Из чего состоит сварочный трансформатор

Время чтения: 7 минут

Сварочный трансформатор — это классическая разновидность сварочного аппарата, применяемая уже более ста лет. Трансформаторы зарекомендовали себя как надежные и неприхотливые аппараты, которые способны сварить даже самый толстый металл за счет большой сили сварочного тока. Сейчас трансформаторы используются нечасто, поскольку производители предлагают недорогие функциональные инверторы. Но для профессионалов и сварщиков старой закалки трансформаторы все еще играют большую роль.

Из чего состоит сварочный трансформатор

В этой статье мы подробно расскажем, что такое сварочный трансформатор, как он устроен, какие существуют типы сварочных трансформаторов и для чего служит сварочный трансформатор. Этот материал создан специально для тех, кто только изучает азы сварки и выбирает сварочный аппарат для себя.

Общая информация

Сварочный аппарат трансформаторного типа — это один из классических представителей сварочного оборудования. Основная функция сварочного трансформатора — преобразование напряжения сети 220В или 380В в низкое, а также преобразование тока от низких до высоких значений. Любой трансформатор (будь он современный или выпущенный 30 лет назад) предназначен для ручной дуговой сварки с применением покрытых электродов.

Из чего состоит сварочный трансформатор

С помощью трансформатора возможна как бытовая, так и профессиональная или промышленная сварка. В 20 веке сварочные трансформаторы широко использовались для профессиональных сварочных работ, пока их не вытеснили компактные инверторы нового поколения. Тем не менее, трансформаторы все еще используются многими сварщиками.

  • Низкая стоимость самого аппарата, а также его запчастей и технического обслуживания
  • Неприхотливость к хранению и эксплуатации
  • Высокая ремонтопригодность
  • Большая мощность
  • Возможность сварки толстых металлов
  • Большой вес и габариты, затрудняющие транспортировку
  • Не интуитивная регулировка силы тока (отсутствуют ручки и кнопки, регулировка осуществляется путем изменения величины индуктивного сопротивления или вторичного напряжения холостого хода)
  • Часто нестабильное горение дуги, затруднительный поджиг

Устройство и принцип работы

Устройство и принцип действия сварочного трансформатора крайне просты. Именно из-за этой особенности трансформаторы настолько ремонтопригодны и недороги в обслуживании.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Устройство сварочного трансформатора

Трансформатор состоит из трансформаторного и регуляторного узла. Трансформаторный узел необходим для понижения напряжения, поступающего от сети 220В или 380В. Регулярный узел позволяет установить нужную вам силу тока.

Состав трансформаторного узла может разниться в зависимости от напряжения, необходимого для стабильной работы аппарата. Существуют однофазные, двухфазные и трехфазные аппараты. Однофазный трансформатор состоит из сердечника и двух обмоток. Двухфазный — из двух однофазных. Трехфазный — из трех однофазных соответственно.

Что касается регуляторного узла, то зачастую это дроссель насыщения. Чтобы отрегулировать силу тока необходимо изменить зазор магнитопровода этого дросселя. Как вы понимаете, выполнять подобные манипуляции, каждый раз снимая корпус с аппарата, очень неудобно. Поэтому умельцы выводят на поверхность корпуса специальную ручку, с помощью которой можно механическим образом регулировать силу сварочного тока.

Два этих узла — трансформаторный и регуляторный — являются основой сварочного трансформаторного аппарата. Помимо этих узлов предусмотрены дополнительные устройства. Тем не менее, стандартная схема сварочного трансформатора все равно очень простая. По этой причине трансформаторы крайне редко выходят из строя. Если у трансформатора обнаружились неполадки, их можно легко устранить в домашних условиях.

Принцип работы сварочного трансформатора

В большинстве сварочных аппаратов сварочный ток преобразовывается из постоянного в переменный, чтобы была возможность зажечь дугу. В случае с трансформатором это правило не работает. Это единственный сварочный аппарат, позволяющий выполнять сварку с применением постоянного тока. Все, что необходимо — это адаптировать электрический ток под необходимые вам условия.

