Il dispositivo e il calcolo del trasformatore di saldatura

Il calcolo del trasformatore di saldatura viene eseguito utilizzando formule specifiche. Ciò è dovuto al fatto che i diagrammi dei trasformatori standard e i metodi di calcolo non possono essere utilizzati per gli strumenti di saldatura. Nella produzione di saldatura deve essere respinta da ciò che è disponibile. La cosa più importante è il ferro. Ciò che è, è e di solito è messo, l'intero calcolo è solo per un particolare circuito magnetico. Certo, non è sempre buono, quindi si verificano calore e vibrazioni. Bene, se disponi di ferro disponibile, i cui parametri sono molto vicini a quelli industriali. Quindi puoi tranquillamente usare le tecniche per calcolare i dispositivi tipici. Per realizzare una saldatrice, è necessario conoscere i parametri di base e il dispositivo.

Schema del dispositivo del trasformatore di saldatura.

Potenza del trasformatore per saldatrice

Prima di iniziare il calcolo, in particolare la fabbricazione, è necessario scoprire da soli quale dovrebbe essere la corrente di saldatura. Poiché nella vita di tutti i giorni gli elettrodi sono più spesso utilizzati, il cui diametro è 3-4 mm, vale la pena affidarsi ai calcoli su di essi. Tre millimetri sono sufficienti per i lavori di casa e le pulizie. Anche il lavoro sul corpo dell'automobile può essere eseguito senza paura di saldature di scarsa qualità che possono essere eseguite mediante saldatura. Quindi, se ne scegliessi tre, devi scegliere una corrente di circa 115 A. È a questa corrente che questi elettrodi funzionano perfettamente. Se decidi di usare un due, la corrente all'uscita del dispositivo dovrebbe essere di circa 70 A, e per il quattro - il doppio.

Lo schema del trasformatore con l'avvolgimento primario e secondario.

Si noti che la potenza del trasformatore di saldatura non dovrebbe essere molto grande. Il consumo di corrente è al massimo di 200 A. E anche allora, ci sarà un riscaldamento eccessivo non solo dei fili degli avvolgimenti, ma anche dei cavi di alimentazione. Di conseguenza, il carico sulla rete aumenta e i fusibili elettrici non possono resistere. Quindi, se si decide di utilizzare elettrodi con uno spessore di 3 mm, respingere la corrente di non più di 130 A. Per calcolare la potenza del trasformatore di saldatura, sarà necessario il prodotto della corrente nell'avvolgimento secondario quando l'arco si accende, angolo di fase, tensione in modalità di riposo diviso per coefficiente di prestazione. In questo caso, può essere considerato un valore costante, è pari a 0,7.

Trasformatore di saldatura

La cosa più importante nei core è la forma. Può essere di tipo cardine (a forma di U) o corazzato (a forma di W). Se li confrontiamo, si scopre che l'efficienza è maggiore per il primo tipo di attrezzatura per saldatura. Anche la densità degli avvolgimenti può essere piuttosto elevata. Naturalmente, sono più spesso utilizzati per la produzione di saldatura elettrica. Una saldatrice di metallo autoportata può avere avvolgimenti dei seguenti tipi:

• cilindrico (l'avvolgimento secondario è avvolto sulla rete);
• disco (entrambi gli avvolgimenti si trovano a una certa distanza l'uno dall'altro).

Avvolgimenti cilindrici: a - monostrato, b - doppio strato, c - multistrato di filo tondo, 1 - tondo di filo rettangolare, 2 - anelli di livellamento divisi, 3 cilindri di bachelite di carta, 4 - estremità del primo strato di avvolgimento, 5 - stecche verticali, 6 - avvolgimento interno del ramo.

Vale la pena esaminare ogni tipo di avvolgimento in modo più dettagliato. Per quanto riguarda l'avvolgimento cilindrico, ha caratteristiche di corrente-tensione molto rigide. Ma non sarà adatto per l'uso in saldatrici manuali. È possibile uscire dalla situazione utilizzando strozzature e reostati nel design del dispositivo. Ma complicano solo l'intero schema, il che è poco pratico nella maggior parte dei casi.

Quando si utilizza l'avvolgimento del tipo a disco, la rete è remota rispetto a una secondaria. La maggior parte del flusso magnetico che si genera nel dispositivo (o più precisamente, si presenta nell'avvolgimento di rete) non può essere collegato (anche in modo induttivo) con l'avvolgimento secondario. Questo tipo di avvolgimento è meglio utilizzato nei casi in cui è necessario regolare frequentemente la corrente di saldatura. La caratteristica esterna di tali dispositivi è disponibile nella quantità richiesta. E l'induttanza di dispersione del trasformatore di saldatura dipende direttamente dalla posizione dell'avvolgimento di rete rispetto a quello secondario. Ma dipende anche dal tipo di circuito magnetico, anche se ci sono oggetti metallici vicino alla saldatrice. Calcola l'induttanza esatta non è possibile. Quando si calcolano si applicano calcoli approssimativi.

