Transformatori su uređaji dizajnirani za povećanje i smanjenje naizmjeničnog napona. U ovom slučaju, frekvencija struje se ne mijenja, kao što se njegove karakteristike snage praktički ne mijenjaju. Kakav god da je transformator (prema različitim kriterijima mogu se podijeliti u nekoliko grupa), on ima niz sličnih karakteristika na koje treba obratiti posebnu pažnju, ne samo tokom rada, već i prilikom provjere funkcionalnosti uređaja.
Transformatori i njihovi načini rada
Rad svih transformatorskih uređaja, a postoji desetak različitih vrsta, može odgovarati jednom od tri glavna načina rada:
- Idling.
- Kratki spoj.
- Način učitavanja.
Jedan od najvažnijih režima je rad transformatora u praznom hodu, jer se na osnovu informativnih indikatora eksperimenata rada u praznom hodu vrši detaljna analiza bilo kojeg od njihovih modova. Ovo također zahtijeva ekvivalentne parametre kola.
Kako odrediti omjer transformacije i druge parametre?
Šta je "transformator bez opterećenja"? Zapravo, ovo je poseban način rada uređaja, čiji je uvjet da je sekundarni namotaj otvoren, a primarni namot ima nazivni napon. U ovom stanju, prilikom izvođenja niza proračuna, moguće je odrediti tačne parametre brojnih indikatora, na primjer, za transformatorske uređaje uobičajenog jednofaznog tipa izračunavaju se sljedeće:
- omjer transformacije;
- aktivni, ukupni, induktivni otpor grane magnetizacije;
- faktor snage, postotak struje i mjerenja praznog hoda.
Algoritam za mjerenje brzine u praznom hodu izgleda ovako:
- Struja koja je primijenjena na primarni namotaj mjeri se pomoću mjernih instrumenata koji su uključeni u zajedničko kolo.
- Sekundarni namotaj na voltmetru se zatvara. Otpor bi trebao biti takve vrijednosti da se vrijednost struje sekundarnog namotaja približi minimalnoj oznaci.
- Količina struje praznog hoda u primarnom namotu je minimalna u odnosu na nominalnu vrijednost u poređenju sa primijenjenim naponom, koji je uravnotežen elektromotornom silom primarnog namotaja. I oba ova indikatora se neznatno razlikuju, što znači da se vrijednost tijeka elektromotorne sile u primarnom namotu može odrediti iz podataka voltmetra.
Najpreciznije željene vrijednosti mogu se dobiti korištenjem namotaja različitih napona - niskog i visokog. Tačnost takvih mjerenja će biti određena razlikom u ocjenama između njih.
Uzroci i posljedice gubitaka transformatora u praznom hodu
Gubici bez opterećenja u transformatorskim uređajima bilo koje vrste posljedica su habanja uređaja. Vremenom, njihov magnetni sistem i struktura upotrijebljenog metala stari i mijenja se, izolacija među pločama postaje lošija, a kompresija jezgra slabi. Naravno, to negativno utiče na nivo gubitaka električne energije.
Praksa pokazuje da uprkos utvrđenim standardima, prema kojima se gubici mogu razlikovati od fabričkih pokazatelja za najviše pet odsto, u velikom broju slučajeva prelaze prag od pedeset odsto. Ovo posebno vrijedi za transformatore energetskog tipa. Podaci mjerenja sa ovog tipa uređaja omogućavaju prilično precizno predviđanje gubitaka energije u svakoj pojedinoj općini.
U potrazi za odgovarajućim transformatorom za zavarivanje, mnogi napuštaju tvorničke modele u korist domaćih. Razlozi za takvu odluku mogu biti vrlo raznoliki, od neprihvatljivih cijena do želje da sami napravite transformator za zavarivanje. Zapravo, nema posebnih poteškoća u izradi transformatora za zavarivanje, štoviše, domaći transformator za zavarivanje s pravom se može smatrati izvorom ponosa za svakog vlasnika. Ali kada ga kreirate, nemoguće je bez znanja o strukturi i krugu transformatora, njegovim karakteristikama i proračunima na temelju njih.
Svaki električni alat ima određene karakteristike performansi i transformator za zavarivanje nije izuzetak. Ali pored uobičajenih, kao što su snaga, broj faza i mrežni napon potreban za rad, transformator za zavarivanje ima čitav niz jedinstvenih karakteristika, od kojih će svaka omogućiti da precizno odaberete uređaj u trgovini za specifičnu vrstu posla. Za one koji će napraviti transformator za zavarivanje vlastitim rukama, poznavanje ovih karakteristika bit će potrebno za izvođenje proračuna.
Ali prije nego što pređemo na detaljan opis svake karakteristike, potrebno je razumjeti koji je osnovni princip rada transformatora za zavarivanje. Prilično je jednostavan i sastoji se od pretvaranja dolaznog napona, odnosno njegovog snižavanja. Opadajuća strujno-naponska karakteristika transformatora za zavarivanje ima sljedeću ovisnost - kada se napon (Volt) smanji, struja zavarivanja (Amper) raste, što omogućava metalu da se topi i zavari. Na ovom principu zasniva se cjelokupni rad transformatora za zavarivanje, kao i ostale njegove karakteristike.
Mrežni napon i broj faza
Sa ovom karakteristikom sve je prilično jednostavno. Označava napon potreban za rad transformatora za zavarivanje. To može biti 220 V ili 380 V. U praksi, napon mreže može neznatno fluktuirati unutar +/- 10 V, što može uticati na stabilan rad transformatora. Prilikom proračuna transformatora za zavarivanje, napon mreže je osnovna karakteristika za proračune. Osim toga, broj faza ovisi o naponu mreže. Za 220 V postoje dvije faze, za 380 V su tri. To se ne uzima u obzir u proračunima, ali ovo je važna točka za povezivanje aparata za zavarivanje i njegov rad. Postoji i posebna kategorija transformatora koji mogu raditi na 220 V i 380 V.
Nazivna struja zavarivanja transformatora
Ovo je glavna radna karakteristika svakog transformatora za zavarivanje. Sposobnost rezanja i zavarivanja metala ovisi o jačini struje zavarivanja. U svim transformatorima za zavarivanje ova vrijednost je naznačena kao maksimalna, jer je upravo to koliko transformator može isporučiti na granici svojih mogućnosti. Naravno, nazivna struja zavarivanja se može podesiti kako bi se omogućio rad sa elektrodama različitih prečnika, a za to je u transformatorima predviđen poseban regulator. Treba napomenuti da za kućne transformatore za zavarivanje koje ste kreirali sami, struja zavarivanja ne prelazi 160 - 200 A. To je prvenstveno zbog težine samog transformatora. Uostalom, što je veća snaga struje zavarivanja, potrebno je više zavoja bakrene žice, a to su dodatni, nepodnošljivi kilogrami. Osim transformatora za zavarivanje, cijena ovisi o metalu za žice namotaja, a što je više žica korišteno, skuplji će koštati i sam uređaj.
Pri radu sa transformatorom za zavarivanje za zavarivanje metala koriste se zavarljive elektrode različitih promjera. Mogućnost korištenja elektrode određenog promjera ovisi o dva faktora. Prvi je nazivna struja zavarivanja transformatora. Druga je debljina metala. U tabeli ispod prikazani su prečnici elektroda u zavisnosti od debljine metala i struje zavarivanja samog transformatora.
Kao što se može vidjeti iz ove tabele, korištenje elektrode od 2 mm jednostavno će biti besmisleno pri struji od 200 A. Ili obrnuto, elektroda od 4 mm je beskorisna pri struji od 100 A. Ali vrlo često je potrebno zavariti metal različitih debljina sa istom mašinom i za Stoga su transformatori za zavarivanje opremljeni strujnim regulatorima.
Kontrolne granice struje zavarivanja
Za zavarivanje metala različitih debljina koriste se elektrode različitih promjera. Ali ako je struja zavarivanja previsoka, metal će izgorjeti tokom zavarivanja, a ako je preniska, neće ga biti moguće rastopiti. Stoga je u transformatorima za zavarivanje za ove svrhe ugrađen poseban regulator koji vam omogućava da smanjite nazivnu struju zavarivanja na određenu vrijednost. Obično se u domaćim transformatorima za zavarivanje stvara nekoliko faza podešavanja, u rasponu od 50 A do 200 A.
Nazivni radni napon
Kao što je već napomenuto, transformator za zavarivanje pretvara ulazni napon u nižu vrijednost od 30 - 60 V. Ovo je nazivni radni napon, koji je neophodan za održavanje stabilnog luka. O ovom parametru ovisi i mogućnost zavarivanja metala određene debljine. Dakle, zavarivanje tankog lima zahtijeva nizak napon, a deblji metal zahtijeva visok napon. Prilikom izračunavanja, ovaj pokazatelj je veoma važan.
Nominalni način rada
Jedna od ključnih karakteristika transformatora za zavarivanje je njegov nazivni način rada. Označava period neprekidnog rada. Ova brojka za tvorničke transformatore za zavarivanje je obično oko 40%, ali za domaće ne može biti veća od 20 - 30%. To znači da od 10 minuta rada možete neprekidno kuhati 3 minute, a ostaviti da se odmori 7 minuta.
Potrošnja i izlaz
Kao i svaki drugi električni alat, transformator za zavarivanje troši električnu energiju. Prilikom izračunavanja i stvaranja transformatora, indikator potrošnje energije igra važnu ulogu. Što se tiče izlazne snage, to također treba uzeti u obzir, jer efikasnost transformatora za zavarivanje direktno ovisi o razlici između ova dva indikatora. I što je ta razlika manja, to bolje.