Это задача трансформаторного узла, о котором мы говорили выше. Он понижает входное напряжение до необходимого значения. Затем дело за регуляторным узлом, который позволяет точно настроить силу тока. Вот и все. Принцип действия максимально прост. Дополнительно может быть заземление.

Виды трансформаторов

Существуют различные виды сварочных трансформаторов. Они могут классифицироваться по разным критериям: по напряжению сети, по функциональности, по способу регулировки тока, по количеству рабочих постов. Давайте рассмотрим эти критерии подробнее

Напряжение сети

Сварочный трансформатор для ручной дуговой сварки может работать как от 220В, так и от 380В. Это зависит от того, сколько фаз у трансформатора. Выше мы уже говорили, что существуют однофазные, двухфазные и трехфазные аппараты. Однофазные работают от розетки 220В. Двухфазный сварочный трансформатор встречается редко, поэтому не будет заострять на нем внимание Трехфазные трансформаторы требуют напряжения 380В.

Также существуют комбинированные трансформаторные аппараты, способные работать при любом напряжении сети.

Функционал трансформатора

От функциональности напрямую зависит назначение сварочного трансформатора. Разделяют бытовые, профессиональные и промышленные аппараты. У них разные характеристики, соответственно разный функционал. Аппарат бытового класса не способен выдать более 200А, поэтому его возможности ограничены. А вот профессиональные модели генерируют от 300А и позволяют варить даже толстый металл.

Читать также:  Как очистить алюминиевые диски от окисления

Из чего состоит сварочный трансформатор

Промышленный сварочный трансформатор обладает возможностями, позволяющими выполнять самые сложные сварочные работы. Но, справедливости ради, сейчас трансформаторы практически не используются в промышленной сварке. Их заменили более технологичные аппараты.

Количество рабочих постов

Трансформаторы для ручной дуговой сварки могут предназначены для разного количества рабочих постов. Чем больше сварочных кабелей можно подключить к трансформатору, тем больше рабочих постов можно организовать.

Условно аппараты делятся на однопостовые и многопостовые. Однопостовые рассчитаны на одно рабочее место. Проще говоря, к такому аппарату можно подключить всего один сварочный кабель и работу сможет выполнить только один сварщик. Многопостовые аппараты позволяют подключать от 3 до 6 кабелей, тем самым позволяя осуществлять сварку трех-шести сварщикам одновременно.

Способ регулировки силы тока

Выше мы писали, что трансформатор для сварки оснащен регуляторным узлом в котором есть дроссель насыщения. Меняя расстояние между катушками можно изменить и силу тока. Но на самом деле, это не единственный тип регулировки сварочного тока.

Помимо дросселя насыщения может использоваться дроссель магнитного зазора, двигающийся или подмагниченный шунт, реактивная обмотка, подвижная катушка кондекнсатор, рассеивающиеся обмотки, тиристорные регулировки или импульсные стабилизаторы.

Как видите, существует множество разновидностей трансформаторов. Поэтому выбирайте аппарат исходя из своих потребностей и нужд. Для домашнего использования будет достаточно однофазного однопостового трансформатора с максимальной силой тока до 300А, с дросселем насыщения для регулировки. Такие аппараты наиболее надежны и неприхотливы в эксплуатации.

Вместо заключения

Трансформаторы — это надежные и неприхотливые аппараты, зарекомендовавшие себя при выполнении любых задач: от бытовых до промышленных. Сейчас они практически не используются из-за большого разнообразия аппаратов инверторного типа, но это не значит, что трансформаторы исчезнут. У них есть свои неоспоримые преимущества, которыми вряд ли смогут похвастаться даже самые современные инверторы.