La corrente richiesta per l'operazione di saldatura è regolata cambiando lo spazio tra gli avvolgimenti primario e secondario. Naturalmente, dovrebbero essere fatti in modo che possano essere facilmente spostati lungo il circuito magnetico. Questo è solo nelle condizioni di produzione domestica è abbastanza difficile da fare, ma è possibile fare un certo numero di valori fissi della corrente di saldatura. Quando si utilizza la saldatura in futuro, se è necessario ridurre leggermente la corrente, è necessario posare il cavo in anelli. Considera solo che si riscalderà da questo.

Avvolgimenti del trasformatore separati su spalle diverse: 1 - primario, 2 - secondario.

Le saldatrici dotate di nuclei a forma di U avranno una dispersione molto forte. E hanno un avvolgimento di rete deve essere situato su una spalla, e il secondario - sul secondo. Ciò è dovuto al fatto che la distanza da un avvolgimento all'altro è abbastanza grande. L'indicatore principale del trasformatore di saldatura è il rapporto di trasformazione. Può essere calcolato dividendo il numero di giri dell'avvolgimento secondario per il numero di giri del primario. Si otterrà lo stesso valore dividendo la corrente o la tensione di uscita dalla caratteristica di ingresso corrispondente (corrente o tensione).

Calcolo standard del trasformatore di saldatura

Il seguente metodo viene utilizzato esclusivamente per calcolare i dispositivi di conversione che utilizzano nuclei magnetici di sola forma a forma di U. Entrambi gli avvolgimenti sono avvolti sullo stesso telaio, situato su diverse spalle. Va tenuto presente che è necessario collegare metà di entrambi gli avvolgimenti in serie tra loro. Ad esempio, un convertitore è calcolato per il funzionamento con elettrodi da 4 mm. Ciò richiede una corrente nell'avvolgimento secondario di circa 160 A. La tensione di uscita dovrebbe essere 50 V. Allo stesso tempo, la tensione di rete (alimentazione) deve essere presa a 220 o 240 V. Lasciare che la durata del lavoro sia del 20%.

Per il calcolo, è necessario inserire un parametro di potenza che tenga conto della durata del lavoro. Questo potere sarà uguale a: Rdl = I2 x U2 x (PR / 100) 1/2 x 0,001.

Per i parametri della saldatrice, che sono stati presi come punto di partenza, il valore di potenza è pari a 3,58 kW. Ora è necessario calcolare il numero di giri degli avvolgimenti. Per questo: E = 0,55 + 0,095 × Pdl.

Posizione degli avvolgimenti sulle aste nei trasformatori: 1 - asta, 2 - avvolgimento ad alta tensione, 3 - avvolgimento ad alta tensione, 4,5 - gruppi di bobine.

In questa formula, E è la forza elettromotrice di un singolo turno. Per il dispositivo calcolato, questo valore sarà uguale a 0,89 Volt / giro. Cioè, è possibile rimuovere 0,89 V da ciascun giro del convertitore, pertanto il rapporto 220 / 0,89 è il numero di spire dell'avvolgimento primario. E il rapporto di 50 / 0,89 è il numero di spire dell'avvolgimento secondario del trasformatore di saldatura.

Nell'avvolgimento primario ci sarà una corrente pari al rapporto tra il prodotto della corrente dell'avvolgimento secondario e il coefficiente k = 1.1 al rapporto di trasformazione. Nell'esempio si ottiene una corrente pari a 40 A. Per determinare la sezione trasversale del nucleo del trasformatore di saldatura, utilizzare la formula: S = U2 × 10.000 / (4.44 × f × N2 × Bm).

Per il calcolo nell'esempio, l'area sarà di 27 cm². In questo caso, si presume che f sia pari a 50 Hertz e Bm è l'induzione di campo (magnetica) nel nucleo del dispositivo. Si presume che il suo valore sia 1,5 Tesla.

Per un trasformatore di saldatura che funzionerà con elettrodi dello spessore di 4 mm, sono state ottenute le seguenti caratteristiche:

Tipi di nuclei magnetici: a - armatura, b - asta.

• corrente di saldatura - 160 A;
• area della sezione centrale - 28,5 cm²;
• l'avvolgimento primario contiene 250 giri.

Ma queste caratteristiche sono valide per il trasformatore di saldatura. Solo nella produzione del suo schema usato, che applicava un maggiore valore di dispersione magnetica. Per riprodurre a casa un tale dispositivo è improbabile che abbia successo, quindi sarà più facile fabbricare un trasformatore con avvolgimento secondario direttamente sulla parte superiore della rete. Anche se teniamo conto della condizione che l'uso di strozzature è inevitabile, il deterioramento delle caratteristiche, allora il flusso magnetico di un dispositivo così semplice sarà concentrato in un certo punto e attorno ad esso. E tutta l'energia in essa può essere trasmessa razionalmente.

