه می کنیم. محاسبه سیم پیچ ثانویه طبق فرمول زیر انجام می شود W2=U2*K، در نتیجه 54 نوبت می گیریم. سپس به محاسبه مراحل سیم پیچ اولیه می پردازیم. برای این ما از فرمول استفاده می کنیم W1st \u003d (220 * W2) / Ust.

Ust - ولتاژ خروجی مورد نیاز سیم پیچ ثانویه.

W2 تعداد چرخش سیم پیچ ثانویه است.

W1st - تعداد چرخش سیم پیچ اولیه یک مرحله خاص.

اما قبل از محاسبه چرخش مراحل سیم پیچ اولیه، لازم است ولتاژ برای هر یک تعیین شود. این را می توان با استفاده از فرمول انجام داد U=P/I، جایی که:

P - قدرت (W).

U - ولتاژ (V).

I - جریان (A).

به عنوان مثال، ما باید چهار مرحله را با قدرت جریان اسمی زیر روی سیم‌پیچ ثانویه بسازیم: 160 A، 130 A، 100 A و 90 A. برای استفاده از الکترودهایی با قطرهای مختلف و جوش فلز با ضخامت‌های مختلف، چنین گسترشی لازم است. . در نتیجه، Ust = 40.5 V برای مرحله اول، 50 V برای مرحله دوم، 65 V برای مرحله سوم و 72 V برای مرحله چهارم دریافت می کنیم. جایگزینی داده های به دست آمده در فرمول W1st \u003d (220 * W2) / Ust، تعداد دورهای هر مرحله را محاسبه می کنیم. W1st1 = 293 دور، W1st2 = 238 دور، W1st3 = 182 دور، W1st4 = 165 دور. در فرآیند پیچیدن سیم در هر یک از این پیچ ها، یک شیر برای رگولاتور ساخته می شود.

باقی مانده است که سطح مقطع سیم برای سیم پیچ های اولیه و ثانویه محاسبه شود. برای این کار از نشانگر چگالی جریان در سیم استفاده می کنیم که 3 A/mm2 است. فرمول بسیار ساده است - شما باید حداکثر جریان هر یک از سیم پیچ ها را بر چگالی جریان در سیم کشی تقسیم کنید. در نتیجه، برای سیم پیچ اولیه، بخش سیم Sprim = 10 mm2 را بدست می آوریم. برای سیم پیچ ثانویه، سطح مقطع سیم Svtor = 66 mm2.

با ایجاد یک ترانسفورماتور جوشکاری با دستان خود، باید تمام محاسبات فوق را انجام دهید. این به انتخاب صحیح تمام قطعات لازم و سپس مونتاژ دستگاه از آنها کمک می کند. برای یک مبتدی، انجام محاسبات ممکن است یک کار بسیار گیج کننده به نظر برسد، اما اگر در اصل اقدامات انجام شده عمیق شوید، همه چیز چندان دشوار نخواهد بود.