Napon otvorenog kola
Jedna od važnih radnih karakteristika je napon otvorenog kruga transformatora za zavarivanje. Ova karakteristika je zaslužna za lakoću pojavljivanja luka za zavarivanje, a što je veći napon, lakše će se pojaviti luk. Ali postoji jedna važna tačka. Kako bi se osigurala sigurnost osobe koja radi s uređajem, napon je ograničen na 80 V.
Krug transformatora za zavarivanje
Kao što je već napomenuto, princip rada transformatora za zavarivanje je smanjenje napona i povećanje struje. U većini slučajeva dizajn transformatora za zavarivanje je prilično jednostavan. Sastoji se od metalnog jezgra, dva namota - primarnog i sekundarnog. Fotografija ispod prikazuje dizajn transformatora za zavarivanje.
Razvojem elektrotehnike unapređen je osnovni dizajn transformatora za zavarivanje, a danas se proizvode aparati za zavarivanje koji u svom strujnom kolu koriste prigušnice, diodni most i regulatore struje. Prikazani dijagram pokazuje kako je diodni most integriran u transformator za zavarivanje (fotografija ispod).
Jedan od najpopularnijih transformatora za zavarivanje kod kuće je transformator sa toroidnom jezgrom, zbog svoje male težine i odličnih karakteristika. Dijagram takvog transformatora je prikazan u nastavku.
Danas postoji mnogo različitih krugova transformatora za zavarivanje, od klasičnih do krugova invertera i ispravljača. Ali za stvaranje transformatora za zavarivanje vlastitim rukama, bolje je odabrati jednostavniji i pouzdaniji krug koji ne zahtijeva upotrebu skupe elektronike. Kao što je, na primjer, toroidni transformator za zavarivanje ili transformator sa prigušnicama i diodnim mostom. U svakom slučaju, da biste stvorili transformator za zavarivanje, pored kruga, morat ćete izvršiti određene proračune kako biste dobili potrebne karakteristike performansi.
Prilikom izrade transformatora za zavarivanje posebne namjene potrebno je unaprijed odrediti njegove radne karakteristike. Osim toga, vrši se proračun transformatora za zavarivanje za određivanje broja zavoja primarnog i sekundarnog namota, površine poprečnog presjeka jezgre i njegovog prozora, snage transformatora, napona luka i drugih stvari.
Za izvođenje proračuna trebat će vam sljedeće početni podaci:
- ulazni napon primarnog namotaja (V) U1;
- nazivni napon sekundarnog namotaja (V) U2;
- nazivna struja sekundarnog namotaja (A) I;
- površina jezgra (cm2) Sc;
- površina prozora (cm2) Dakle;
- gustina struje u namotaju (A/mm2).
Razmotrimo primjer proračuna za toroidni transformator sa sljedećim parametrima: ulazni napon U1=220 V, nazivni napon sekundarnog namota U2=70 V, nazivna struja sekundarnog namota 200 A, površina jezgra Sc=45 cm2, prozor površina So=80 cm2, gustina struje u namotaju je 3 A/mm2.
Prvo izračunavamo snagu toroidnog transformatora koristeći formulu:
P ukupno = 1,9*Sc*So. Kao rezultat, dobijamo 6840 W ili pojednostavljeno 6,8 kW.
Bitan! Ova formula je primjenjiva samo za toroidne transformatore. Za transformatore sa jezgrom tipa PL, ShL koristi se koeficijent od 1,7. Za transformatore sa jezgrom tipa P, Š - 1,5.
Sljedeći korak je izračunavanje broja zavoja za primarni i sekundarni namotaji. Da biste to učinili, prvo ćete morati izračunati potreban broj zavoja po 1 V. Da bismo to učinili, koristimo sljedeću formulu: K = 35/S. Kao rezultat, dobivamo 0,77 zavoja na 1 V potrošenog napona.
Bitan! Kao iu prvoj formuli, faktor 35 je primjenjiv samo za toroidne transformatore. Za transformatore sa jezgrom tipa PL, ShL koristi se koeficijent 40. Za transformatore sa jezgrom tipa P, Sh - 50.
Zatim izračunavamo maksimalnu struju primarnog namota pomoću formule: Imax = P/U. Kao rezultat, dobijamo struju za primarni namotaj od 6480/220 = 31 A. Za sekundarni namotaj uzimamo jačinu struje kao konstantu od 200 A, jer može biti potrebno zavariti metal različitih debljina elektrodama sa prečnikom od 2 do 3 mm. Naravno, u praksi je 200 A maksimalna jačina struje, ali rezerva od nekoliko desetina ampera omogućit će uređaju da radi pouzdanije.
Sada, na osnovu dobijenih podataka, izračunavamo broj zavoja za primarni i sekundarni namotaj u transformatoru sa stepenastom regulacijom u primarnom namotu. Proračun sekundarnog namota se vrši pomoću sljedeće formule W2 =U2*K, kao rezultat dobijamo 54 okreta. Zatim prelazimo na izračunavanje faza primarnog namotaja. Za to koristimo formulu W1st = (220*W2)/Ust.
Ust je potrebni izlazni napon sekundarnog namotaja.
W2 - broj zavoja sekundarnog namotaja.
W1st - broj zavoja primarnog namotaja određene faze.
Ali prije nego što počnete izračunavati zavoje faza primarnog namota, morate odrediti napon za svaki. To se može učiniti pomoću formule U=P/I, Gdje:
P - snaga (W).
U - napon (V).
I - struja (A).
Na primjer, trebamo napraviti četiri stupnja sa sljedećom nazivnom strujom na sekundarnom namotu: 160 A, 130 A, 100 A i 90 A. Takav razmak će biti potreban za korištenje elektroda različitih promjera i zavarivanja metala različite debljine. Kao rezultat, dobijamo Ust = 40,5 V za prvu fazu, 50 V za drugu fazu, 65 V za treću fazu i 72 V za četvrtu. Zamjena dobijenih podataka u formulu W1st = (220*W2)/Ust, izračunavamo broj okreta za svaku fazu. W1st1 = 293 okreta, W1st2 = 238 okreta, W1st3 = 182 okreta, W1st4 = 165 okreta. U procesu namotavanja žice, na svakom od ovih zavoja izrađuje se slavina za regulator.
Ostaje izračunati poprečni presjek žice za primarni i sekundarni namot. Da bismo to učinili, koristimo indikator gustoće struje u žici, koji je jednak 3 A/mm2. Formula je prilično jednostavna - trebate podijeliti maksimalnu struju svakog namota s gustoćom struje u ožičenju. Kao rezultat, dobijamo za primarni namotaj poprečni presjek žice Sprim = 10 mm2. Za sekundarni namotaj, poprečni presjek žice Ssecond = 66 mm2.
Prilikom izrade transformatora za zavarivanje vlastitim rukama, morate izvršiti sve gore navedene proračune. To će vam pomoći da pravilno odaberete sve potrebne dijelove i zatim sastavite uređaj od njih. Za početnika izvođenje proračuna može izgledati kao vrlo zbunjujući zadatak, ali ako shvatite suštinu radnji koje se izvode, sve neće biti tako teško.
Transformator, kao i svaki elektromagnetski uređaj, ima nekoliko stabilnih načina rada u kojima može (i treba) raditi neograničeno.
Načini rada transformatora
Postoji pet karakterističnih načina rada transformatora:
- Način rada;
- Nominalni način rada;
- Optimalan način rada;
- Idle mode;
- Način kratkog spoja;
Radni režim
Način rada karakteriziraju sljedeće karakteristike:
- Napon primarnog namotaja je blizu ili jednak nazivnoj vrijednosti \(\dot(u)_1 ≈ \dot(u)_(1nom)\);
- Struja primarnog namotaja je manja ili jednaka njegovoj nazivnoj vrijednosti \(\dot(i)_1 ≤ \dot(i)_1nom\).
Većina transformatora se koristi u radnom režimu. Na primjer, energetski transformatori rade s naponima i strujama namota koji se razlikuju od nominalnih. To je zbog varijabilne prirode njihovog radnog opterećenja.
Mjerni, impulsni, zavareni, razdjelni, ispravljački, pojačivači i drugi transformatori također obično rade u radnom režimu samo zato što se napon mreže na koju su priključeni razlikuje od nominalnog.
Nominalni način rada
Karakteristične karakteristike režima:
- Napon primarnog namotaja jednak je nazivnom naponu \(\dot(u)_1 = \dot(u)_(1nom)\);
- Struja primarnog namotaja jednaka je nazivnoj struji \(\dot(i)_1 = \dot(i)_(1nom)\).
Nominalni način rada je poseban slučaj radnog načina. Svi transformatori mogu da rade u ovom režimu, ali po pravilu, sa većim gubicima u odnosu na režim rada i, kao rezultat, sa nižom efikasnošću (faktor efikasnosti). Zbog toga se izbjegava pri radu transformatora.
Optimalni način rada
Način rada karakterizira uvjet:
\begin(jednačina) k_(ng) = \sqrt(P_(xx)\preko P_(kz)) \end(jednačina)
Gdje je \(P_(xx)\) - gubici bez opterećenja;
\(P_(s)\) - gubici kratkog spoja;
\(k_(ng)\) - faktor opterećenja transformatora, određen formulom:
\begin(jednačina) k_(ng) = (I_2\preko I_(2nom)) \end(jednačina)
Gdje je \(P_2\) struja opterećenja sekundarnog namotaja;
\(P_(2nom)\) - nazivna struja sekundarnog namotaja.
