1.1. Splošne informacije.
Glede na vrsto toka, ki se uporablja za varjenje, ločimo enosmerne in izmenične varilne aparate. Varilni aparati z nizkim enosmernim tokom se uporabljajo pri varjenju tanke pločevine, predvsem strešnega in avtomobilskega jekla. Varilni oblok je v tem primeru bolj stabilen in varjenje lahko poteka tako z direktno kot z obratno polarnostjo dobavljene konstantne napetosti.
Varite lahko na enosmerni tok z elektrodno žico brez prevleke in z elektrodami, ki so namenjene za varjenje kovin z enosmernim ali izmeničnim tokom. Da bi oblok gorel pri nizkih tokovih, je zaželeno, da se na varilnem navitju poveča napetost odprtega tokokroga U xx do 70 ... 75 V. Za popravljanje izmeničnega toka praviloma premostite usmernike z močnimi diodami z uporabljamo hladilne radiatorje (slika 1).
Slika 1 Shematski električni diagram mostičnega usmernika varilnega stroja z navedbo polarnosti pri varjenju tanke pločevine
Za izravnavo valovanja napetosti je eden od priključkov CA povezan z držalom elektrode skozi filter v obliki črke T, ki ga sestavljata induktor L1 in kondenzator C1. Dušilka L1 je tuljava 50 ... 70 obratov bakrenega vodila z odcepom iz sredine s presekom S = 50 mm 2, navita na jedro, na primer iz padajočega transformatorja OCO-12, ali močnejši. Večji kot je prečni prerez železa gladilne dušilke, manjša je verjetnost, da bo njegova magnetna sistem bo vstopil v nasičenost. Ko magnetni sistem vstopi v nasičenost pri visokih tokovih (na primer pri rezanju), se induktivnost induktorja nenadoma zmanjša in zato ne bo prišlo do izravnave toka. Oblok bo gorel neenakomerno. Kondenzator C1 je baterija kondenzatorjev, kot so MBM, MBG ali podobni, s kapaciteto 350-400 μF za napetost najmanj 200 V
Najdete lahko značilnosti močnih diod in njihovih uvoženih analogov. Ali pa na povezavi lahko prenesete vodnik po diodah iz serije "Pomoč radioamaterju št. 110"
Za popravljanje in gladko uravnavanje varilnega toka se uporabljajo vezja na osnovi močnih krmiljenih tiristorjev, ki vam omogočajo spreminjanje napetosti od 0,1 xx do 0,9U xx. Poleg varjenja se ti regulatorji lahko uporabljajo za polnjenje baterij, napajanje električnih grelnih elementov in druge namene.
Varilni aparati na izmenični tok uporabljajo elektrode s premerom nad 2 mm, kar omogoča varjenje izdelkov z debelino nad 1,5 mm. Med postopkom varjenja tok doseže več deset amperov in oblok gori precej enakomerno. Takšni varilni aparati uporabljajo posebne elektrode, ki so namenjene samo za varjenje z izmeničnim tokom.
Za normalno delovanje varilnega stroja morajo biti izpolnjeni številni pogoji. Izhodna napetost mora zadostovati za zanesljiv vžig obloka. Za amaterski varilni stroj U xx =60...65V. Zaradi varnosti pri delu ni priporočljiva višja izhodna napetost v prostem teku, pri industrijskih varilnih aparatih je za primerjavo lahko U xx 70..75 V.
Vrednost varilne napetosti jaz sv. mora zagotoviti stabilno gorenje obloka, odvisno od premera elektrode. Varilna napetost Ust je lahko 18...24 V.
Nazivni varilni tok mora biti:
I St =KK 1 *d e, Kje
jaz sv.- vrednost varilnega toka, A;
K 1 =30...40- koeficient glede na vrsto in velikost elektrode d e, mm.
Tok kratkega stika ne sme presegati nazivnega varilnega toka za več kot 30 ... 35%.
Ugotovljeno je bilo, da je stabilen oblok možen, če ima varilni stroj padajočo zunanjo karakteristiko, ki določa razmerje med tokom in napetostjo v varilnem krogu. (slika 2)
Slika 2 Padajoča zunanja značilnost varilnega stroja:
Doma, kot kaže praksa, je precej težko sestaviti univerzalni varilni stroj za tokove v razponu od 15 ... 20 do 150 ... 180 A. V zvezi s tem pri načrtovanju varilnega stroja ne bi smeli težiti k popolnemu pokrivanju obsega varilnih tokov. Na prvi stopnji je priporočljivo sestaviti varilni stroj za delo z elektrodami s premerom 2 ... 4 mm, na drugi stopnji pa, če je potrebno delo pri nizkih varilnih tokovih, ga dopolniti z ločenim usmernikom. naprava z gladko regulacijo varilnega toka.
Analiza modelov amaterskih varilnih strojev doma nam omogoča, da oblikujemo številne zahteve, ki jih je treba izpolniti med njihovo izdelavo:
- Majhne dimenzije in teža
- Napajanje 220 V
- Trajanje delovanja mora biti najmanj 5...7 elektrod d e =3...4 mm
Teža in dimenzije naprave so neposredno odvisne od moči naprave in jih je mogoče zmanjšati z zmanjšanjem njene moči. Čas delovanja varilnega stroja je odvisen od materiala jedra in toplotne odpornosti izolacije žic za navijanje. Za podaljšanje časa varjenja je potrebno za jedro uporabiti jeklo z visoko magnetno prepustnostjo.
1. 2. Izbira vrste jedra.
Za izdelavo varilnih strojev se uporabljajo predvsem paličasta magnetna jedra, saj je njihova zasnova tehnološko naprednejša. Jedro varilnega stroja je mogoče sestaviti iz električnih jeklenih plošč poljubne konfiguracije z debelino 0,35 ... 0,55 mm in zategniti z zatiči, izoliranimi od jedra (slika 3).
Slika 3 Paličasto magnetno jedro:
Pri izbiri jedra je treba upoštevati dimenzije "okna", ki se prilega navitjem varilnega stroja, in površino prečnega jedra (jarma) S=a*b, cm 2.
Kot kaže praksa, ne smete izbrati najmanjših vrednosti S = 25..35 cm 2, saj varilni stroj ne bo imel potrebne rezerve moči in bo težko doseči kakovostno varjenje. In posledično možnost pregrevanja naprave po kratkem delovanju. Da se to ne bi zgodilo, mora biti presek jedra varilnega stroja S = 45..55 cm 2. Čeprav bo varilni aparat nekoliko težji, bo deloval zanesljivo!