Semplice calcolo del trasformatore per la saldatura

I metodi standard per il calcolo dei trasformatori sono inaccettabili nella maggior parte dei casi, in quanto vengono utilizzate forme di ferro non standard e un filo con una sezione trasversale sconosciuta, calcolata approssimativamente. Nel calcolo, sono state ottenute tali caratteristiche di un trasformatore di saldatura come l'area di sezione del circuito magnetico e il numero di spire. Vale la pena notare che raddoppiando l'area della sezione trasversale, le caratteristiche del trasformatore stesso non si deteriorano. Devi solo cambiare il numero di spire dell'avvolgimento primario per ottenere la potenza richiesta.

Più grande è la sezione del circuito magnetico, meno turni dovranno essere caricati. Utilizzare questa qualità in caso di problemi con il filo di avvolgimento. Per calcolare il numero di giri dell'avvolgimento primario, è possibile utilizzare semplici formule:

Dipendenze correnti nell'avvolgimento primario del trasformatore sulla tensione di alimentazione, nella modalità di funzionamento al minimo.

• N1 = 7440 × U1 / (S di × I2);
• N1 = 4960 × U1 / (S di × I2).

Il primo è utilizzato nel calcolo delle saldatrici, in cui entrambi gli avvolgimenti si trovano sulla stessa spalla. Per gli avvolgimenti separati, deve essere applicata la seconda formula. In queste formule, Siz è la sezione del circuito magnetico, misurata prima dei calcoli. Si noti che quando si separano gli avvolgimenti su spalle diverse, non si riceverà una corrente superiore a 140 A all'uscita della saldatrice, e per qualsiasi tipo di dispositivo, è anche impossibile prendere in considerazione il valore corrente che è più di 200 A. E non dimenticare che hai molte incognite:

• grado di ferro trasformatore;
• tensione di rete e suo cambiamento;
• resistenza nelle linee elettriche.

Per escludere la possibilità di influenza di tali fattori minori sul funzionamento del trasformatore di saldatura, è necessario effettuare un colpetto ogni 40 giri. È possibile modificare la modalità operativa del trasformatore in qualsiasi momento applicando una tensione di alimentazione per un numero minore o maggiore di giri.

La sezione trasversale del circuito magnetico e la selezione delle spire del trasformatore

Pacchetto di ferro trasformatore (nucleo magnetico).

Conoscendo la sezione trasversale del circuito magnetico, è possibile trovare il numero di spire degli avvolgimenti del trasformatore di saldatura. La cosa principale che devi decidere è esattamente quale dovrebbe essere la sezione. Idealmente, è stato ottenuto un valore di 28 cm². Ma non può sempre essere utilizzato in un trasformatore di saldatura, se si osservano le componenti strutturali ed economiche. Devi pensare attentamente a come avvolgere il filo. Per una potenza, puoi scegliere due schemi:

• 30 cm² e 250 giri;
• 60 cm² e 125 giri.

È anche possibile utilizzare un'opzione intermedia. Se la finestra è piccola, è meglio aumentare semplicemente l'area della sezione trasversale. Ma poi il peso del trasformatore di saldatura aumenterà. Pertanto, può essere spostato liberamente solo su un carrello speciale.

Ci sono casi in cui si deve giudicare la potenza utile di un trasformatore per una saldatrice, la migliore per corrente, misurata nell'avvolgimento primario del dispositivo in modalità di riposo. E per essere più precisi, devi parlare più del valore della potenza durante la formazione dell'arco, ma solo della regolazione del trasformatore di saldatura alla massima potenza. Spremere il massimo dal tuo design. E la cosa principale nel processo di calcolo del trasformatore è di prevenire un numero insufficiente di giri dell'avvolgimento primario. Sono richiesti i seguenti dispositivi:

• LATR (autotrasformatore lineare);
• amperometro;
• voltmetro.

Anche per trasformatori dello stesso tipo, la corrente può essere diversa. Pertanto, è impossibile valutare la potenza della saldatura elettrica. Ma la dipendenza dalla corrente di avvolgimento primario può dirlo molto. Alcune proprietà speciali di un trasformatore di saldatura possono essere identificate. Per fare ciò, è necessario applicare la tensione dall'uscita del LATR all'avvolgimento primario della saldatura. Grazie all'autotrasformatore lineare, è possibile modificare il valore di tensione da 0 a 240 V. Un voltmetro è collegato in parallelo con l'avvolgimento e un amperometro è inserito nella rottura di un filo.

Innanzitutto, c'è un aumento lineare della corrente, che prende un piccolo valore.

Dopo che la velocità di aumento diventa più grande, la corrente aumenta rapidamente e rapidamente. Con un numero insufficiente di spire nel primario, la curva corrente tenderà ad un valore infinito fino alla soglia di 240 V. Pertanto, è necessario aggiungere un certo numero di spire all'avvolgimento della saldatrice. E non dimenticare di tener conto del fatto che quando accendi la rete senza LATR, il tuo dispositivo consumerà almeno un terzo di corrente in più. In questo modo, non è facile calcolare teoricamente il trasformatore di saldatura, in pratica tutto è molto più semplice.