U optimalnom režimu rada transformator radi sa maksimalnom efikasnošću, pa izraz (1) u suštini predstavlja uslov maksimalne efikasnosti (vidi „Transformatori. Optimalni režim rada“).
Idle mod
Karakteristične karakteristike režima:
- Sekundarni namotaj transformatora je otvoren ili je na njega priključeno opterećenje sa otporom mnogo većim od nazivnog otpora opterećenja namotaja transformatora (1);
- Napon se primjenjuje na primarni namotaj \(\dot(u)_(1hh) = \dot(u)_(1nom)\);
- Struja sekundarnog namotaja \(\dot(i)_2 ≈ 0\) (za trofazni transformator - \(\dot(i)_(2ph) ≈ \dot(i)_(2l) ≈ 0\).
Na slici 1 prikazan je dijagram eksperimenta bez opterećenja jednofaznih, a na slici 2 - trofaznih dvonamotastih transformatora.
Slika 1 - Dijagram ispitivanja praznog hoda jednofaznog dvonamotaja transformatora
Slika 2 - Dijagram ispitivanja praznog hoda trofaznog dvonamotaja transformatora
U suštini, u načinu rada bez opterećenja, transformator je kalem na magnetskom kolu na koji je povezan izvor napona. Režim bez opterećenja radi za naponske transformatore. Osim toga, ovaj način rada služi za određivanje struje \(i_h\), snage \(ΔQ_hh\) bez opterećenja i niza drugih parametara (pogledajte “Iskustvo bez opterećenja transformatora”).
- Bilješka:
- Nazivni otpor opterećenja namotaja podrazumijeva se kao vrijednost \(R_(Nnom)\), jednaka omjeru nazivnog napona namota \(U_(nom)\) prema njegovoj nazivnoj struji namota \(I_(nom) )\)
Način kratkog spoja
Način kratkog spoja karakterizira:
- Sekundarni namot je kratko spojen ili je na njega priključeno opterećenje s otporom mnogo manjim od unutrašnjeg otpora transformatora;
- Na primarni namotaj se primjenjuje takva vrijednost napona \(\dot(u)_1\) da je struja primarnog namota jednaka njegovoj nazivnoj struji \(\dot(i)_1 = \dot(i)_(1nom )\)
- Napon sekundarnog namota je \(\dot(u)_2 = 0\) (za trofazni transformator - \(\dot(u)_(2ph) = \dot(u)_(2l) = 0 \).
Dijagram eksperimenta kratkog spoja prikazan je na slici 3 za jednofazne, a na slici 4 za trofazne dvonamotne transformatore.
Slika 3 — Šema eksperimenta kratkog spoja jednofaznog dvonamotaja transformatora
Slika 4 — Šema eksperimenta kratkog spoja trofaznog transformatora s dva namotaja
Režim kratkog spoja je režim rada za strujne transformatore i transformatore za zavarivanje, dok je istovremeno i režim nužde za ostale transformatore. Također se koristi za određivanje napona \(u_k\), snage kratkog spoja \(ΔP_kz\) i drugih parametara transformatora (pogledajte “Iskustvo kratkog spoja transformatora”).
Spisak korištenih izvora
- Bessonov, L.A. Teorijske osnove elektrotehnike: udžbenik / L.A. Besonov - Moskva: Viša škola, 1996 - 623 str.
- Voldek, A.I. Električne mašine: udžbenik za studente / A.I. Woldek - St. Petersburg: Energy, 1978 - 832 str.
- Kasatkin A.S. Elektrotehnika: udžbenik za univerzitete / A.S. Kasatkin, M.V. Njemcov - Moskva: Energoatomizdat, 1995 - 240 str.
Ili obrnuto, inverter za zavarivanje za elektranu?
Prilikom odabira elektrane (električni generator) za inverter za zavarivanje, mnogi postavljaju sljedeća pitanja:
— koju snagu elektrane odabrati za potpuni rad invertera za zavarivanje?
— o čemu se točno treba voditi računa pri spajanju invertera za zavarivanje na elektranu?
U ovom članku pokušat ćemo u potpunosti odgovoriti na ova pitanja i razmotriti svaku točku zasebno.
Da biste započeli izračunavanje snage, prvo morate pogledati tehničke karakteristike koje su navedene na stranici proizvoda ili u tehničkom listu pretvarača za zavarivanje.
Na primjer, uzmimo konvencionalnu mašinu s maksimalnom strujom zavarivanja od 160A
Svaki inverterski uređaj ima vlastito podešavanje struje zavarivanja, na primjer: od 10 do 160 ampera.
To znači da zavarivač može koristiti i prosječnu i maksimalnu struju zavarivanja (rijetko ko koristi minimalnu). Ali proizvođači često pišu jednostavno "snaga" ili "potrošnja energije", zaboravljajući spomenuti (ponekad posebno) "maksimalna potrošnja energije". Ne treba odmah paničariti, sve treba da shvatite po redu.
Da biste izračunali maksimalnu potrošnju energije, trebate pomnožiti maksimalnu struju zavarivanja (imamo 160A) s naponom luka (obično 25V), a zatim rezultujuću vrijednost podijeliti s efikasnošću pretvarača za zavarivanje (obično 0,85).
Svi 160A invertori imaju približno iste indikatore efikasnosti, ali napon luka se može razlikovati. Da biste provjerili indikatore, morate podići (ili preuzeti s web stranice) pasoš za opremu.
Sada dobijamo formulu: 160A*25V/0.85=4705 W
Rezultat je 4705W i bit će maksimalna snaga pretvarača za zavarivanje. Sada morate izračunati prosječnu snagu. Kolika je ovo prosječna snaga invertera za zavarivanje?
Ovo je maksimalna snaga prilagođena za “On Duration” ili jednostavno “PV”. Nijedan pretvarač zavarivanja ne može stalno raditi na maksimalnoj struji zavarivanja, jer zavarivač ne može bez prekida „pržiti“ elektrode.
Na primjer, naš uređaj ima PV od 40%. Dakle, prosječna snaga invertera za zavarivanje je:
4705W*0,4=1882W
Kao što vidite, to uopšte nije teško. Pošto smo shvatili snagu pretvarača, sada možemo prijeći na odabir generatora.
Elektranu treba birati prema maksimalnoj potrošnji energije, dodajući približno 20%-30% energetskoj rezervi, kako ne bi "forsirali" generator i ne bi ga radili do granice svojih mogućnosti.
Treba napomenuti da je potrošnja energije pretvarača za zavarivanje uvijek naznačena u "kW", a proizvedena snaga generatora može biti u "kVA" umjesto "kW".
Ovo samo treba uzeti u obzir prilikom izračunavanja. Zbog činjenice da većina dobavljača uvozi proizvode iz Kine (tamo su najjeftinije elektrane), konverzija na ruske vrijednosti ne dolazi uvijek.
Također, ponekad "posebno pohlepni" prodavači u Rusiji pišu na generatorima maksimalnu snagu ne u kVA, već u kW. Budući da skoro svi generatori iz inostranstva proizvode snagu u kVA (kilovolt ampera), ove podatke trebate provjeriti kod prodavca, na primjer, traženjem pasoša.
Ako generator koji ste odabrali ima vrijednost snage u “kVA”, tada možete napraviti proračun koristeći sljedeću formulu: 1 kW = 1 kVA * KM (“Faktor snage”).
kW je potrošnja energije pretvarača, kVA je snaga generatora. Treba napomenuti da neki strani proizvođači uspijevaju napisati "pletenicu". fi" umjesto "KM".
Napon otvorenog kruga - što je bolje?
Cosine phi je sasvim druga veličina koja nema nikakve veze sa inverterima za zavarivanje. Faktor snage invertera za zavarivanje uvijek varira od 0,6 do 0,7.
Morate zapamtiti ovo.
Sada zamislimo da je naš generator 5 kVA, a inverter za zavarivanje sa KM je 0,6 (ako ste sigurni u kvalitetu pretvarača, uzmite KM - 0,7). Slijedeći našu formulu, 5 kVA * 0,6 = 3 kW je vrijednost invertera za zavarivanje koji će naša elektrana najviše „povući“.
Ako primijenimo ove proračune na naš 160A inverter sa maksimalnom potrošnjom energije od 4705W, dobijamo: 4705W/0.6=7841kVA. Dodajte ovdje rezervu od 20% za generator i dobit ćete takvu cijenu za generator da želja za takvim priključkom može odmah nestati.
Ali ovdje ima dobrih vijesti.
Ako potrošnja energije pretvarača premašuje maksimalnu dozvoljenu snagu generatora, oni se i dalje mogu spojiti zajedno, uz određena pravila.
Struju zavarivanja invertera za zavarivanje ne biste trebali "povećati" više od dozvoljene granice snage. Onda možete raditi na ovaj način koliko god želite. Da biste saznali maksimalnu granicu dozvoljenog "uvijanja" struje zavarivanja, potrebno je napraviti sljedeći proračun.
Uzmimo maksimalnu dozvoljenu potrošnju energije pretvarača od 3 kW, pomnožimo je sa efikasnošću pretvarača i podijelimo s naponom luka.