Upoštevati je treba, da imajo amaterski varilni stroji, ki uporabljajo jedra toroidnega tipa, električne lastnosti 4 do 5-krat višje od tistih pri paličastem in s tem majhne električne izgube. Težje je izdelati varilni stroj s toroidnim jedrom kot s paličnim jedrom. To je predvsem posledica postavitve navitij na torusu in kompleksnosti samega navitja. Vendar s pravilnim pristopom dajejo dobre rezultate. Jedra so izdelana iz transformatorskega traku, zvitega v zvitek v obliki torusa.
riž. 4 Toroidno magnetno jedro:
Za povečanje notranjega premera torusa ("okna") se kos jeklenega traku odvije z notranje strani in navije na zunanjo stran jedra (slika 4). Po previjanju torusa se bo efektivni prerez magnetnega kroga zmanjšal, zato boste morali torus delno naviti z železom iz drugega avtotransformatorja, dokler prerez S ne bo enak vsaj 55 cm 2.
Elektromagnetni parametri takšnega železa so največkrat neznani, zato jih je mogoče dovolj natančno določiti eksperimentalno.
1. 3. Izbira žic za navijanje.
Za primarna (omrežna) navitja varilnega stroja je bolje uporabiti posebno toplotno odporno bakreno navijalno žico v izolaciji iz bombaža ali steklenih vlaken. Žice v gumijasti ali gumijasto izolaciji imajo tudi zadovoljivo toplotno odpornost. Za delo pri povišanih temperaturah ni priporočljivo uporabljati žic v izolaciji iz polivinilklorida (PVC) zaradi možnega taljenja, puščanja iz navitij in kratkega stika zavojev. Zato je treba polivinilkloridno izolacijo z žic odstraniti in žice po vsej dolžini oviti z bombažnim izolirnim trakom ali pa jih sploh ne odstraniti, temveč oviti okoli žice čez izolacijo.
Pri izbiri prereza žic za navijanje, ob upoštevanju periodičnega delovanja varilnega stroja, je dovoljena gostota toka 5 A / mm2. Moč sekundarnega navitja je mogoče izračunati po formuli P 2 =I St *U St. Če se varjenje izvaja z elektrodo dе = 4 mm, pri toku 130 ... 160 A, bo moč sekundarnega navitja: P 2 =160*24=3,5...4 kW, in moč primarnega navitja, ob upoštevanju izgub, bo reda velikosti 5...5,5 kW. Na podlagi tega lahko doseže največji tok v primarnem navitju 25 A. Zato mora biti prečni prerez žice primarnega navitja S1 najmanj 5..6 mm2.
V praksi je priporočljivo vzeti nekoliko večjo površino preseka žice, 6 ... 7 mm 2. Za navijanje se uporablja pravokotna zbiralka ali bakrena žica za navijanje s premerom 2,6 ... 3 mm, razen izolacije. Prečni prerez S žice za navijanje v mm2 se izračuna po formuli: S=(3,14*D2)/4 ali S=3,14*R2; D je premer gole bakrene žice, merjen v mm. Če žice z zahtevanim premerom ni, se lahko navijanje izvede v dveh žicah ustreznega prereza. Pri uporabi aluminijaste žice je treba njen presek povečati za 1,6..1,7-krat.
Število obratov primarnega navitja W1 se določi po formuli:
W 1 =(k 2 *S)/U 1, Kje
k 2 - konstantni koeficient;
S- površina prečnega prereza jarma v cm 2
Izračun lahko poenostavite z uporabo posebnega programa za izračun: Varilni kalkulator
Pri W1=240 zavojev so navoji izdelani iz 165, 190 in 215 zavojev, tj. vsakih 25 obratov. Večje število omrežnih navitij, kot kaže praksa, je nepraktično.
To je posledica dejstva, da se z zmanjšanjem števila obratov primarnega navitja poveča tako moč varilnega stroja kot U xx, kar povzroči povečanje napetosti obloka in poslabšanje kakovosti varjenja. S spreminjanjem samo števila ovojev primarnega navitja ni mogoče pokriti območja varilnih tokov brez poslabšanja kakovosti varjenja. V tem primeru je treba poskrbeti za preklapljanje ovojev sekundarnega (varilnega) navitja W 2.
Sekundarno navitje W 2 mora vsebovati 65 ... 70 ovojev izolirane bakrene zbiralke s prečnim prerezom najmanj 25 mm2 (prednostno s prerezom 35 mm2). Gibljiva tuljava je primerna tudi za navijanje sekundarnega navitja. nasedla žica, na primer varjenje, in trifazni močnostni večžilni kabel. Glavna stvar je, da presek napajalnega navitja ni manjši od zahtevanega in da je izolacija žice toplotno odporna in zanesljiva. Če prerez žice ni zadosten, je možno navijanje v dveh ali celo treh žicah. Pri uporabi aluminijaste žice je treba njen presek povečati za 1,6 ... 1,7-krat. Vodi varilnega navitja so običajno vstavljeni skozi bakrene ušesa pod priključne vijake s premerom 8...10 mm (slika 5).
1.4. Značilnosti navijalnih navitij.
Obstajajo naslednja pravila za navijanje navitij varilnega stroja:
- Navijanje je treba izvajati vzdolž izoliranega jarma in vedno v isti smeri (na primer v smeri urinega kazalca).
- Vsaka plast navitja je izolirana s plastjo bombažne izolacije (steklena vlakna, električni karton, pavs papir), po možnosti impregnirane z bakelitnim lakom.
- Sponke navitij so pocinkane, označene, pritrjene z bombažno pletenico, na sponke omrežnega navitja pa je dodatno nameščena bombažna kambrika.
- Če je izolacija žice slabe kakovosti, se lahko navijanje izvede v dveh žicah, od katerih je ena bombažna vrvica ali bombažna nit za ribolov. Po navijanju ene plasti se navijanje z bombažno nitjo fiksira z lepilom (ali lakom) in šele ko se posuši, se navije naslednja vrsta.