С помощью трансформатора можно варить толстый металл, ему под силу сварка любой сложности. Но учтите, что для работы с трансформатором необходимо обладать навыками сварки. Только так вы сможете добиться достойного качества швов. С другой стороны, если вы изучите азы сварки на трансформаторе, то потом сможете качественно выполнять работу на любом типе сварочного оборудования. Желаем удачи в работе!

Сварочные трансформаторы представляют собой оборудование для преобразования переменного тока для оптимального уровня сварки. Для обеспечения равномерной работы аппарат снижает входное напряжение до 60-75 Вольт.

Оборудование применяется в быту и промышленности, способно работать в тяжелых условиях.

Устройство и принцип работы электрооборудования, какие виды бывают, конструктивные особенности рассмотрим ниже.

В чем состоит принцип устройства?

Из чего состоит трансформатор для сварки и как он устроен? Однофазное устройство имеет простую структуру, состоящую из:

  • магнитного привода;
  • начальной и вторичной обмоток;
  • металлического корпуса;
  • рукоятки;
  • системы охлаждения;
  • зажима для проводов;
  • крышки корпуса;
  • ходовой гайки;
  • вертикального винта с ленточной резьбой.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Коэффициент преобразования определяет количество витков в обмотках. Проходящий переменный ток через сердечник из ферримагнитного сплава с замкнутым контуром, создает внутренне напряжение в каждом витке обмотки, оптимизируя выходное напряжение.

Начальная обмотка соединена с центральной сетью, вторичная – с массой и держателем электродов, который и осуществляет сварку. Контур теряет сопротивление, а связь электромагнитов повышается. Баланс переменного тока осуществляется с помощью регулятора.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Конструктивная особенность каждого вида сварочного трансформатора зависит от параметров:

  • формы и типа сердечника, обмоток;
  • типа и мощности преобразования тока;
  • характеристик охлаждения обмоток;
  • параметров изоляции;
  • места установки оборудования;
  • необходимых требований к массе и сопротивляемости обмоток.

Некоторые модели сварочных трансформаторов оснащены определенными узлами. Дополнительные элементы: конденсаторы, дополнительные обмотки, вентиляция, стабилизаторы, совершенствуют работу аппаратов.

Смотрите познавательно-обучающее видео про устройство сварочного трансформатора:

Какие виды сварочных трансформаторов существуют?

В зависимости от конструкции электрического устройства и метода его регулирования классифицируют на три основные группы.

  1. Аппараты амплитудного регулирования с номинальным магнитным рассеиванием. Конструкция состоит из корпуса трансформатора с дроссельным механизмом регулирования выходного напряжения, дополнительной катушки. Дроссель находится на магнитопроводе. В этих моделях обмотки медные или алюминиевые.
  2. Трансформаторы амплитудного регулирования с повышенным магнитным рассеиванием. Отличительные особенности данного вида заключаются в конструкции шунтов и обмоток. При небольшом весе оборудования рабочие характеристики заключаются в повышенном коэффициенте мощности.
  3. Тиристорные приборы. Оснащены фазорегулятором, расположенным на цепи, которая соединена с тиристорами и системой управления.

По количеству фаз сварочное оборудование бывает однофазным и трехфазным.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Первые модели работают при входящем напряжении 220 Вольт. Такие аппараты используют в основном в домашних условиях.

Трехфазные приборы работают от сети с напряжением 380 Вольт, их применяют в промышленности. Увеличенная сила тока позволяет сваривать металлические изделия большей толщины.

Существуют аппараты, способные работать от сети напряжением 220 Вольт и 380 Вольт повсеместно.

В этом видео рассказывается, в чём разница между трёхфазным и однофазным сварочным:

Как работает сварочный трансформатор?

Основная задача устройства – преобразовать высокое входящее напряжение в низкое, оптимальное для работы. Это свойство дает возможность увеличить силу тока в обмотке, и как следствие происходит плавление металла.