Da biste postigli maksimalnu struju zavarivanja pri radu iz elektrane, koja iznosi 5 kVA, morate:
3000W*0.85/25V=102A
Ovo je maksimalna struja zavarivanja koja se u ovim uslovima može koristiti iz elektrane snage 5 kVA. Ne puno, naravno, ali možete sasvim mirno raditi s elektrodom od 2-3 mm.
Sada znate koji generator odabrati za vaš inverter za zavarivanje.
Pokušali smo da vam objasnimo ove nijanse na najjednostavniji mogući način. Mislim da će ih primjeri učiniti mnogo lakšim za savladavanje. Ako smo vam pomogli s ovim člankom, to znači da naši stručnjaci nisu uzalud radili na tome.
Poglavlje 3. Luk za zavarivanje i zahtjevi za njegove izvore napajanja
Opće informacije o izvorima struje luka za zavarivanje
Izvori struje za zavarivanje podliježu tehničkim zahtjevima koji se odnose na statičke karakteristike luka, proces topljenja i prijenos metala tokom zavarivanja.
Ovi se izvori značajno razlikuju od električnih uređaja koji se koriste za napajanje strujnih instalacija i rasvjetnih instalacija i imaju sljedeće karakteristične karakteristike:
- aparati za zavarivanje moraju biti opremljeni uređajem za regulaciju jačine struje zavarivanja, čija je maksimalna vrijednost ograničena na određenu vrijednost;
- kratkotrajna struja kratkog spoja koja nastaje kada elektroda dodirne proizvod i kada se rastopljeni metal prenese na proizvod mora biti određene vrijednosti koja je sigurna za pregrijavanje uređaja i izgaranje namotaja i dovoljna za brzo zagrijavanje kraj elektrode, jonizacija lučnog prostora i pojava luka;
- Napon otvorenog kruga treba osigurati brzo paljenje luka, ali ne stvara opasnost od strujnog udara za zavarivača ako se radnik pridržava sigurnosnih pravila; obično je 1,8-2,5 puta veći od radnog napona luka i kreće se u rasponu od 60-80 V.
Pravila za projektovanje električnih instalacija navode maksimalne vrijednosti napona praznog hoda za aparate za ručno lučno zavarivanje - jednosmjerna struja 100 V (prosječna vrijednost), naizmjenična struja 80 V;
- u procesu ručnog zavarivanja, ovisno o marki upotrijebljenih elektroda i vještini zavarivača, dužina luka može varirati u rasponu od 3-5 mm i napon luka će se u skladu s tim mijenjati, međutim, zadata jačina struje koja osigurava potrebnu termički uslovi zavarivanja, mogu se samo neznatno promijeniti.
Svi ovi zahtjevi uzeti su u obzir eksternom strujno-naponskom karakteristikom izvora napajanja, a to je odnos između veličine struje zavarivanja i napona na izlaznim stezaljkama aparata za zavarivanje.
Postoji nekoliko tipova spoljašnjih karakteristika (slika 3.7); strmo padajući I, blagi pad II, kruti III i rastući IV. Za ručno lučno zavarivanje koriste se izvori struje sa karakteristikom strmog pada, što najbolje odgovara zahtjevima ovog procesa: pri promjeni dužine luka, što je neizbježno kod ručnog zavarivanja, napon se neznatno mijenja, a struja ostaje praktično konstantna.
Napon otvorenog kruga je dovoljno visok da pokrene luk na početku rada. Izvori sa karakteristikom strmog pada koriste se i za zavarivanje zaštićenim plinom s nepotrošnom elektrodom i za zavarivanje pod vodom. Izvori s drugim vrstama vanjskih karakteristika koriste se za zavarivanje pod vodom, zavarivanje finom žicom, zavarivanje elektro-šljakom i za instalacije u više stanica.
Idling
3.7. Eksterne strujno-naponske karakteristike izvora napajanja
/ - strmo uranjanje, // - lagano uranjanje, /// - tvrdo, IV - povećanje
Pored navedenih eksternih karakteristika, izvori napajanja luka moraju imati dobra dinamička svojstva - moraju brzo reagirati na prekide tijekom kratkog spoja i vratiti luk.
Za generatore za zavarivanje, Državni standard SSSR-a utvrđuje dinamički indikator vremena za oporavak napona od nule do rada (oporavak luka) ne više od 0,3 s.
Izvori napajanja za ručno lučno zavarivanje rade u PN (trajanje opterećenja) ili PR (trajanje rada) režimu, što je ekvivalentno. U ovim načinima rada, podešeno konstantno opterećenje (struja zavarivanja) se izmjenjuje s mirovanjem izvora, kada u električnom krugu zavarivanja praktički nema struje.
Trajanje rada ne bi trebalo biti toliko dugo da bi temperatura grijanja izvora mogla dostići za njega neprihvatljivu vrijednost. Ovaj način rada je određen omjerom vremena zavarivanja tcv prema zbroju vremena zavarivanja i vremena mirovanja izvora tx,x:
PN vrijednost izvora za ručno elektrolučno zavarivanje je obično 60%, trajanje ciklusa (tsv+tx,x) izvora naizmjenične struje - transformatora - 300 s (5 min), izvora istosmjerne struje 300 i 600 s (5 i 10 min ).
Za vrijeme tx,x, izvor zagrijan u vrijeme tst se hladi.
Ako se, umjesto u praznom hodu tokom pauza, izvor napajanja isključi (pauza), tada se ovaj način rada naziva povremeni (IR). Određuje se i kao procenat
gdje je tp vrijeme pauze tokom kojeg nema gubitaka energije koji nastaju u stanju mirovanja (tx,x).
Intermitentni način rada koristi se pri radu sa poluautomatskim aparatima za zavarivanje. Konstantni režim rada (PV = 100%) se koristi za automatizovane instalacije za zavarivanje ili za automatske mašine.
Struja zavarivanja, napon i snaga pri kojima se izvor ne pregrije u maksimalnom projektnom modu nazivaju se nazivni.
Pri korištenju višestanicnih izvora struje zavarivanja (ispravljači, pretvarači) potrebno je da imaju krutu strujno-naponsku karakteristiku, a pojedinačne stanice opremljene balastnim reostatima bi obezbijedile strme vanjske karakteristike svake stanice i mogućnost regulacije jačine struje zavarivanja. struja zavarivanja sa reostatom.
Zavarivačka stanica je posebno opremljeno radno mjesto za zavarivanje. Izvor sa jednom postom služi jednom postom, izvor sa više postova služi za nekoliko postova.
Važna karakteristika izvora struje zavarivanja je faktor efikasnosti π1, koji je jednak omjeru korisne snage izvora P i njegove ukupne potrošnje energije Pp:
Korisna snaga izvora istosmjerne struje određena je proizvodom nazivne struje i nazivnog napona
Potrošnja energije Rp - snaga izvora pri nominalnim I, U i R, uzimajući u obzir gubitke trenja i električni otpor izvora, tj.
e. gubici na samom izvoru.
Za šta se koristi transformator za zavarivanje?
Transformatori za zavarivanje se koriste za zavarivanje naizmeničnim lukom.
Uređaji za jednosmjerno zavarivanje nazivaju se pretvarači, ispravljači
 |
ili invertera. Označavanje transformatora za ručno zavarivanje potrošnom elektrodom je kako slijedi, TDM-316, što znači:
- T - transformator za zavarivanje;
- D - elektrolučno zavarivanje;
- M - mehanizam za kontrolu struje zavarivanja;
- 31 - maksimalna vrijednost struje zavarivanja 310 A;
- 6 — broj modela transformatora.
Uređaj transformatora za zavarivanje uključuje magnetsko kolo u obliku čeličnog jezgra sastavljeno od ploča i dva izolirana namota. Primarni namotaj je priključen na strujnu mrežu (220 ili 380V), a sekundarni namotaj je jednim krajem spojen na držač elektrode za zavarivanje, a drugim na dio koji se zavari.
Sekundarni namotaj se sastoji od dva dijela na različitim zavojnicama. Jedan od njih je pomičan i služi kao prigušni uređaj za kontrolu struje zavarivanja. Namotaj prigušnice se kreće duž magnetnog jezgra pomoću kontrolnog zavrtnja. Veličina zračnog jaza između primarnog i pokretnog dijela sekundarnog namotaja određuje vrijednost struje zavarivanja.
Promjena struje poklapa se sa promjenom zračnog raspora. One. kako se jaz povećava, struja se povećava (u mnogim člancima možete pronaći pogrešne podatke o smjeru promjene struje i jaza). Tipično, transformatori za zavarivanje imaju kontrolne opsege od 60 do 400A. Napon otvorenog kola transformatora je 60-65V. Kada se luk zapali, napon pada na radnu vrijednost od 35-40V. Transformatori za zavarivanje imaju zaštitu od kratkog spoja. Eksterna strujno-naponska karakteristika za elektrolučno zavarivanje se smanjuje.
Na fotografiji 1, uređaj transformatora za zavarivanje serije TDM predstavljen je šematskim prikazom:
- Pos.
1 – primarni namotaj transformatora od izolovane žice.
- Pos. 2 – sekundarni namotaj nije izolovan, sa vazdušnim kanalima za bolje hlađenje.
- Pos. 3 – pokretna komponenta magnetnog kola.
- Pos. 4 – sistem ovjesa transformatora u kućištu jedinice.
- Pos. 5 – sistem kontrole zračnog raspora.
- Poz.6 – zavrtanj za kontrolu zračnog raspora.
- Pos.
7 – ručka upravljačkog zavrtnja.