Mrežno navitje na paličastem magnetnem jedru je mogoče namestiti na dva glavna načina. Prva metoda vam omogoča, da dobite bolj "trd" način varjenja. Omrežno navitje je sestavljeno iz dveh enakih navitij W1, W2, ki se nahajata na različnih straneh jedra, zaporedno povezanih in imata enak presek žice. Za nastavitev izhodnega toka so na vsakem od navitij izdelani odcepi, ki so zaprti v parih ( riž. 6 a, b)
riž. 6. Metode za navijanje CA navitij na paličasto jedro:
Drugi način navijanja primarnega (omrežnega) navitja vključuje navijanje žice na eni strani jedra ( riž. 6 c, d). V tem primeru ima varilni aparat strmo padajočo karakteristiko, vari “mehko”, dolžina obloka manj vpliva na vrednost varilnega toka in posledično na kvaliteto varjenja.
Po navijanju primarnega navitja varilnega stroja je potrebno preveriti prisotnost kratkostičnih ovojev in pravilno število obratov. Varilni transformator je priključen na omrežje preko varovalke (4...6 A) in če obstaja AC ampermeter. Če varovalka pregori ali se zelo segreje, je to jasen znak kratkostični obrat. V tem primeru je treba primarni navit previti, pri čemer je treba posebno pozornost posvetiti kakovosti izolacije.
Če varilni stroj povzroča glasen hrup in poraba toka presega 2...3 A, to pomeni, da je število ovojev primarnega navitja podcenjeno in je potrebno naviti določeno število ovojev. Delujoč varilni stroj ne sme porabiti več kot 1..1,5 A toka v prostem teku, ne sme se segreti in ne povzroča močnega brnenja.
Sekundarno navitje varilnega stroja je vedno navito na obeh straneh jedra. Po prvi metodi navijanja je sekundarno navitje sestavljeno iz dveh enakih polovic, povezanih nasprotno vzporedno za povečanje stabilnosti obloka (slika 6 b). V tem primeru se lahko presek žice vzame nekoliko manjši, to je 15..20 mm 2. Pri navijanju sekundarnega navitja po drugi metodi se najprej 60 ... 65% celotnega števila njegovih ovojev navije na stran jedra, ki je brez navitij.
To navitje služi predvsem za vžig obloka, med varjenjem pa zaradi močnega povečanja disipacije magnetnega pretoka napetost na njem pade za 80 ... 90%. Preostalo število ovojev sekundarnega navitja v obliki dodatnega varilnega navitja W 2 je navito na vrhu primarnega. Ker je napajalnik, vzdržuje varilno napetost in posledično varilni tok v zahtevanih mejah. Napetost na njem pade v načinu varjenja za 20 ... 25% glede na napetost v prostem teku.
Navijanje navitij varilnega stroja na toroidnem jedru je mogoče izvesti tudi na več načinov ( riž. 7).
Metode navijanja navitij varilnega stroja na toroidnem jedru.
Preklapljanje navitij v varilnih strojih je lažje narediti s pomočjo bakrenih konic in sponk. Bakrene čepke doma lahko izdelate iz bakrenih cevi ustreznega premera dolžine 25 ... 30 mm, pri čemer žice pritrdite v njih s stiskanjem ali spajkanjem. Pri varjenju v različnih pogojih (omrežje z visokim ali nizkim tokom, dolg ali kratek napajalni kabel, njegov prerez itd.) se s preklapljanjem navitij varilni aparat nastavi na optimalen način varjenja, nato pa se stikalo nastavi v nevtralni položaj.
1.5. Nastavitev varilnega stroja.
Po izdelavi varilnega stroja ga mora domači električar nastaviti in preveriti kakovost varjenja z elektrodami različnih premerov. Postopek namestitve je naslednji. Za merjenje varilnega toka in napetosti potrebujete: AC voltmeter 70...80 V in AC ampermeter 180...200 A. Priključna shema merilni instrumenti prikazano na ( riž. 8)
riž. 8 Shematski diagram priklop merilnih instrumentov pri nastavitvi varilnega aparata
Pri varjenju z različnimi elektrodami se vzamejo vrednosti varilnega toka - I St in varilne napetosti U St, ki morata biti v zahtevanih mejah. Če je varilni tok majhen, kar se najpogosteje zgodi (elektroda se zatakne, oblok je nestabilen), potem se v tem primeru s preklopom primarnega in sekundarnega navitja nastavijo zahtevane vrednosti oziroma število obratov sekundarno navitje se prerazporedi (brez povečanja) v smeri povečanja števila ovojev, navitih na vrhu omrežnih navitij
Po varjenju je treba preveriti kakovost varjenja: globino preboja in debelino nanesene kovinske plasti. V ta namen se robovi varjenih izdelkov lomijo ali žagajo. Na podlagi rezultatov meritev je priporočljivo izdelati tabelo. Z analizo dobljenih podatkov se izberejo optimalni načini varjenja za elektrode različnih premerov, pri čemer se spomnimo, da je pri varjenju z elektrodami, na primer s premerom 3 mm, mogoče rezati elektrode s premerom 2 mm, ker Rezalni tok je za 30...25% višji od varilnega toka.
Varilni stroj mora biti priključen na omrežje z žico s prečnim prerezom 6 ... 7 mm prek avtomatskega stroja s tokom 25 ... 50 A, na primer AP-50.
Premer elektrode, odvisno od debeline varjene kovine, lahko izberete na podlagi naslednjega razmerja: de=(1...1,5)*B, kjer je B debelina varjene kovine, mm. Dolžina obloka je izbrana glede na premer elektrode in je v povprečju enaka (0,5 ... 1,1) de. Priporočljivo je variti s kratkim oblokom 2 ... 3 mm, katerega napetost je 18 ... 24 V. Povečanje dolžine obloka povzroči kršitev stabilnosti njegovega zgorevanja, povečane izgube zaradi odpadki in brizganje ter zmanjšanje globine prodiranja navadne kovine. Daljši kot je oblok, višja je varilna napetost. Hitrost varjenja izbere varilec glede na kakovost in debelino kovine.
Pri varjenju z ravno polariteto je plus (anoda) povezan z delom, minus (katoda) pa z elektrodo. Če je potrebno, da se na delih ustvari manj toplote, na primer pri varjenju tankih pločevin, se uporabi varjenje z obratno polarnostjo. V tem primeru je minus (katoda) povezan z varjenim delom, plus (anoda) pa z elektrodo. S tem ne zagotovimo le manjšega segrevanja varjenega dela, temveč tudi pospešimo proces taljenja elektrodne kovine zaradi višje temperature anodne cone in večjega vnosa toplote.