Читать также:  Как пользоваться керхером в домашних условиях

Трансформаторная сварка производится поэтапно:

  • ток попадает на первичную обмотку высоковольтного напряжения, затем возникает магнитное поле переменного характера;
  • магнитный поток попадает в сердечник, который передает его на вторую обмотку, минимизируя индукционные потери;
  • магнитная индукция создает электродвижущую силу, вращая электроны металла, возникает постоянный электрический ток;
  • из-за большего количество витков во вторичной намотке, напряжение падает, а сила тока повышается;
  • во время замыкания металла с электродом создается равномерная электрическая дуга, которая переносит частички металла на свариваемые детали.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Во время работы сварочный агрегат находится под постоянной нагрузкой. Но его преимущество заключается в возможности работы в режиме холостого хода.

В процессе сваривания деталей под напряжением происходит замыкание между заготовкой и электродом, образуется сварочный шов. Металлические изделия соединяются, благодаря электричеству.

После образования шва цепь размыкается. Оборудование переходит в режим ожидания (холостой ход).

Из чего состоит сварочный трансформатор

Электродвижущие силы замыкаются в воздушных зазорах между витками. Именно они создают напряжение холостого хода. Такая работа аппарата считается безопасной. Показатели холостого хода достигают 48-70 Вольт. Они не должны превышать допустимые нормы.

В таких случаях применяют ограничители, которые автоматически срабатывают по окончанию процесса сварки. Для безопасной работы оборудование должно быть оснащено заземлением.

Важно! Проводить работы с электрооборудованием нужно в защищенном от влаги месте. Попадание воды на технику может вывести ее из строя.

На этом видео показан принцип работы трансформатора:

По какому принципу рассчитать сварочный трансформатор?

Сварочные аппараты бывают разной мощности. Их выбор будет зависеть от того, для какого вида сварки они используются. Основной расчет производится, исходя из количества витков в намотке и диапазона выдаваемого тока.

По назначению электроприборы делятся на:

  • бытовые трансформаторы – для сварки металлических изделий, толщиной не более 6мм, применяются для бытовых нужд в доме, гараже;
  • профессиональные аппараты – применяются в промышленных сферах, обеспечивая бесперебойную работу нескольких точек;
  • полупрофессиональные приборы – сваривают изделия до 8 мм толщиной, используются как в быту, так и в промышленности.

Отличия трансформаторов от инверторов

Отличие в процессе сварки трансформатором заключается в нестабильности электрической дуги. Сварочный шов изменяется в параметрах при малейшем колебании тока.

Инвертор имеет сложную конструкцию, состоящую из несколько узлов, управляемых блоком. Это дает возможность обеспечивать плавную регулировку тока.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Трансформаторы имеют более простую конструкцию в отличие от инверторов. Поэтому их стоимость значительно ниже, чем у современных инверторов.

Простота конструкции сводит к минимуму возможность поломки. Если оборудование вышло из строя, ремонт не потребует больших затрат.

Правила выбора оборудования

Сварочные трансформаторы выбирают в зависимости от назначения и места эксплуатации.

  1. Напряжение сети. От требуемого напряжения зависит тип аппарата. Перед покупкой оборудования, нужно выяснить какое напряжение будет в месте работы 220 В или 380 В. Несоответствие этих параметров приведет к поломке техники.
  2. Напряжение холостого хода. Появление сварной дуги зависит от напряжения холостого хода. Чем выше его показатель, тем легче создать стабильность горения дуги.
  3. Количество рабочих мест. Если для работы потребуются несколько сварщиков, то бытовые модели для таких целей не подходят.
  4. Мощность. При выборе оборудования обращают внимание на два показателя мощности – входную и выходную. Между этими показателями должен быть минимальный порог.
  5. Продолжительность работы. От этого показателя зависит степень производительности аппарата. Чем выше показатель времени работы электрооборудования, тем выше производительность.
  6. Размеры и масса, мобильность. Габариты сварочного оборудования влияют на показатель производительности. Оснащение аппарата колесами делает его удобным в эксплуатации. Можно выбрать компактный или, наоборот, громоздкий вариант техники. Это будет зависеть от его предназначения.