Industrijske jedinice za zavarivanje su uređaji sa više stanica. Da bi se omogućilo kretanje, donji okvir je napravljen u obliku šasije sa jednim ili dva para točkova.
Sam transformator je montiran u kućište na ovjesu koji apsorbira udarce. Transformatori za zavarivanje za DC zavarivanje opremljeni su ispravljačkim (diodnim) priključcima ili DC inverterom.
Projektovanje transformatora za zavarivanje
Korisne informacije - Upotreba opreme za zavarivanje
Transformatori za zavarivanje služe za pretvaranje visokonaponske električne mreže (220 ili 380 V) u niskonaponsko sekundarno električno kolo do nivoa potrebnog za zavarivanje, određenog uslovima za pobudu i stabilno gorenje zavarenog luka.
Sekundarni napon transformatora za zavarivanje u praznom hodu (bez opterećenja u krugu zavarivanja) je 60-75 V. Prilikom zavarivanja na malim strujama (60-100 A), za stabilno izgaranje luka poželjno je imati napon otvorenog kola od 70 - 80 V.
Step-down transformator za zavarivanje, čija je osnova magnetsko kolo (jezgro), izrađen je od velikog broja tankih ploča (debljine 0,5 mm) od transformatorskog čelika, zategnutih zajedno s klinovima. Magnetsko kolo ima primarni i sekundarni (spojni) namotaj od bakrene ili aluminijske žice.
Primarni namotaj transformatora za zavarivanje povezan je na mrežu naizmjenične struje napona 220 ili 380 V. Izmjenična struja visokog napona koja prolazi kroz namotaj stvaraće naizmjenično magnetsko polje koje djeluje duž magnetskog kola, pod čijim utjecajem se smanjuje napon izmjenične struje inducira se u sekundarnom namotu.
Namotaj induktora je spojen na krug zavarivanja u seriji sa sekundarnim namotom transformatora za zavarivanje.
Transformatori za zavarivanje sa pokretnim namotajima sa povećanom magnetnom disperzijom. Transformatori s pokretnim namotajima (ovo uključuje transformatore za zavarivanje kao što su TDM i TD) sada se široko koriste u ručnom zavarivanju.
Imaju povećanu induktivnost curenja i jednofazni su, štapnog tipa, u jednom kućištu.
Primarni namotaji takvog transformatora za zavarivanje su nepomični i pričvršćeni na donji jaram, a sekundarni namotaji su pokretni.
Količina struje zavarivanja se podešava promjenom udaljenosti između primarnog i sekundarnog namotaja. Najveća struja zavarivanja postiže se kada se zavojnice približe, a najmanja kada se odmaknu. Indikator približne vrijednosti struje zavarivanja spojen je na vodeći vijak. Tačnost očitavanja skale je 7,5% maksimalne trenutne vrijednosti.
Odstupanja u vrijednosti struje ovise o dovedenom naponu i dužini zavarenog luka. Za preciznije mjerenje struje zavarivanja treba koristiti ampermetar.
Transformatori za zavarivanje opremljeni su kapacitivnim filterima dizajniranim da smanje smetnje u radio prijemu koje nastaju tokom zavarivanja.
Transformatori za zavarivanje odlikuju se prisustvom kompenzacijskih kondenzatora, koji osiguravaju povećanje faktora snage (cos?).
Transformatori za zavarivanje TDM je step-down transformator sa povećanom induktivnošću curenja.
Struja zavarivanja se podešava promjenom udaljenosti između primarnog i sekundarnog namotaja. Namotaji imaju dva namotaja, smještena u paru na zajedničkim magnetnim jezgrama. Transformator za zavarivanje radi u dva opsega: upareno paralelno povezivanje zavojnica za namotaje pruža niz velikih struja, a serijsko povezivanje pruža niz niskih struja.
Sigurnosna pravila za rad transformatora za zavarivanje.
Za vrijeme rada, električni zavarivač stalno upravlja električnom strujom, tako da svi dijelovi strujnog kruga zavarivanja moraju biti pouzdano izolirani.
Struja od 0,1 A ili veća je opasna po život i može dovesti do tragičnog ishoda.
Koliki bi trebao biti napon otvorenog kruga pretvarača za zavarivanje?
Opasnost od strujnog udara ovisi o mnogim faktorima, a prije svega o otporu strujnog kola, stanju ljudskog tijela, vlažnosti i temperaturi okolne atmosfere, naponu između dodirnih točaka i materijala poda. na kojoj osoba stoji.Zavarivač mora imati na umu da je primarni namotaj transformatora priključen na visokonaponsku elektroenergetsku mrežu, stoga u slučaju kvara izolacije ovaj napon može biti i u sekundarnom kolu transformatora, tj.
e. u držaču elektrode.Napon se smatra sigurnim: u suvim prostorijama do 36 V i u vlažnim prostorijama do 12 V.
Prilikom zavarivanja u zatvorenim posudama, gdje se povećava rizik od strujnog udara, potrebno je koristiti graničnike praznog hoda transformatora, specijalne cipele i gumene prostirke; zavarivanje se u takvim slučajevima obavlja pod stalnim nadzorom posebnog dežurnog. Za smanjenje napona u praznom hodu postoje razni posebni uređaji - limiteri praznog hoda.
Pereosnastka.ru
Uređaj transformatora za zavarivanje
Informacije o zavarivanju
Uređaj transformatora za zavarivanje
Transformator za zavarivanje pretvara naizmjeničnu struju jednog napona u naizmjeničnu struju drugog napona iste frekvencije i služi za napajanje luka zavarivanja.
Transformator ima čelično jezgro (magnetno jezgro) i dva izolirana namotaja. Namotaj spojen na mrežu naziva se primarni, a namotaj spojen na držač elektrode i radni komad koji se zavari naziva se sekundarni.
Za pouzdano paljenje luka, sekundarni napon transformatora za zavarivanje mora biti najmanje 60-65 V; Napon luka tokom ručnog zavarivanja obično ne prelazi 20-30 V.
1. Transformator za zavarivanje TSK-500: a - pogled bez kućišta, b - upravljački krug struje zavarivanja, c - električni krug
Jedan od najčešćih izvora izmjenične struje je transformator za zavarivanje TSK-500 (slika 1).
Na dnu jezgre nalazi se primarni namotaj, koji se sastoji od dva namotaja smještena na dvije šipke. Zavojnice primarnog namotaja su nepomično fiksirane. Sekundarni namot, koji se također sastoji od dva namotaja, nalazi se na znatnoj udaljenosti od primarnog. Zavojnice i primarnog i sekundarnog namotaja spojene su paralelno.
Sekundarni namotaj je pomičan i može se pomicati duž jezgre pomoću zavrtnja kojim je spojen i ručke koja se nalazi na poklopcu kućišta transformatora.
Struja zavarivanja se regulira promjenom udaljenosti između primarnog i sekundarnog namotaja. Kada se ručka 6 okreće u smjeru kazaljke na satu, sekundarni namotaj se približava primarnom, magnetski tok curenja i induktivna reaktancija se smanjuju, a struja zavarivanja se povećava.
Kada se ručka okrene u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, sekundarni namotaj se pomiče od primarnog, magnetni tok curenja se povećava (induktivna reaktanca se povećava) i struja zavarivanja se smanjuje.
Granice regulacije struje zavarivanja su 165-650 A.
Za približno podešavanje jačine struje zavarivanja nalazi se skala s podjelama na gornjem poklopcu kućišta. Preciznije, jačina struje se određuje pomoću ampermetra.
Transformator za zavarivanje TSK-500, za razliku od TS-500, ima kondenzator velike snage 4 u primarnom krugu. Kondenzator je povezan paralelno s primarnim namotom i dizajniran je da poveća faktor snage (kosinus "phi").
Transformatori TS-300 i TSK-300 su istog tipa, ali manje snage.
Transformatori TD-500 i TD-300 rade na istom principu, ali za prebacivanje namotaja iz paralelne u serijsku vezu opremljeni su prekidačima tipa bubanj.
Uređaj za ispravljanje zavarivanja
Povezani članci:
Koncept transformatora za zavarivanje
Transformator za zavarivanje
Transformator za zavarivanje je dizajniran za pretvaranje električne energije dovedene u njegov primarni namotaj u električnu energiju s niskim sekundarnim naponom i velikom strujom. Oblik impulsa struje zavarivanja u potpunosti je unaprijed određen projektom strujnog električnog međudijela, iz kojeg se napaja transformator za zavarivanje ili zavarivački krug stroja.
Klasifikacija transformatora za zavarivanje
Ovisno o načinu napajanja kontaktnih mašina, svi transformatori za zavarivanje se dijele u dvije glavne grupe:
- Transformatori za zavarivanje koji pretvaraju električnu energiju naizmjenične struje frekvencije 50 Hz, koja se troši iz mreže direktno tokom zavarivanja;
- Transformatori za zavarivanje koji pretvaraju prethodno uskladištenu energiju;
Najveći udio (više od 90%) od ukupnog broja transformatora za zavarivanje otpada na jednofazne AC transformatore frekvencije 50 Hz.
Šematski dijagram dizajna i rada transformatora za zavarivanje
Glavni elementi transformatora za zavarivanje:
1 - visokonaponski namotaj
2 - magnetni sistem
3 - niskonaponski namotaj
reaktor (prigušnica) - dizajniran za regulaciju sekundarne struje - struje zavarivanja promjenom zračnog raspora magnetskog kruga.
Reaktor se sastoji od fiksnog magnetnog sistema 4 i njegovih namotaja 5 i pokretnog 6 koji mijenja zračni razmak između njih.