Varilne žice so priključene na varilni stroj preko bakrenih čepov pod priključnimi vijaki z zunaj telo varilnega stroja. Slabe kontaktne povezave zmanjšajo močnostne karakteristike varilnega aparata, poslabšajo kakovost varjenja in lahko povzročijo pregrevanje in celo požar žic.
Pri kratki dolžini varilnih žic (4..6 m) mora biti njihov presek najmanj 25 mm 2.
Pri varjenju je potrebno upoštevati pravila požarne varnosti, pri nastavitvi naprave in električne varnosti - med meritvami z električnimi napravami. Varjenje je treba izvajati v posebni maski z zaščitnim steklom razreda C5 (za tok do 150...160 A) in rokavicah. Vsa vklapljanja v varilnem stroju se smejo izvajati šele po odklopu varilnega aparata iz omrežja.
2. Prenosni varilni stroj na osnovi Latre.
2.1. Značilnost oblikovanja.
Varilni aparat deluje iz omrežne napetosti AC 220 V. Posebna konstrukcijska značilnost aparata je uporaba nenavadna oblika magnetno jedro, zaradi česar je teža celotne naprave le 9 kg, dimenzije pa 125x150 mm ( riž. 9).
Za magnetno jedro transformatorja se uporablja tračno transformatorsko železo, zvito v zvitek v obliki torusa. Kot je znano, je v tradicionalnih izvedbah transformatorjev magnetno vezje sestavljeno iz plošč v obliki črke W. Električne lastnosti varilnega stroja so zaradi uporabe transformatorskega jedra v obliki torusa 5-krat višje kot pri napravah s ploščami v obliki črke W, izgube pa so minimalne.
2.2. Latra izboljšave.
Za jedro transformatorja lahko uporabite že pripravljen "LATR" tipa M2.
Opomba. Vse latre imajo blok s šestimi nožicami in napetostjo: na vhodu 0-127-220 in na izhodu 0-150 - 250. Obstajata dve vrsti: velika in majhna in se imenujeta LATR 1M in 2M. Ne spomnim se, kateri je kateri. Toda za varjenje potrebujete velik LATR z navitim železom ali, če so v dobrem stanju, potem navijejo sekundarna navitja z vodilom in nato primarna navitja povežejo vzporedno, sekundarna navitja pa zaporedno. V tem primeru je treba upoštevati sovpadanje smeri tokov v sekundarnem navitju. Potem dobite nekaj podobnega varilnemu stroju, čeprav vari, kot vsi toroidni, malo ostro.
Uporabite lahko magnetno jedro v obliki torusa iz zgorelega laboratorijskega transformatorja. V slednjem primeru z Latre najprej odstranimo ograjo in okovje ter odstranimo ožgano navitje. Po potrebi očiščeno magnetno vezje previjemo (glej zgoraj), izoliramo z elektrokartonom ali dvema plastema lakirane tkanine in navijemo navitja transformatorja. Varilni transformator ima samo dva navitja. Za navijanje primarnega navitja se uporablja kos žice PEV-2 dolžine 170 m in premera 1,2 mm ( riž. 10)
riž. 10 Navijanje navitij varilnega stroja:
| 1 - primarno navitje; | 3 - žična tuljava; |
| 2 - sekundarno navitje; | 4 - jarem |
Za lažje navijanje je žica predhodno navita na čoln v obliki lesenega traku 50x50 mm z režami. Vendar pa lahko za večje udobje naredite preprosto napravo za navijanje toroidnih močnostnih transformatorjev
Po navijanju primarnega navitja ga prekrijte s plastjo izolacije in nato navijte sekundarno navitje transformatorja. Sekundarno navitje ima 45 ovojev in je navito z bakreno žico v bombažni ali stekleni izolaciji. Znotraj jedra je žica nameščena na zavoj, zunaj pa z majhno režo, ki je potrebna za boljše hlajenje. Varilni stroj, izdelan po dani metodi, lahko oddaja tok 80...185 A. Shema električnega tokokroga varilnega stroja je prikazana na riž. enajst.
riž. enajst Shematski prikaz varilnega stroja.
Delo bo nekoliko poenostavljeno, če boste uspeli kupiti delujoč Latr 9 A. Nato z njega odstranite ograjo, drsnik tokovnega zbiralnika in pritrdilno okovje. Nato se določijo in označijo sponke primarnega navitja pri 220 V, preostale sponke pa zanesljivo izolirajo in začasno pritisnejo na magnetno vezje, da se ne poškodujejo pri navijanju novega (sekundarnega) navitja. Novo navitje vsebuje enako število ovojev iste znamke in enak premer žice kot v zgoraj obravnavani različici. Transformator v tem primeru proizvaja tok 70...150 A.
Izdelani transformator je nameščen na izolirani ploščadi v istem ohišju, v katerem je predhodno izvrtana luknja za prezračevanje (slika 12))
riž. 12 Možnosti ohišja varilnega stroja na osnovi "LATRA".
Sponke primarnega navitja so priključene na omrežje 220 V s kablom ShRPS ali VRP, v to vezje pa je treba namestiti odklopnik AP-25. Vsak priključek sekundarnega navitja je priključen na gibko izolirana žica PRG. Prosti konec ene od teh žic je pritrjen na držalo elektrode, prosti konec druge pa je pritrjen na del, ki ga varimo. Ta isti konec žice mora biti zaradi varnosti varilca ozemljen. Tok varilnega aparata uravnavamo tako, da v tokokrog žice držala elektrode zaporedno povežemo kose nikromove ali konstantanske žice d=3 mm in 5 m, zvite v »kačo«. "Kača" je pritrjena na azbestno ploščo. Vse povezave žic in balasta so izvedene z vijaki M10. S premikanjem priključne točke žice vzdolž "kače" se nastavi zahtevani tok. Tok je mogoče prilagoditi z elektrodami različnih premerov. Za varjenje s tako napravo se uporabljajo elektrode tipa E-5RAUONII-13/55-2.0-UD1 dd=1...3 mm.