Важно! Выбирая модель, нужно обратить внимание на защитные функции от перегрева. Это обезопасит сварщика от серьезных последствий во время работы.

Полезное видео, особенности выбора сварочных инверторов и трансформаторов:

Заключение

Что такое сварочный трансформатор и как с ним работать, рассмотрели в данной статье. Соблюдая рекомендации по эксплуатации оборудования для сварки можно избежать существенных проблем.

Правильно выбранный вариант техники обеспечит надежной и долговечной работой в процессе эксплуатации. А результат работы будет виден в качественном сварном шве.

В процессе механизации сварочных работ каждая машина оснащается необходимыми рабочими узлами. Сварочный трансформатор – ведущая деталь любого аппарата, незаменимая при контактной сварке.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Схема устройства сварочного трансформатора.

Для улучшения качества работы сварщику необходимо досконально изучить устройство сварочного трансформатора.

Принцип работы общего узла машины для сварки

Основным назначением трансформатора является преобразование напряжения в электросети в наиболее подходящие для сварочного аппарата величины. Трансформатор регулирует напряжение, снижая его до определенных размеров. Он налаживает непрерывную работу сварочного устройства. Являясь незаменимым источником питания, трансформатор способен отдавать максимальную мощность сварочной дуге. Совершенная конструкция сварочного трансформатора позволяет использовать устройство для соединения материалов в диапазоне температур от -45 до +40°C.

Основные параметры и устройство преобразователя

Из чего состоит сварочный трансформатор

Рисунок 1. Вторичная и первичная обмотка обладают высокой механической прочностью, надежно изолированы от влаги, грязи, пыли.

Читать также:  Как правильно шкурить дерево

Основными деталями трансформатора являются такие элементы, как:

  • сердечник (магнитопровод);
  • вывод первичной обмотки;
  • первичная обмотка;
  • вторичный виток обмотки;
  • рама;
  • труба водяного охлаждения.

Большую часть преобразователей выпускают с вторичной и первичной обмоткой (рис. 1). Они обладают высокой механической прочностью, надежно изолированы от влаги, грязи, пыли.

Трансформатор работает с использованием жестких режимов охлаждения. Для сварочного преобразователя устанавливают размеры, состоящие из таких величин, как:

  • мощность (кВ.А);
  • продолжительность включения ПВ (%);
  • сварочный ток (А);
  • напряжение холостого хода (В).

Продолжительность работы преобразователя с нормальным магнитным рассеянием составляет от 65 до 60% (в зависимости от модели). Величина номинального значения тока составляет от 500 А до 2000 А. Мощность трансформаторного устройства колеблется от 30 кВ.А до 162 кВ.А. Величина нагревания обмоток связана с силой тока для сварки и временем его прохождения. Наблюдается зависимость между Тсв (временем сварки) и продолжительностью включения ПВ. Чем меньше Тсв, тем больше величина сварного тока.

Из чего состоит сварочный трансформатор

Рисунок 2. Схема трансформаторов ТД-300 и ТД-500.

Сварка однофазными и трехфазными преобразователями основана на взаимной индукции.

Устанавливают трехфазный режим работы, состоящий из таких параметров:

  • холостой ход;
  • работа с нагрузкой;
  • короткое замыкание.

Преобразователи с мощными магнитными полями способны выполнять несколько функций:

  • плавную регулировку величины тока;
  • формирование непрерывного горения сварочной дуги.

Современные обозначения сварочных преобразователей

Однофазный трансформатор принадлежит к серии ТД. Он оснащен подвижной обмоткой, регулятором силы тока. При вращении ходового винта с помощью рукоятки происходит перемещение обмотки. Вдоль всей протяженности стержней располагаются первичная и вторичная обмотки.