Prilikom spajanja, kao što je prikazano na dijagramu, žice od transformatora za zavarivanje i reaktora na dio koji se zavari 7 i elektrodu 8 kroz strujni držač 9, između njih se pojavljuje luk koji topi metal.
Po pravilu, svi transformatori za zavarivanje kontaktnih mašina su dvonamotajni. Glavni strukturni elementi transformatora za zavarivanje su magnetno jezgro, primarni i sekundarni namotaji.
Nezaobilazni elementi konstrukcije su dijelovi za pričvršćivanje, stezanje i ugradnju, kontaktne ploče sekundarnog zavoja, vodovi i slavine iz namotaja primarnog namotaja. Različiti dizajni transformatora za zavarivanje u cjelini i njegovih pojedinačnih komponenti određuju se ne samo dimenzijama ovisno o snazi i obliku konvertiranih parametara, već i drugim faktorima, od kojih treba napomenuti sljedeće:
- Vrsta i oblik magnetnog jezgra i namota transformatora za zavarivanje.
- Klasa hlađenja i izolacije namotaja.
- Broj faza, frekvencija i oblik pretvorene struje i napona.
- Zahtjevi koji se odnose na ograničavanje mase i smanjenje otpora namotaja.
- Opšti strukturni izgled mašine u koju je montiran transformator za zavarivanje.
- Serijska proizvodnja istog tipa transformatora za zavarivanje u specijalizovanim fabrikama.
Uzimajući u obzir činjenicu da transformatori za zavarivanje rade u režimu isprekidanog opterećenja sa brojem uključivanja do 120 puta u minuti ili više pri velikim strujama, njihov dizajn je dodatno podložan povećanim zahtjevima u pogledu mehaničke čvrstoće.
Najčešći dizajn transformatora za zavarivanje:
Magnetna jezgra oklopnog transformatora za zavarivanje, namotaji su naizmjenični disk. Presečeni primarni namotaj položen je u nekoliko diskova namotaja. Sekundarni, jednostruki namotaj, dizajniran za veliku struju, podijeljen je na zasebne diskove izrezane od debelog lima električnog bakra. Diskovi su međusobno povezani paralelno lemljenjem njihovih početaka u jednu kontaktnu ploču, a krajeva u drugu.
napon otvorenog kola
Sekundarni zavoj se hladi tekućom vodom koja prolazi kroz cijevi zalemljene duž vanjskog perimetra svakog diska i kroz kanale u svakoj kontaktnoj ploči.
Primarni namotaji transformatora za zavarivanje su u obliku diska, izrađeni od izolovane žice za namotaje pravougaonog poprečnog preseka. Na svaki kalem su zalemljeni provodnici, čiji broj zavisi od broja sekcija namotaja smeštenih u jednoj zavojnici. Zavojnice transformatora za zavarivanje međusobno su povezane bakrenim kratkospojnicima.
Zavojnice se hlade prenosom toplote na diskove sekundarnih zavojnica. Spajanje zavojnica ili njihovih dijelova sa stepenastim prekidačem vrši se pomoću krivina od fleksibilne žice sa gumenom izolacijom, sa kabelskim papučicama zalemljenim na oba kraja. Magnetna jezgra transformatora za zavarivanje izrađena je od električno hladno valjanih čeličnih ploča.
Glavne karakteristike transformatora za zavarivanje
Transformator za zavarivanje karakteriziraju tri vrijednosti sekundarne struje:
I2max– najveća strujna vrijednost transformatora za zavarivanje;
I2– vrijednost nazivne trajne struje transformatora za zavarivanje;
I2nom– vrijednost kratkoročne struje zavarivanja transformatora za zavarivanje;
I2max– struja kratkog spoja.
Transformator za zavarivanje mora osigurati specificiranu struju na nazivnom primarnom naponu.
I2– nazivna stalna sekundarna struja – parametar transformatora za zavarivanje kada radi u neprekidnom režimu rada pri radnom ciklusu = 100%.
PV – trajanje uključivanja, vrijednost definirana kao postotak vremena rada transformatora pod opterećenjem prema ukupnom vremenu jednog ciklusa zavarivanja.
I2nom– kratkoročna stvarna radna struja koja prolazi u sekundarnom kolu transformatora za zavarivanje tokom zavarivanja.
IN utiče na režime koji se koriste pri zavarivanju sa ovim transformatorom za zavarivanje.
Još jedna važna karakteristika transformatora za zavarivanje je sekundarni napon bez opterećenja - U20. U20– nazivni napon koji transformator za zavarivanje mora osigurati u praznom hodu, u jednom od stupnjeva koji se uzima kao nazivni.
Struktura simbola za vrste transformatora za zavarivanje.
Aparat za otporno zavarivanje, čija je jedna od komponenti transformator za zavarivanje
Struktura simbola za tipove transformatora za zavarivanje uključuje abecedni dio i digitalni dio.
Slovni dio, u pravilu, odražava vrstu transformatora, broj faza, vrstu i frekvenciju pretvorene struje.
Glavni digitalni dio pokazuje energetske karakteristike transformatora: ili nazivnu sekundarnu struju I2nom u kiloamperima i napon sekundarnog otvorenog kruga na nazivnom stupnju U20nom ili samo nazivnu stalnu sekundarnu struju I2 u kiloamperima i registarski broj transformatora, ili samo najveća sekundarna struja I2max u amperima, ili nazivna snaga koja odgovara radnom ciklusu = 50%.
Nakon glavnog digitalnog dijela slijedi ili modifikacijski broj transformatora, dizajnerske karakteristike transformatora (na primjer, sa namotajima punjenim epoksidnom smjesom - EP, izvozna verzija - E, tropska - T, itd.).
itd.), ili tip klimatske modifikacije prema GOST 15150-69, itd.
- T – transformator
- C – suvo
- 3500 – I2max= 3500A
TVK-75 UHL4
- T – transformator
- B – vodeno hlađenje namotaja transformatora
- K – za elektrokontaktno zavarivanje
- 75kVA - potrošnja energije
- UHL4 – tip klimatske verzije
Uređaji koji proporcionalno pretvaraju izmjeničnu struju iz jedne količine u drugu na osnovu principa elektromagnetne indukcije nazivaju se strujni transformatori (CT).
Imaju široku primjenu u energetskom sektoru i izrađuju se u različitim izvedbama, od malih modela postavljenih na elektronske ploče do metarskih konstrukcija postavljenih na armirano-betonske nosače.
Svrha testa je da se identifikuju performanse CT-a bez procene metroloških karakteristika koje određuju klasu tačnosti i ugaoni fazni pomak između primarnog i sekundarnog vektora struje.
Mogući kvarovi.
Transformatori se izrađuju kao autonomni uređaji u izolovanom kućištu sa vodovima za povezivanje na primarnu opremu i sekundarne uređaje. U nastavku su navedeni glavni uzroci kvarova:
— oštećenje izolacije kućišta;
— oštećenje magnetnog kola;
- oštećenje namotaja:
— litice;
— pogoršanje izolacije vodiča, stvaranje kratkih spojeva između krugova;
— mehaničko habanje kontakata i vodova.
Metode ispitivanja.
Da bi se procijenilo stanje CT-a, provode se vizualni pregled i električna ispitivanja.
Vizuelni vanjski pregled. Prvo se provodi i omogućava vam da procijenite:
— čistoća vanjskih površina dijelova;
— pojava strugotina na izolaciji;
— stanje terminalnih blokova i vijčanih spojeva za spajanje namotaja;
- prisustvo vanjskih nedostataka.
Provjera izolacije.
(nije dozvoljen rad CT sa oštećenom izolacijom!).
Ispitivanja izolacije. Na visokonaponskoj opremi, strujni transformator se montira kao dio teretnog voda, ulazi u njega strukturno i podvrgava se zajedničkom visokonaponskom ispitivanju odlaznog voda od strane stručnjaka za izolaciju.
Na osnovu rezultata ispitivanja, oprema je dozvoljena u rad.
Provjera stanja izolacije. Dozvoljeni su za rad sklopljeni strujni krugovi sa vrijednošću izolacije od 1 mOhm.
Za njegovo mjerenje koristi se megoommetar sa izlaznim naponom koji zadovoljava zahtjeve CT dokumentacije. Većinu visokonaponskih uređaja treba testirati pomoću mjerača izlazne struje od 1000 volti.
Dakle, megoommetar mjeri otpor izolacije između:
- kućište i svi namotaji;
- svaki namotaj i svi ostali.
Performanse strujnog transformatora mogu se procijeniti direktnim i indirektnim metodama.
Direktna metoda verifikacije
Ovo je možda najprovjerenija metoda, koja se naziva i provjera kruga pod opterećenjem.
U krugovima primarne i sekundarne opreme koristi se standardni CT sklopni krug ili se sklapa novi ispitni krug u kojem se struja od (0,2 do 1,0) nazivne vrijednosti propušta kroz primarni namotaj transformatora i mjeri u sekundarni.
Numerički izraz primarne struje dijeli se s izmjerenom strujom u sekundarnom namotu.
Rezultirajući izraz određuje koeficijent transformacije i uspoređuje se s podacima iz pasoša, što nam omogućava da ocijenimo upotrebljivost opreme.
U otvorenom sekundarnom namotu (sa strujom u primarnom) nastaje visoki napon od nekoliko kilovolti, opasan za ljude i opremu.
Magnetna jezgra mnogih visokonaponskih transformatora zahtijevaju uzemljenje.
U tu svrhu je u njihovoj priključnoj kutiji ugrađena posebna obujmica označena slovom „Z“.
U praksi, često postoje ograničenja za testiranje CT-ova pod opterećenjem u vezi sa radnim i sigurnosnim uslovima.
Stoga se koriste druge metode.
2. Indirektne metode
Svaka metoda daje neke informacije o stanju CT-a. Stoga ih treba koristiti u kombinaciji.
Određivanje pouzdanosti oznaka terminala namotaja. Integritet namotaja i njihov izlaz određuju se "testiranjem kontinuiteta" (mjerenje aktivnih omskih otpora) uz provjeru ili označavanje.
Identifikacija početaka i krajeva namotaja vrši se na način koji omogućava određivanje polariteta.
Određivanje polariteta terminala namotaja. Prvo, miliampermetar ili voltmetar magnetoelektričnog sistema s određenim polaritetom na stezaljkama spojen je na sekundarni namotaj CT.
Moguće je koristiti uređaj sa nulom na početku skale, međutim, preporučljivo je koristiti jedan u sredini.
Svi drugi sekundarni namotaji se zaobilaze iz sigurnosnih razloga.
Izvor istosmjerne struje s otporom koji ograničava struju pražnjenja priključen je na primarni namotaj.
Napon otvorenog kruga pretvarača za zavarivanje
Dovoljna je obična baterija baterijske lampe sa sijalicom sa žarnom niti. Umjesto da instalirate prekidač, možete jednostavno dodirnuti žicu od sijalice do primarnog namota CT-a i zatim je ukloniti.
Kada se prekidač uključi, u primarnom namotu se formira strujni impuls odgovarajućeg polariteta.
Primjenjuje se zakon samoindukcije. Kada se smjer namota u namotajima poklopi, strelica se pomiče udesno i vraća se nazad. Ako je uređaj povezan obrnutim polaritetom, strelica će se pomaknuti ulijevo.
Kada je prekidač isključen za unipolarne namote, strelica pulsira ulijevo, a inače udesno.
Na sličan način se provjerava polaritet veza drugih namotaja.
Uklanjanje karakteristike magnetizacije.
Ovisnost napona na kontaktima sekundarnih namotaja o struji magnetiziranja koja prolazi kroz njih naziva se strujno-naponska karakteristika (CVC). Ukazuje na rad CT namota i magnetnog kruga i omogućava vam da procijenite njihovu ispravnost.
Da bi se eliminisao uticaj smetnji od energetske opreme, strujno-naponske karakteristike se uzimaju sa otvorenim krugom na primarnom namotu.
Da biste provjerili karakteristike, potrebno je proći naizmjeničnu struju različitih veličina kroz namotaj i izmjeriti napon na njegovom ulazu.
Ovo se može uraditi bilo kojim štandom za ispitivanje sa izlaznom snagom koja omogućava opterećenje namotaja sve dok se magnetni krug CT ne zasiti, u kom trenutku kriva zasićenja ide horizontalno.
Podaci mjerenja se unose u tabelu protokola.
Iz njih se crtaju grafovi metodom aproksimacije.
Prije početka mjerenja i nakon njih, potrebno je demagnetizirati magnetni krug nekoliko glatkih povećanja struje u namotu, nakon čega slijedi smanjenje na nulu.
Za mjerenje struja i napona treba koristiti instrumente elektrodinamičkih ili elektromagnetnih sistema koji bilježe efektivne vrijednosti struje i napona.
Pojava kratkospojnih zavoja u namotu smanjuje izlazni napon u namotu i smanjuje nagib strujno-naponske karakteristike.
Stoga se pri prvom korištenju radnog transformatora vrše mjerenja i crta graf, a tokom daljih provjera, nakon određenog vremena, prati se stanje izlaznih parametara.
Mjerenje električne energije
Pogledajmo pobliže transformator za zavarivanje: uređaj i princip rada. Podešavanje struje u transformatoru za zavarivanje (u daljnjem tekstu CT) vrši se prema dvije glavne sheme:
- U prvom slučaju koristi se transformator sa normalnom disipacijom magnetnog polja, koji se izvodi kombinovanim ili odvojenim gasom. Sama struja zavarivanja se direktno podešava promjenom zračnog raspora u magnetskom krugu prigušnice;
- U drugom slučaju, gadget se podešava kontroliranjem raspršivanja magnetnog polja. Ovaj proces se može izvesti pomoću sljedećih metoda:
- promjena veličine zračnog jaza između primarnog i sekundarnog namotaja;
- koordinirana promjena broja zavoja primarnog i sekundarnog namotaja;
- korištenjem magnetizirajućeg šanta. Mijenja magnetnu permeabilnost između magnetnih jezgara, čime se podešava struja zavarivanja.
Na slici su prikazani dizajn i upravljanje jednostaničnog transformatora za zavarivanje s pokretnim namotajima (tj. koji radi prema prvoj shemi).
Magnetsko jezgro sa zavojnicama i mehanizmima smješteno je u zaštitno kućište, koje ima otvore za hlađenje. Podešavanje vrijednosti struje zavarivanja u takvom aparatu za zavarivanje vrši se pomoću pokretnog namotaja, koji se kreće kroz pokretnu maticu i vertikalni vijak s navojem trake. Potonji se pokreće ručkom.
Žice za zavarivanje su povezane posebnim stezaljkama. CT je masivna struktura (veoma teško jezgro). Stoga je za operacije utovara i istovara opremljen vijkom, a za kretanje po radnom mjestu - transportnim kolicima i ručkom.
Princip rada
Da bismo razumjeli princip rada CT-a, razmotrimo, barem u najopćenitijem smislu, fizičke procese koji se odvijaju u jednofaznom transformatoru s dva namotaja. Da bismo ilustrovali ove procese, koristićemo crtež.
Elektromagnetno kolo takvog transformatora sastoji se od dva namota (primarnog i sekundarnog) smještena na zatvoreno magnetsko kolo. Potonji je napravljen od feromagnetnog materijala, što omogućava jačanje elektromagnetne sprege između ovih namotaja. To se događa zbog smanjenja magnetskog otpora kruga (zatvorenog kruga) kroz koji prolazi magnetski tok transformatora (F).
Primarni namot je spojen na izvor izmjenične struje, sekundarni namotaj je spojen na opterećenje. Kada je spojen na izvor napajanja, naizmjenična struja i1 pojavljuje se u primarnom namotu. Ova električna struja stvara naizmjenični magnetski tok F, koji se zatvara duž magnetnog kruga. Protok F indukuje naizmjenične elektromotorne sile (u daljem tekstu EMF) u oba namotaja: e1 i e2.
Ovi EMF, prema Maxwellovom zakonu, proporcionalni su broju zavoja N1 i N2 odgovarajućeg namotaja i brzini promjene fluksa dF/dt. Ako zanemarimo pad napona u namotajima transformatora (obično ne prelaze 3...5% nominalnih vrijednosti U1 i U2), onda možemo pretpostaviti: e1≈U1 i e2≈U2. Zatim, kroz jednostavne matematičke transformacije, možete dobiti odnos između napona i broja zavoja namotaja: U1/U2 = N1/N2.
Dakle, odabirom broja zavoja namotaja (pri datom naponu U1), možete dobiti željeni napon U2:
- ako je potrebno, povećajte sekundarni napon- broj zavoja N2 je veći od broja N1. Takav transformator se naziva pojačani transformator;
- ako je potrebno, smanjite napon U2— broj okreta N2 je manji od N1. Takav transformator se naziva opadajući transformator.
Sada možemo direktno razmotriti princip rada ST. Kao što je gore navedeno, sastoji se od pretvaranja ulaznog napona (220V ili 380V) u niži napon, koji u stanju mirovanja iznosi približno 60V. Kada razmatramo transformator za zavarivanje, princip rada će biti očigledan nakon upoznavanja sa izgledom i funkcionalnim dijagramom CT.
Izgled ST jedinica (kao primjer je ponuđena jedinica serije TDM) prikazan je na slici.
Objašnjenja za šematski prikaz transformatora za zavarivanje:
- 1 - primarni namotaj transformatora. Od izolirane žice;
- 2 - sekundarni namotaj nije izoliran ("gola" žica) kako bi se poboljšao prijenos topline. Osim toga, postoje vazdušni kanali za poboljšanje hlađenja;
- 3 - pokretni dio magnetnog kola;
- 4 — sistem ovjesa transformatora unutar kućišta jedinice;
- 5 — mehanizam za kontrolu zračnog raspora;
- 6 - olovni vijak. Glavni kontrolni element zračnog raspora;
- 7 — ručka pogona olovnog zavrtnja.
Funkcionalni dijagram takvog ST je prikazan na slici.
Transformator se sastoji od:
- magnetno kolo sa razmakom b;
- primarni namotaj I;
- sekundarni namotaj II;
- namotaji reaktivnog namotaja IIk.
Vrijednost struje zavarivanja se podešava promjenom veličine zazora u magnetskom kolu. Veličina jaza utječe na promjenu magnetskog otpora kruga i, shodno tome, na veličinu magnetskog fluksa, koji stvara električnu struju u namotima:
- ako je potrebno, smanjite struju zavarivanja - povećajte razmak;
- ako je potrebno, povećajte struju zavarivanja, smanjite veličinu razmaka.
Koristan video
Pogledajte kratak edukativni video o strukturi i principu rada transformatora:
Magnetno jezgro
Magnetna jezgra je centralni dio ST dizajna. On je jezgro opadajućeg transformatora i igra glavnu ulogu u formiranju struje zavarivanja. Kroz njega teče magnetni tok koji indukuje (stvara) električni napon na svim namotajima.
Magnetna jezgra transformatora za zavarivanje je paket ploča od transformatorskog čelika. To je zbog činjenice da se pod utjecajem magnetskog fluksa u njemu induciraju vrtložne zatvorene električne struje (nazvane Foucaultove struje u čast francuskog fizičara koji ih je otkrio). U skladu sa Lenzovim pravilom, magnetsko polje ovih struja ima tendenciju da smanji indukciju polja koje ga je stvorilo, odnosno ono korisno. Kao rezultat:
- Smanjuje se ST efikasnost;
- Foucaultove struje zagrijavaju materijal jezgre.
Da bi se ovaj uticaj smanjio, preduzimaju se mere za smanjenje ovih struja. Stoga, kao što je gore spomenuto, magnetni krug je paket ploča. Površine ploče imaju dobru električnu izolaciju (imaju oksidni izolacijski premaz) i, osim toga, često su dodatno premazane elektroizolacijskim lakom. Zbog toga ne predstavljaju kontinuirani provodnik, što značajno smanjuje veličinu Foucaultovih struja.
Ploče se spajaju iglama u čvrsto pakovanje. Ako se to ne učini (ili nije dobro zategnuto), oni vibriraju na frekvenciji struje u izvoru napajanja: 50 Hz. Kao rezultat toga, CT "zuji" takvom frekvencijom.
Graničnik brzine u praznom hodu
Graničnik napona otvorenog kola CT se koristi, u skladu sa svojim nazivom, za automatsko ograničavanje ovog parametra. Smanjuje EMF induciran kada se sekundarni namotaj otvori na sigurnu vrijednost najkasnije jednu sekundu nakon što je krug zavarivanja prekinut. Na slici je prikazan popularni model graničnika napona praznog hoda za monofazne transformatore za zavarivanje „ONT-1“.
Princip rada limitera je sljedeći. Već znamo da se u slučaju prekida u krugu zavarivanja, veličina magnetskog toka u magnetskom krugu naglo mijenja. To, zauzvrat, dovodi do oštrog skoka EMF-a samoindukcije. Oštar porast električnog napona može uzrokovati nestanak struje ili strujni udar zavarivača. Graničnik napona praznog hoda transformatora za zavarivanje smanjuje ovaj EMF na sigurnu vrijednost - ne više od 12 V.
Tagovi:Moderna oprema za elektro zavarivanje nudi mnoga moderna rješenja za produktivan i produktivan rad, uključujući i novu generaciju aparata za zavarivanje - invertera. Šta je to i kako radi inverter za zavarivanje?
Inverter modernog tipa je relativno mala jedinica u plastičnom kućištu ukupne težine 5-10 kg (ovisno o vrsti i tipu modela). Većina modela ima izdržljivu tekstilnu traku koja omogućava zavarivaču da drži jedinicu na sebi tokom rada i da je nosi sa sobom kada se kreće po gradilištu. Na prednjem dijelu kućišta nalazi se upravljačka ploča za invertor za zavarivanje - regulatori napona i drugi parametri, što omogućava fleksibilno podešavanje snage tokom rada.
Moderni aparati za zavarivanje dijele se na kućne, poluprofesionalne i profesionalne, koji se razlikuju po potrošnji energije, rasponu postavki, performansama i drugim karakteristikama. Modeli ruskih i stranih proizvođača popularni su kod kupaca na tržištu. Na rang listi najpopularnijih nalaze se KEDR MMA-160, Resanta SAI-160, ASEA-160D, TORUS-165, FUBAG IN 163, Rivcen Arc 160 i drugi modeli.
Kako radi inverter za zavarivanje?
Inverter ima drugačiji princip rada i karakteristike performansi u odnosu na transformatorska napajanja. Ovaj uređaj i princip rada inverter aparata za zavarivanje omogućava upotrebu manjih transformatora od mrežnih transformatora. Moderni pretvarači za zavarivanje opremljeni su kontrolnom pločom koja vam omogućava kontrolu procesa konverzije struje.
Princip rada pretvarača za zavarivanje može se detaljno opisati prema fazama konverzije struje:
Pozivamo vas da pogledate video i učvrstite svoje znanje o dizajnu i principu rada invertera za zavarivanje
Glavni parametri invertera za zavarivanje
Potrošnja energije invertera
Važan pokazatelj rada neke vrste opreme je potrošnja energije pretvarača za zavarivanje. Zavisi od kategorije opreme. Na primjer, kućni invertori su dizajnirani da rade iz jednofazne mreže naizmjenične struje od 220 V. Poluprofesionalni i profesionalni uređaji obično troše energiju iz trofazne mreže naizmjenične struje do 380 V. Treba imati na umu da u domaćinstvu električna energija mreže maksimalno strujno opterećenje ne bi trebalo da prelazi 160 A, a sav pribor, uključujući strujne prekidače, utikače i utičnice, nije dizajniran za performanse iznad ove brojke. Prilikom spajanja uređaja veće snage, može doći do iskočenja prekidača, pregorjevanja izlaznih kontakata na utikaču ili izgaranja električnih instalacija.
Napon otvorenog kruga inverterskog uređaja
Napon otvorenog kruga pretvarača za zavarivanje je drugi važan pokazatelj rada uređaja ove vrste. Napon otvorenog kola je napon između pozitivnog i negativnog izlaznog kontakta u odsustvu luka, koji se javlja tokom konverzije struje napajanja na dva serijska pretvarača. Standardni indikator broja okretaja u praznom hodu trebao bi biti u rasponu od 40-90V, što je ključ sigurnog rada i osigurava lako paljenje luka invertera.
Trajanje uključivanja invertera za zavarivanje
Još jedan važan klasifikacijski pokazatelj rada inverterskih aparata za zavarivanje je njegovo vrijeme uključenja (ON), odnosno maksimalno vrijeme neprekidnog rada uređaja. Činjenica je da se tokom dužeg rada na visokom naponu, a također i ovisno o temperaturi okoline, jedinica može pregrijati i isključiti nakon različitih vremenskih perioda. Trajanje uključivanja proizvođači navode u postocima. Na primjer, radni ciklus od 30% znači sposobnost opreme da kontinuirano radi na maksimalnoj struji 3 minuta od 10. Smanjenje frekvencije struje omogućava vam da produžite radni ciklus. Različiti proizvođači navode različite PV, ovisno o prihvaćenim standardima za rad s uređajem.
Koje su razlike od aparata za zavarivanje prethodnih generacija?
Ranije su se za zavarivanje koristile različite vrste jedinica, uz pomoć kojih se dobivala izlazna struja potrebne frekvencije za pobuđivanje luka. Različiti tipovi transformatora, generatora i druge opreme imali su ograničenja u radu, uglavnom zbog svojih velikih vanjskih karakteristika. Većina mašina prethodne generacije radila je samo u kombinaciji s glomaznim transformatorima, koji su pretvarali naizmjeničnu struju mreže u visoke struje na sekundarnom namotu, što je omogućilo pobuđivanje luka zavarivanja. Glavni nedostatak transformatora bile su njihove velike dimenzije i težina. Princip rada pretvarača (povećanje izlazne frekvencije struje) omogućio je smanjenje veličine instalacije, kao i postizanje veće fleksibilnosti u postavkama rada uređaja.
Prednosti i glavne karakteristike inverterskih uređaja
Prednosti koje inverterski izvor struje zavarivanja čine najpopularnijim tipom aparata za zavarivanje uključuju:
- visoka efikasnost - do 95% uz relativno nisku potrošnju električne energije;
- visok radni ciklus – do 80%;
- zaštita od napona;
- dodatno povećanje snage kada se luk prekine (tzv. arc afterburner);
- male dimenzije, kompaktnost, što vam omogućava udobno nošenje i skladištenje jedinice;
- relativno visok nivo sigurnosti rada, dobra električna izolacija;
- najbolji rezultat zavarivanja je uredan, visokokvalitetan šav;
- sposobnost rada sa teško kompatibilnim metalima i legurama;
- mogućnost korištenja bilo koje vrste elektroda;
- mogućnost regulacije osnovnih parametara tokom rada invertera.
Glavni nedostaci:
- viša cijena u odnosu na druge vrste aparata za zavarivanje;
- skupe popravke.
Posebno treba spomenuti još jednu osobinu ovog tipa aparata za zavarivanje. Inverterski uređaj je vrlo osjetljiv na vlagu, prašinu i druge sitne čestice. Ako prašina, posebno metalna, uđe unutra, može doći do kvara uređaja. Isto važi i za vlagu. Iako proizvođači opremaju moderne pretvarače zaštitom od vlage i prašine, ipak je vrijedno pridržavati se pravila i mjera opreza pri radu s njima: nemojte raditi s uređajem u vlažnom okruženju, u blizini radne brusilice itd.
Niske temperature su još jedan “mod” svih invertera. Po hladnom vremenu, uređaj se možda neće uključiti zbog aktiviranog senzora preopterećenja. Na niskim temperaturama također može doći do kondenzacije koja može oštetiti unutarnja električna kola i oštetiti uređaj. Zbog toga je prilikom redovne upotrebe invertera potrebno redovno „izduvavati“ prašinu, štititi od vlage i ne raditi na niskim temperaturama.