Pri izvajanju varilnih del, da preprečite opekline, je potrebno uporabiti zaščitni ščit iz vlaken, opremljen s svetlobnim filtrom E-1, E-2. Obvezni so klobuk, kombinezon in palčniki. Varilni stroj je treba zaščititi pred vlago in preprečiti pregrevanje. Približni načini delovanja z elektrodo d=3 mm: za transformatorje s tokom 80...185 A - 10 elektrod, s tokom 70...150 A - 3 elektrode. po uporabi določenega števila elektrod se naprava izklopi iz omrežja za vsaj 5 minut (po možnosti približno 20).
3. Varilni stroj iz trifaznega transformatorja.
Varilni stroj, v odsotnosti "LATRA", je lahko izdelan tudi na osnovi trifaznega padajočega transformatorja 380/36 V, z močjo 1..2 kW, ki je zasnovan za napajanje nizkih električno orodje ali razsvetljavo (slika 13).
riž. 13 Splošni obrazec varilni stroj in njegovo jedro.
Tudi primerek z enim pregorelim navitjem bo tukaj. Takšen varilni stroj deluje iz omrežja izmeničnega toka z napetostjo 220 V ali 380 V in z elektrodami s premerom do 4 mm omogoča varjenje kovine debeline 1...20 mm.
3.1. Podrobnosti.
Sponke za sponke sekundarnega navitja so lahko izdelane iz bakrene cevi d 10...12 mm in dolžine 30...40 mm (slika 14).
riž. 14 Zasnova sponke sekundarnega navitja varilnega stroja.
Na eni strani jo zakovičimo in v nastalo ploščo izvrtamo luknjo d 10 mm. Previdno oluščene žice vstavimo v priključno cev in jih stisnemo z rahlimi udarci kladiva. Za izboljšanje stika lahko na površini končne cevi naredite zareze z jedrom. Na plošči, ki se nahaja na vrhu transformatorja, zamenjajte standardne vijake z maticami M6 z dvema vijakoma z maticami M10. Priporočljivo je, da uporabite nove bakrene vijake in matice. Nanje so priključene sponke sekundarnega navitja.
Za sponke primarnega navitja je dodatna plošča izdelana iz pločevine PCB debeline 3 mm ( Slika 15).
riž. 15 Splošni pogled na šal za sponke primarnega navitja varilnega stroja.
V ploščo izvrtamo 10...11 lukenj d=6mm in vanje vstavimo vijake M6 z dvema maticama in podložkama. Po tem je plošča pritrjena na vrh transformatorja.
riž. 16 Shematski diagram povezave primarnih navitij transformatorja za napetost: a) 220 V; b) 380 V (sekundarni navit ni določen)
Ko se naprava napaja iz omrežja 220 V, sta njena zunanja primarna navitja povezana vzporedno, srednje navitje pa zaporedno ( Slika 16).
4. Držalo za elektrode.
4.1. Držalo za elektrode iz cevi d¾".
Najenostavnejša izvedba je električni nosilec iz cevi d¾" dolžine 250 mm ( Slika 17).
Na obeh straneh cevi na razdalji 40 in 30 mm od njenih koncev z žago za kovino izrežite vdolbino polovice premera cevi ( Slika 18)
riž. 18 Risba ohišja držala elektrode iz cevi d¾".
Nad veliko vdolbino je na cev privarjen kos jeklene žice d=6 mm. Na nasprotni strani držala je izvrtana luknja d = 8,2 mm v katero se vstavi vijak M8. Vijak je priključen na priključek kabla, ki vodi do varilnega stroja, ki je pritrjen z matico. Na vrh cevi se namesti kos gumijaste ali najlonske cevi z ustreznim notranjim premerom.
4.2. Držalo za elektrode iz jeklenih kotnikov.
Iz dveh jeklenih vogalov 25x25x4 mm je mogoče izdelati priročno in enostavno oblikovano držalo elektrod ( riž. 19)
Vzemite dva takšna kotnika, dolga približno 270 mm, in ju povežite z majhnimi kotniki in vijaki z maticami M4. Rezultat je škatla s presekom 25x29 mm. V dobljenem telesu je izrezano okence za objemko in izvrtana luknja za namestitev osi objemk in elektrod. Zapah je sestavljen iz vzvoda in majhnega ključa iz jeklene pločevine debeline 4 mm. Ta del je lahko izdelan tudi iz vogala 25x25x4 mm. Za zagotovitev zanesljivega stika objemke z elektrodo je na os objemke nameščena vzmet, vzvod pa je s kontaktnim vodnikom povezan s telesom.
Ročaj nastalega držala je prekrit z izolacijskim materialom, ki se uporablja kot kos gumijaste cevi. Električni kabel iz varilnega stroja je priključen na priključek ohišja in pritrjen z sornikom.
5. Elektronski regulator toka za varilni transformator.
Pomembna konstrukcijska značilnost katerega koli varilnega stroja je možnost prilagajanja delovnega toka. Za prilagajanje toka v varilnih transformatorjih so znani naslednji načini: ranžiranje z dušilkami različnih vrst, spreminjanje magnetnega pretoka zaradi gibljivosti navitij ali magnetno ranžiranje, uporaba zalogovnikov aktivnih balastnih uporov in reostatov. Vse te metode imajo svoje prednosti in slabosti. Na primer, pomanjkljivost slednje metode je zapletenost zasnove, prostornost uporov, njihovo močno segrevanje med delovanjem in neprijetnosti pri preklopu.
Najbolj optimalna metoda je postopno prilagajanje toka s spreminjanjem števila obratov, na primer s priključitvijo na pipe, narejene pri navijanju sekundarnega navitja transformatorja. Vendar ta metoda ne omogoča prilagajanja toka v širokem območju, zato se običajno uporablja za prilagajanje toka. Med drugim je prilagajanje toka v sekundarnem tokokrogu varilnega transformatorja povezano z določenimi težavami. V tem primeru pomembni tokovi prehajajo skozi krmilno napravo, kar povzroči povečanje njegovih dimenzij. Za sekundarni tokokrog je praktično nemogoče izbrati močna standardna stikala, ki bi lahko vzdržala tokove do 260 A.
Če primerjamo tokove v primarnem in sekundarnem navitju, se izkaže, da je tok v vezju primarnega navitja petkrat manjši kot v sekundarnem navitju. To nakazuje idejo o postavitvi regulatorja varilnega toka v primarno navitje transformatorja z uporabo tiristorjev za ta namen. Na sl. Slika 20 prikazuje diagram regulatorja varilnega toka s tiristorji. Z izjemno preprostostjo in dostopnostjo elementne baze je ta regulator enostaven za uporabo in ne zahteva konfiguracije.
Regulacija moči se pojavi, ko se primarno navitje varilnega transformatorja periodično izklopi za določeno časovno obdobje na vsakem polciklu toka. Povprečna trenutna vrednost se zmanjša. Glavni elementi regulatorja (tiristorji) so povezani nasprotno in vzporedno drug z drugim. Izmenično jih odpirajo tokovni impulzi, ki jih ustvarjajo tranzistorji VT1, VT2.
Ko je regulator priključen na omrežje, sta oba tiristorja zaprta, kondenzatorja C1 in C2 se začneta polniti skozi spremenljivi upor R7. Takoj, ko napetost na enem izmed kondenzatorjev doseže lavinsko prebojno napetost tranzistorja, se slednji odpre in skozenj steče razelektritveni tok nanj priključenega kondenzatorja. Po tranzistorju se odpre ustrezni tiristor, ki obremenitev poveže z omrežjem.
S spreminjanjem upora upora R7 lahko regulirate trenutek vklopa tiristorjev od začetka do konca pol-cikla, kar posledično vodi do spremembe skupnega toka v primarnem navitju varilnega transformatorja T1. . Če želite povečati ali zmanjšati območje nastavitve, lahko spremenite upor spremenljivega upora R7 navzgor ali navzdol.
Tranzistorji VT1, VT2, ki delujejo v lavinskem načinu, in upori R5, R6, vključeni v njihova osnovna vezja, se lahko zamenjajo z dinistorji (slika 21)
riž. 21 Shematski diagram zamenjave tranzistorja z uporom z dinistorjem v tokokrogu regulatorja toka varilnega transformatorja.
Anode dinistorjev je treba priključiti na skrajne priključke upora R7, katode pa na upore R3 in R4. Če je regulator sestavljen z dinistorji, je bolje uporabiti naprave tipa KN102A.
Tranzistorji starega tipa, kot sta P416, GT308, so se dobro izkazali kot VT1, VT2, vendar je te tranzistorje po želji mogoče zamenjati s sodobnimi visokofrekvenčnimi tranzistorji z nizko porabo energije, ki imajo podobne parametre. Spremenljivi upor je tipa SP-2, fiksni upori pa tipa MLT. Kondenzatorji, kot sta MBM ali K73-17 za delovno napetost najmanj 400 V.
Vsi deli naprave so sestavljeni z zgibno montažo na tekstolitno ploščo debeline 1...1,5 mm. Naprava ima galvansko povezavo z omrežjem, zato morajo biti vsi elementi, vključno s tiristorskimi hladilniki, izolirani od ohišja.
Pravilno sestavljen regulator varilnega toka ne zahteva posebnih nastavitev, paziti je treba le, da so tranzistorji stabilni v lavinskem načinu oziroma pri dinistorjih, da so vklopljeni stabilno.
Opise drugih modelov lahko najdete na spletni strani http://irls.narod.ru/sv.htm, vendar bi vas rad takoj opozoril, da imajo mnogi od njih vsaj sporne težave.
Tudi na to temo si lahko ogledate:
http://valvolodin.narod.ru/index.html - veliko standardov GOST, podobnih diagramov domače naprave, in tovarna
http://www.y-u-r.narod.ru/Svark/svark.htm isto spletno mesto za ljubitelje varjenja
Pri pisanju članka so bili uporabljeni nekateri materiali iz knjige Pestrikova V. M. "Domači električar in ne samo ...".Vse najboljše, piši do © 2005
Veliko ljudi k izdelavi laboratorijskega avtotransformatorja (LATR) z lastnimi rokami vodi presežek nizkokakovostnih regulatorjev na trgu električne energije. Uporabite lahko tudi industrijski primerek, vendar so tudi takšni vzorci velike velikosti in so dragi. Zaradi tega jih je težko uporabljati doma.
Kaj je elektronski LATR?
Avtotransformatorji so potrebni za gladko spreminjanje napetosti trenutna frekvenca 50-60 Hz med različnimi električnimi deli. Pogosto se uporabljajo tudi, ko je treba zmanjšati ali povečati izmenično napetost za gospodinjsko ali gradbeno električno opremo.
Transformatorji so električna oprema, ki je opremljena z več navitji, ki so povezani induktivno. Uporablja se za pretvorbo električne energije po nivoju napetosti ali toka.
Mimogrede, elektronski LATR se je začel široko uporabljati pred 50 leti. Prej je bila naprava opremljena s kontaktom za zbiranje toka. Nahajal se je na sekundarnem navitju. To je omogočilo gladko prilagajanje izhodne napetosti.
Kdaj ste se povezali? različne laboratorijske naprave, je obstajala možnost hitre spremembe napetosti. Na primer, če želite, lahko spremenite stopnjo segrevanja spajkalnika, prilagodite hitrost elektromotorja, svetlost osvetlitve itd.
Trenutno ima LATR razne modifikacije. Na splošno je to transformator, ki pretvarja izmenično napetost ene vrednosti v drugo. Takšna naprava služi kot stabilizator napetosti. Njegova glavna razlika je možnost prilagajanja napetosti na izhodu opreme.
obstajati različni tipi avtotransformatorji:
- Enofazni;
- Trifazni.
Zadnji tip so trije enofazni LATR, nameščeni v eni strukturi. Vendar le malo ljudi želi postati njegov lastnik. Opremljeni so tako trifazni kot enofazni avtotransformatorji voltmeter in nastavitveno lestvico.
Področje uporabe LATR
Avtotransformator se uporablja na različnih področjih dejavnosti, med njimi:
- Metalurška proizvodnja;
- Pripomočki;
- Kemična in naftna industrija;
- Proizvodnja opreme.
Poleg tega je potreben za naslednja dela: proizvodnja gospodinjski aparati, raziskave električne opreme v laboratorijih, prilagoditev in testiranje opreme, izdelava televizijskih sprejemnikov.
Poleg tega je LATR pogosto uporablja v izobraževalne ustanove za izvajanje poskusov pri pouku kemije in fizike. Najdemo ga celo v nekaterih napravah za stabilizacijo napetosti. Uporablja se tudi kot dodatno opremo snemalnikom in strojem. V skoraj vseh laboratorijskih študijah se LATR uporablja kot transformator, saj ima preprost dizajn in enostaven za uporabo.
Avtotransformator, za razliko od stabilizatorja, ki se uporablja samo v nestabilnih omrežjih in proizvaja napetost 220 V na izhodu z različno napako 2-5%, proizvaja točno določeno napetost.
Glede na podnebne parametre je uporaba teh naprav dovoljena na nadmorski višini 2000 metrov, vendar je treba bremenski tok zmanjšati za 2,5% na vsakih 500 m vzpona.
Glavne pomanjkljivosti in prednosti avtotransformatorja
Glavna prednost LATR je večja učinkovitost, ker se transformira le del moči. To je še posebej pomembno, če se vhodna in izhodna napetost nekoliko razlikujeta.
Njihova slabost je, da med navitji ni električne izolacije. Čeprav je v industrijskih električnih omrežjih nevtralna žica ozemljena, zato ta dejavnik ne bo imel posebne vloge, poleg tega se za navitja jeder porabi manj bakra in jekla, posledično manjša teža in dimenzije. Posledično lahko veliko prihranite.
Prva možnost je pretvornik napetosti
Če ste začetnik električar, potem je bolje, da najprej poskusite narediti preprost model LATR, ki ga bo regulirala napetostna naprava - od 0-220 voltov. Po tej shemi ima avtotransformator moč - od 25-500 W.
Če želite povečati moč regulatorja na 1,5 kW, morate na radiatorje postaviti tiristorja VD 1 in 2. Povezani so vzporedno z obremenitvijo R 1. Ti tiristorji prehajajo tok v nasprotnih smereh. Ko je naprava priključena na omrežje, se zaprejo, kondenzatorja C 1 in 2 pa se začneta polniti iz upora R 5. Po potrebi spremenita tudi vrednost napetosti med obremenitvijo. Poleg tega ta spremenljivi upor skupaj s kondenzatorji tvori fazno preklopno vezje.
to tehnično rešitev dati priložnost uporabite dva polcikla hkrati izmenični tok. Posledično se obremenitvi uporabi polna moč in ne polovična.
Edina pomanjkljivost vezja je, da oblika izmenične napetosti med obremenitvijo zaradi specifičnega delovanja tiristorjev ni sinusna. Vse to vodi do motenj v omrežju. Če želite odpraviti težavo v vezju, je dovolj, da sestavite filtre v seriji z obremenitvijo. Iz pokvarjenega televizorja jih je mogoče izvleči.
Druga možnost je regulator napetosti s transformatorjem
Napravo, ki ne povzroča motenj v omrežju in proizvaja sinusno napetost, je težje sestaviti kot prejšnjo. LATR, katerega vezje ima biopolarni VT 1, načeloma lahko tudi sami. Poleg tega tranzistor služi kot regulacijski element v napravi. Moč v njem je odvisna od obremenitve. Deluje kot reostat. Ta model vam omogoča spreminjanje delovne napetosti ne samo pri reaktivnih obremenitvah, ampak tudi pri aktivnih.
Vendar pa tudi predstavljeno vezje avtotransformatorja ni idealno. Njegova pomanjkljivost je, da delujoč krmilni tranzistor proizvaja veliko toplote. Za odpravo pomanjkljivosti boste potrebovali močan hladilnik s površino najmanj 250 cm².
V tem primeru se uporabi transformator T 1. Sekundarna napetost mora biti približno 6-10 V in moč približno 12-15 W. Diodni most VD 6 usmerja tok, ki nato prehaja na tranzistor VT 1 v katerem koli polciklu skozi VD 5 in VD 2. Osnovni tok tranzistorja regulira spremenljivi upor R 1, s čimer se spremenijo karakteristike tok obremenitve.
Voltmeter PV 1 se uporablja za nadzor ravni napetosti na izhodu avtotransformatorja. Uporablja se za izračun napetosti od 250-300 V. Če je treba povečati obremenitev, je vredno zamenjati diode VD 5-VD 2 in tranzistor VD 1 z močnejšimi. Temu bo seveda sledila širitev radiatorske površine.
Kot lahko vidite, boste za sestavljanje LATR z lastnimi rokami morda morali imeti le malo znanja na tem področju in kupiti vse potrebne materiale.
Vezje domačega varilnega stroja je sestavljeno na osnovi laboratorijskega nastavljivega avtotransformatorja z devetimi amperi. Njegova zasnova ima možnost prilagajanja varilnega toka. Prisotnost diodnega mostu v tokokrogu tega varilnega stroja omogoča varjenje z enosmernim tokom.
Način delovanja varilne naprave se nastavi s spremenljivim uporom R5. Tiristorja VS1 in VS2 se zaradi faznega zamika na radijskih komponentah R5, C1 in C2 izmenično odpirata samo v svojem polciklu.
Zahvaljujoč temu je mogoče spremeniti vhodno napetost na primarnem navitju v območju od 20 do 215 voltov. Zaradi pretvorbe bo prišlo do znižane napetosti na sekundarnem navitju, kar vam bo omogočilo enostaven vžig varilnega obloka na kontaktih X1 in X2 pri varjenju z izmeničnim tokom ter na kontaktih X3 in X4 pri varjenju v načinu enosmernega toka. Varilni stroj je priključen na izmenično omrežje s standardnim vtičem. V vlogi preklopnega stikala SA1 lahko uporabite seznanjen stroj 25A.
Za začetek previdno odstranite zaščitno ohišje in električni kontakt z avtotransformatorja ter odvijte pritrditev. Nato se na obstoječe 250-voltno navitje navije dobra izolacija, na katero se navije 70 ovojev sekundarnega navitja z bakreno žico s presekom 20 mm 2.
Če takšne žice ni pri roki, jo lahko navijete iz več žic z manjšim prečnim prerezom. Posodobljeni avtotransformator je nameščen v domačem ohišju z luknjami za prezračevanje. Prav tako je potrebno namestiti regulatorsko vezje, paket, kot tudi kontakte za varjenje z enosmernim in izmeničnim tokom.
Če nimate avtotransformatorja, ga lahko naredite sami, tako da oba navitja navijete na transformatorsko jekleno jedro.
Na izhodu sekundarnega navitja je v skladu z vezjem varilne naprave priključen diodni most, sestavljen iz močnih usmerniških diod. Diode je treba namestiti na domače radiatorje.
Za to varilno vezje je priporočljivo uporabiti vpleteno bakreno žico v gumijasti izolaciji s prečnim prerezom najmanj 20 mm 2.
Osnova varilnega stroja prve zasnove— laboratorijski transformator LATR za 9 A. Z njega se odstrani ohišje in vsa oprema, na jedru ostane samo navitje. V transformatorju varilnega stroja bo primarni (omrežni). To navitje je izolirano z dvema slojema električnega traku ali lakirane tkanine. Na vrhu izolacije je navito sekundarno navitje - 65 obratov žice ali komplet žic s skupnim prerezom 12-13 mm 2. Navijanje je ojačano z električnim trakom.Transformator je nameščen na izolacijskem stojalu iz tekstolita ali getinaksa znotraj ohišja iz jeklene pločevine ali duraluminija z debelino največ 3 mm. V pokrovu ohišja, na hrbtni in stranski steni so narejene luknje s premerom 8-10 mm za prezračevanje. Na vrhu je ojačen ročaj iz jeklene palice.
Na sprednji plošči so nameščeni indikatorska lučka, stikalo 220 V, 9 A in sponke sekundarnega navitja - na eno od njih je priključen kabel z držalom elektrode, na drugo pa kabel, katerega drugi konec je med varjenjem pritiskajo na del, ki ga varimo. Poleg tega mora biti ta zadnji terminal med delovanjem ozemljen. Indikator AC tip CH-1, CH-2, M.N-5 signalizira, da je naprava vklopljena.
Premer elektrod za to napravo ne sme biti večji od 1,5 mm.
Za varilni stroj druge izvedbe(slika 126) je treba izdelati transformator. Iz transformatorskega železa v obliki črke W je sestavljeno jedro s prečnim prerezom približno 45 cm 2, na katerega je navito primarno (omrežno) navitje - 220 obratov 1,5 mm žice PEL. Pipe so izdelane iz 190. in 205. zavojev, po katerih je navitje izolirano z dvema ali tremi plastmi električnega traku ali lakirane tkanine.
Sekundarno navitje je navito na izolirano primarno navitje.
Vsebuje 65 zavojev žice ali komplet žic s skupnim presekom 25-35 mm 2. V kompletu je najbolje uporabiti žice tipa PEL ali PEV 1,0-1,5 mm. Tako kot v prvi izvedbi je končni transformator nameščen na izolacijskem stojalu in nameščen v ohišju. Stene ohišja morajo biti od transformatorja oddaljene najmanj 30 mm. Na sprednji plošči je poleg žarnice, stikala in sponk stikalo, ki regulira tok.
V varilnem stroju te zasnove je mogoče uporabiti elektrode s premerom 1,5 in 2 mm.
Pri delu morate nositi masko. Te naprave ni mogoče priključiti na domače omrežje, saj porabi približno 3 kW. Napravo lahko uporabljate v delavnici, če obstaja električno omrežje, na katerega lahko priključite naprave z močjo do 5 kW.
Pozor! Pred začetkom dela preverite ozemljitev.
Pri varjenju nosite suh kombinezon s ponjavo in rokavice. Pod noge položite gumijasto podlogo. Ne delajte brez maske.
The domači varilni stroj iz LATR 2 zgrajen na osnovi devetamperskega LATR 2 (laboratorijski nastavljiv avtotransformator) in njegova zasnova omogoča prilagajanje varilnega toka. Prisotnost diodnega mostu v zasnovi varilnega stroja omogoča varjenje z enosmernim tokom.
Tokokrog regulatorja toka za varilni stroj
Način delovanja varilnega stroja regulira spremenljivi upor R5. Tiristorja VS1 in VS2 se odpirata vsak v svojem polciklu izmenično za določeno časovno obdobje zahvaljujoč fazno preklopnemu vezju, zgrajenemu na elementih R5, C1 in C2.
Posledično je mogoče spremeniti vhodno napetost na primarnem navitju transformatorja z 20 na 215 voltov. Zaradi pretvorbe se na sekundarnem navitju pojavi znižana napetost, ki omogoča enostaven vžig varilnega obloka na sponkah X1 in X2 pri varjenju z izmeničnim tokom in na sponkah X3 in X4 pri varjenju z enosmernim tokom.
Varilni stroj priključite na električno omrežje z navadnim vtičem. Seznanjen odklopnik 25 A se lahko uporablja kot stikalo SA1.
Predelava LATR 2 v domači varilni stroj
Najprej se z avtotransformatorja odstrani zaščitno ohišje, električni kontakt in pritrditev. Nato se na obstoječe 250-voltno navitje navije dobra električna izolacija, na primer steklena vlakna, na katero je položenih 70 ovojev sekundarnega navitja. Za sekundarno navitje je priporočljivo izbrati bakrena žica s površino prečnega prereza približno 20 kvadratnih metrov. mm.
Če ni žice ustreznega preseka, jo lahko navijete iz več žic s skupno površino preseka 20 kvadratnih mm. Spremenjeni LATR2 je nameščen v primernem domačem ohišju z luknjami za prezračevanje. Tam morate namestiti tudi regulatorsko ploščo, paketno stikalo, kot tudi sponke za X1, X2 in X3, X4.
V odsotnosti LATR 2 lahko transformator naredite doma z navijanjem primarnega in sekundarnega navitja na transformatorsko jekleno jedro. Prerez jedra mora biti približno 50 kvadratnih metrov. cm Primarno navitje je navito z žico PEV2 s premerom 1,5 mm in vsebuje 250 ovojev, sekundarno navitje je enako navitju na LATR 2.
Na izhodu sekundarnega navitja je priključen diodni most, sestavljen iz močnih usmerniških diod. Namesto diod, navedenih na diagramu, lahko uporabite diode D122-32-1 ali 4 diode VL200 (električna lokomotiva). Diode za hlajenje je treba namestiti na domače radiatorje s površino najmanj 30 kvadratnih metrov. cm.
Druga pomembna točka je izbira kabla za varilni stroj. Za ta varilec je potrebno uporabiti bakren kabel v gumijasti izolaciji s prečnim prerezom najmanj 20 kvadratnih mm. Potrebujete dva kosa kabla dolžine 2 metra. Vsak mora biti tesno stisnjen s sponkami za priključitev na varilni stroj.
Prenosni USB osciloskop, 2 kanala, 40 MHz....