Трансформаторы ТД-300 и ТД-500 (рис. 2) обладают вторичными катушками, которые способны двигаться. Преобразователь серии ТД-502, работающий от тока в 500 А, оснащен конденсатором мощности.

Широкое применение находит серия трансформаторов ТДМ. Они созданы из специальных листов, имеющих толщину 0,35 мм. Выполнена основная задача при создании новых преобразователей: обмоточные материалы использованы новые и эффективные.

В серию ТДМ входят преобразователи, работающие от тока в 315, 400 и 500 А. Трехфазные трансформаторы менее распространены. Сварка осуществляется путем преобразования тока от 380/220 В в 60 В.

Устройство магнитопровода (сердечника)

Из чего состоит сварочный трансформатор

Рисунок 3. Схема броневого сердечника.

Для преобразователей контактных машин используют сердечники:

На практике применяют броневые сердечники. В шовно-стыковых машинах устанавливают кольцевые магнитопроводы. Витые сердечники имеют ширину 80 мм, изготавливаются из стали марок 1211, 1212, 1512 толщиной 0,5 мм. С помощью рамок сердечники плотно стягиваются.

Применяя электрокартон толщиной 1-1,5 мм, удается произвести изоляцию рамы от магнитопровода. Витые сердечники изготавливаются из ленты, имеющей толщину 0,35 мм, марки 3412 или 3414.

Для первичной обмотки применяют алюминиевую проволоку толщиной в 1,5 мм.

Витки обмотки тщательно изолированы при помощи картона толщиной 0,5 мм, слюдинита 0,2-0,3 мм.

Переключатель ступеней соединяется с выводами первичной обмотки. Она состоит из цилиндрических и дисковых катушек у трансформатора контактных сварочных машин.

Диаметр провода обмотки влияет на нагрев всего трансформатора: при значительной величине силы тока в проводах устройство для сварки нагревается более интенсивно. Медная проволока для обмотки наиболее удобна, т.к. пропускает большую плотность тока величиной 5 и 10 А/мм².

Из чего состоит сварочный трансформатор

Схема намотки сварочного трансформатора.

В качестве изоляционного материала для провода используют лак или стеклоткань. Укладка витков имеет большое значение, т.к. находится под высоким напряжением, сильно нагревается. При выходе из строя нескольких витков обмотки в негодность приходит вся катушка.

Основная особенность вторичной обмотки – наличие лишь одного витка. У подвесных точечных устройств содержится два обмоточных вторичных витка. Литые вторичные обмотки трансформатора снабжены внутренней трубкой для водяного охлаждения. Витки изготавливают из меди и устанавливают на устройствах большой мощности. Они очень прочные, имеют толщину не менее 14 мм, изготовлены с колодкой, содержащей внутри медную трубку диаметром 10 мм. Алюминиевые листы для витков используют редко из-за малой прочности материала.

Устройство пускового механизма трансформатора

Пусковое устройство состоит из трансформатора, магнитопровода с двумя обмотками. Неотъемлемая часть пускового устройства – клеммы для доставки постоянного тока.

Намотка преобразователя дает наибольшие показатели КПД.

С помощью переключателя выполняется изменение напряжения и количества подключенных обмоток к выпрямителю.

В первичную цепь трансформатора вмонтирован тиристорный регулятор. Концы вторичной обмотки, подключенные к выпрямительному мосту, выдают два уровня измененного напряжения. Пусковое устройство работает от напряжения в сети 220 В. Сварочный ток составляет 0-120 А, регулируемое напряжение на выходе – 0-70 В.

В основе устройства, сделанного своими руками, находится самодельный стержневой трансформатор с первичной обмоткой в 230 витков. Вторичная обмотка состоит из 32 витков.

Дроссель намотан на сердечник. Над дросселем ставится пульт управления тиристорами, смонтированный на плате. В качестве системы охлаждения применяется вентилятор.

Сварочные трансформаторы компактны, обеспечивают высокую производительность труда, надежны, удобны в эксплуатации.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *