Какие бывают сварочные трансформаторы

Обновлено: 04.05.2024

Электросвариванием соединяют между собой металлические элементы уже около 150 лет. Способ не теряет актуальности и по сегодняшний день. А сварочный трансформатор выступает классическим оборудованием для этого метода. И хотя его неуклонно вытесняют более функциональные и недорогие инверторы, несколько устаревший агрегат остается в чести у сварщиков старой закалки. Рассмотрим устройство трансформатора и определим, чем он отличается от инвертора.

Что такое сварочный трансформатор

В первый раз куски металла между собой с помощью электричества соединил русский инженер Николай Бенардос в 1882 году. И запатентовал этот способ по всему миру под названием «электрогефест». Впоследствии метод неоднократно дорабатывался, оборудование усовершенствовалось, а термин упростился до «электросварки».

Сварочный трансформатор – это прибор, который преобразует переменный ток, обеспечивая оптимальный уровень для сварки металлов. Для этого он понижает напряжение в сети, как от 220 В, так и 380 до необходимых 60-75 В. Назначение аппарата – ручная дуговая сварка при помощи электродов. Рассмотрим, для чего служит сварочный трансформатор и какие у него достоинства.

Агрегат очень широко применяется повсеместно. Эта сфера охватывает, как использование для бытовых нужд, так и промышленное эксплуатирование. Для работы на производстве требуется овладеть специальностью. Потому что технологии и способы сварки сильно отличаются из-за сложности обрабатываемых механизмов и узлов.

Поэтому сварщику приходится знать все о характеристиках металлов. Уметь делать различные швы и знать в каком случае использовать каждый из них. В бытовых целях трансформатором может легко пользоваться и новичок, без специализированных знаний. Для получения достаточно качественного шва потребуется лишь немного практики.

Достоинства сварочного трансформатора:

Большая мощность.
Способность сварить металлы большой толщины.
Очень долгий срок эксплуатации.
Простота в использовании.
Неприхотливость в хранении.
Легкий ремонт.
Низкая цена, как на сам агрегат, так и его запчасти.

Из недостатков можно выделить большой вес и габариты. Правда это касается только промышленных экземпляров. Аппараты для домашнего использования очень компактны и весят не слишком много. У обоих вариантов бывают трудности в зажигании, а также нестабильное горение дуги.

Новички отмечают неудобство регулировки силы тока. У трансформатора отсутствуют переключатели и кнопки для этой цели. Необходимо самостоятельно изменять либо величину индуктивного сопротивления, либо вторичное напряжение холостого хода. А для этого нужен опыт.

Устройство трансформатора

Рассмотрим, из чего состоит сварочный трансформатор. Востребованным агрегат делает его простота. Это отражается в его обслуживании и необременительном ремонте. Ведь аппарат состоит всего из двух несложных узлов.

Первый нужен для понижения напряжения, идущего от сети. Причем можно включать прибор в источник питания, как в 220 В, так и 380. Из-за последней особенности трансформаторный узел может быть в первом случае однофазным. А если необходимо преобразовать напряжение в 380 В, то двухфазным или трехфазным.

Одна фаза состоит из сердечника и двух обмоток. Трехфазный трансформатор содержит внутри три однофазных. Двухфазный – только два обычных, но такие приборы большая редкость. А для управления служит регулировочный узел.

Его роль часто играет простейший дроссель насыщения. Чтобы поднять силу тока и тем самым снизить напряжение нужно изменить зазор магнитопровода у этой детали. И для удобства в работе для этой операции на корпус выводят специальную ручку. Такую простейшую конструкцию умельцы часто собирают самостоятельно.

В заводском исполнении к первой обмотке добавляют полупроводниковый регулятор, на основе тиристоров. Вторую обмотку подключают к выпрямительному мосту. Тем самым обеспечивая два уровня напряжения. Охлаждение для обоих вариантов устанавливается принудительное.

Стандартная комплектация сварочного аппарата:

Магнитопровод.
Сердечник.
Первичная обмотка.
Вторичная обмотка.
Тиристорный регулятор.
Импульсный стабилизатор.
Конденсаторы.
Регулировочный винт с рукояткой для вращения.
Защитная система подвесов.
Клеммы для проводов.
Корпус.

Для большей эффективности и удобства при пользовании в прибор добавляется вентилятор. Принудительное охлаждение увеличивает время беспрерывной работы аппарата. Для защиты от перегрузки устанавливают автоматический выключатель. А для лучшей функциональности монтируют несколько вторичных обмоток.

Простейшая схема исполнения является залогом надежной работы. Агрегаты очень редко выходят из строя. А если это происходит, то ремонт их несложен. Заменить недорогие детали может любой человек. В том числе и без специальных знаний.

Как работает прибор

Большинство сварочных аппаратов преобразует постоянный ток в переменный. Это нужно для зажигания дуги. Трансформатор же позволяет работать с постоянным током. Поэтому остается только адаптировать электрический ток под нужные условия.

Принцип действия сварочного трансформатора основан на обычных физических процессах. Сначала подается ток на первую катушку. И она создает магнитное поле. В результате, благодаря электродвижущей силе (ЭДС), электроны получают направленное движение.

Ток, двигаясь по спирали первой катушки, через сердечник доходит до вторичной обмотки. А поскольку витков на ней меньше, то выходное напряжение понижается. Этой работой занимается трансформаторный узел.

Для того, чтобы отрегулировать силу тока, необходимо изменить расстояние между обмотками. Приближение вторичной спирали из проволоки к первой катушке повышает силу тока. Бывают трансформаторы с иной конфигурацией. Вторичная обмотка закреплена наглухо, а подвижным делают сердечник.

Пока электрод сваривает металл, агрегат находится под нагрузкой. После окончания работы над швом, аппарат сразу переходит в холостой режим. Причем на вторичной обмотке сохраняется напряжение. Ведь ЭДС наводится магнитным потоком.

Величина напряжения холостого хода сварочного трансформатора от 48 до 70 В считается безопасной. Все, что не входит в эти рамки, уже несет угрозу для жизни. Поэтому в простейшую электрическую цепь необходимо встроить ограничитель. Он автоматически будет снижать напряжение сразу же после затухания дуги. Также требуется обеспечить надежное заземление корпуса прибора при работе.

Видео описание

Видео объяснит, как работает сварочный трансформатор:

Классификация по признакам

Обычно агрегаты делят на 3 вида. По принципу работы сварочного трансформатора. Вернее, его управляющего узла. Выделяют приборы амплитудного регулирования с нормальным или увеличенным рассеиванием. Первый вариант содержит дроссель. Второй более сложен, поскольку имеет, кроме реактивной обмотки, стабилизатор напряжения и конденсаторы.

В третьем виде силу тока регулируют тиристоры. Иногда в такие приборы встраивают еще один трансформатор для подпитки. Она нужна для устойчивости горения дуги. Или эту роль берет на себя импульсный стабилизатор.

В остальном все виды сварочных трансформаторов можно классифицировать по таким признакам:

Количество рабочих постов. Этот показатель определяет, сколько сварочных кабелей можно подключить к аппарату. Существуют многопостовые агрегаты, позволяющие работать одновременно шести сварщикам.
Способ регулировки. Он зависит от состава управляющего узла.

Ввиду сказанного можно сформулировать рекомендации по выбору сварочного трансформатора для бытовых нужд. Для дома подойдет однофазный прибор с регулирующим дросселем насыщения. Однопостовой агрегат лучше подобрать с выходной силой тока не меньше 300 А. Это пригодится, если придется работать с толстым металлом.

Чем отличается трансформатор от инвертора

Современный сварочный аппарат подключается к сети переменного тока. Затем он преобразует его в постоянный. А после этого инвертирует обратно в переменный. Такая сложность нужна, чтобы получить на выходе частоту 50-80 кГц вместо обычных 50 Гц.

Но это еще не все. В процессе преобразования напряжение падает до 90 вольт. Некоторые приборы могут понизить его и до 30 В. Благодаря этому сила тока может достигнуть отметки в 500 ампер. А на выходе прибор снова выпрямляет напряжение, и работа ведется на постоянном токе в режиме многотысячной пульсации.

Такая операция возможна благодаря сложности устройства. Кроме понижающего трансформатора, прибор укомплектован различными фильтрами и модуляторами. В него установлены кулеры охлаждения, а также всевозможные регуляторы и датчики.

Но при всей сложности схемы, она позволяет уменьшить размеры трансформатора и значительно сократить, как габариты прибора, так и его вес. К тому же электрическая дуга не теряет стабильности, а металл хорошо плавится и образует ровный шов.

Дополнительные преимущества инвертора перед трансформатором:

Потребление электроэнергии значительно сокращено.
Хорошая производительность при меньшей мощности.
Регулировка силы тока, позволяющая сваривать не только тонкие, но и толстые металлы.
Возможность работы с легированными сталями, медью и алюминием.
КПД остается неизменным длительное время при непрерывной работе.

А главным минусом выступает высокая цена на инверторы. К тому же прибор очень капризен. Сразу же реагирует на понижение температуры окружающей среды. А из-за сложности комплектации затрудняется ремонт, который также превращается в дорогостоящее удовольствие.

Видео разъяснит, что такое сварочные трансформаторы, каково устройство и принцип работы у прибора. И в чем их отличие от инверторов:

Коротко о главном

Сварочный трансформатор понижает напряжение бытовой или промышленной сети до семидесяти вольт. При такой нагрузке становится возможным соединение металлических элементов между собой ручной дуговой сваркой. При работе необходимо использовать специальные электроды.

Трансформатор имеет неоспоримые преимущества перед современным сварочным инвертором. Это заключается в простоте устройства, стабильности в работе и низкой цене, как на сам прибор, так и на его комплектующие. Промышленные трехфазные модели качественно сваривают между собой даже самый толстый металл.

При выборе прибора для бытовых нужд, нужно обратить внимание на его фазность и способ управления, а также на максимальную генерацию тока. Приобретать для дома лучше однофазное устройство с регуляцией либо на дросселе, либо на тиристорах. Сила тока должна быть не меньше 300 А.

Трансформаторы — назначение, виды и характеристики

Трансформатор — это статическое устройство, имеющее две или более обмотки, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного напряжения и тока в одну или несколько других систем переменного напряжения и тока, имеющих обычно другие значения при той же частоте, с целью передачи мощности. (Источник: ГОСТ 30830-2002)

Рис.1 Общий вид трансформатора

Значение трансформаторов как в электроэнергетике в целом, так и в повседневной жизни каждого человека трудно переоценить, они применяются повсеместно: на подстанциях, в городах и поселках, стоят силовые трансформаторы, понижающие высокое напряжение в тысячи и даже десятки тысяч Вольт до привычных нам 380/220 Вольт, на предприятиях стоят сварочные трансформаторы которые совершенно незаменимы на производстве, трансформаторы так же применяются и у нас дома в бытовой технике: в СВЧ-печах, блоках питания компьютеров и даже зарядных устройствах для телефонов.

В этой статье мы разберемся в том как устроены и как работают трансформаторы, какие бывают виды трансформаторов, а так же приведем их общие характеристики.

Общее устройство и принцип работы трансформаторов

В общем виде трансформатор представляет собой две обмотки расположенных на общем магнитопроводе. Обмотки выполняются из медного или алюминиевого провода в эмалевой изоляции, а магнитопровод изготовлен из тонких изолированных лаком пластин электротехнической стали, для уменьшения потерь электроэнергии на вихревые токи (так называемые токи Фуко).

Та обмотка, которая подключается к источнику питания, называется первичной обмоткой, а обмотка к которой подключается нагрузка — соответственно вторичной. Если со вторичной обмотки (W2) трансформатора снимается напряжение (U2) ниже, чем напряжение (U1) которое подаётся на первичную обмотку (W1), то такой трансформатор считается понижающим, а если выше — повышающим.

Рис.2 Схема общего устройства трансформатора

Металлическая часть на которой располагается электрическая обмотка (катушка), т.е. которая находится в ее центре, называется сердечником, в трансформаторах этот сердечник имеет замкнутое исполнение и является общим для всех обмоток трансформатора, такой сердечник называется магнитопроводом.

Как уже было сказано выше принцип работы трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции, для понимания того как это работает представим самый простой трансформатор, аналогичный тому который представлен на рисунке 2, т.е. у нас есть магнитопровод на котором располагаются 2 обмотки, представим, что первая обмотка состоит всего из одного витка, а вторая — из двух.

Теперь подадим напряжение 1 Вольт на первую обмотку, ее единственный виток условно создаст магнитный поток величиной в 1 Вб (Справочно: Вебер (Вб) — единица измерения магнитного потока) в магнитопроводе, так как магнитопровод имеет замкнутое исполнение магнитный поток будет протекать в нем по кругу при этом пересекая 2 витка второй обмотки, при этом в каждом из этих витков за счет электромагнитной индукции наводит (индуктирует) электродвижущую силу (ЭДС) в 1 Вольт, ЭДС этих двух витков складывается и на выходе со второй обмотки мы получаем 2 Вольта.

Таким образом, подав на первичную обмотку 1 Вольт на вторичной обмотке мы получили 2 Вольта, т.е. в данном случае трансформатор будет называться повышающим, т.к. он повышает поданное на него напряжение.

Но этот трансформатор может работать и в обратную сторону, т.е. если на вторую обмотку (с двумя витками) подать 2 Вольта, то с первой обмотки по тому же принципу мы получим 1 Вольт, в этом случае трансформатор будет называться понижающим.

Общие характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

номинальную мощность;
номинальное напряжение обмоток;
номинальный ток обмоток;
коэффициент трансформации;
коэффициент полезного действия;
число обмоток;
рабочую частоту;
количество фаз.

Мощность является одним из главных параметров трансформаторов. В паспортных (заводских) данных трансформатора указывается его полная мощность (обозначается буквой S), она зависит от типа используемого магнитопровода, количества и диаметра витков в обмотках, то есть от массогабаритных показателей электромагнитного аппарата.

Измеряется мощность в единицах В∙А (Вольт-Ампер). На практике для трансформаторов больших мощностей, как правило используются кратные Вольт-Амперам величины Киловольт-ампер — кВА (10 3 В∙А) и Мегавольт-ампер — МВА (10 6 В∙А).

Фактически каждый трансформатор имеет 2 значения мощности: входную (S₁) — мощность, которую трансформатор потребляет из питающей его сети и выходную (S₂) — мощность, которую трансформатор отдает подключенной к нему нагрузке, при этом выходная мощность всегда меньше входной за счет электрических потерь в самом трансформаторе (потери на нагрев обмоток, потери на вихревые токи и т.д.) величина этих потерь определяется другим основным параметром — коэффициентом полезного действия, сокращенно — КПД (обозначается буквой η), данный параметр указывается в процентах.

Например если КПД указано 92% — это значит, что выходная мощность трансформатора будет меньше входной на 8%, т.е. 8% -это потери в трансформаторе.

Формулы расчета мощности:

I₁,I₂ — соответственно, токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора в Амперах;
U₁,U₂ — соответственно, напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора в Вольтах.

Следует помнить, что полная мощность состоит из активной (P) и реактивной (Q) мощностей:

Активная мощность определяется по формуле: P=U х I х cosφ ,Ватт (Вт)
Реактивная мощность определяется по формуле: Q=U х I х sinφ ,вольт-ампер реактивный (Вар)
Коэффициент мощности: cosφ=P/S;
Коэффициент реактивной мощности:sinφ=Q/S

Формулы расчета КПД (η) трансформатора:

Как уже было указано выше КПД определяет величину потерь в трансформаторе или иными словами эффективность работы трансформатора и определяется оно отношением выходной мощности (P₂) к входной (P₁):

В результате данного расчета значение КПД определяется в относительных единицах (в виде десятичной дроби), например — 0,92, чтобы получить значение КПД в процентах рассчитанную величину необходимо умножить на 100% (0,92*100%=92%).

Чем ближе КПД к 100% тем лучше, т.е. идеальный трансформатор — это трансформатор в котором P₂=P₁, однако в реальности из-за потерь в трансформаторе выходная мощность всегда ниже входной.

Это хорошо видно из так называемой энергетической диаграммы трансформатора (рис.3):

P1 — активная мощность, потребляемая трансформатором от источника;
P2 — активная (полезная) мощность, отдаваемая трансформатором приемнику;
∆Pэл — электрические потери в обмотках трансформатора;
∆Рм — магнитные потери в магнитопроводе трансформатора;
∆Рдоп — дополнительные потери в остальных элементах конструкции.

В режиме холостого хода (работы без подключенной к трансформатору нагрузки) КПД трансформатора η = 0. Мощность холостого хода P₀, потребляемая трансформатором в этом режиме, расходуется на компенсацию магнитных потерь. С увеличением нагрузки в достаточно небольшом диапазоне (приблизительно β = 0,2) КПД достигает больших значений. В остальной части рабочего диапазона КПД трансформатора держится на высоком уровне. В режимах, близких к номинальному, КПД трансформатора η ном = 0,9 — 0,98.

Зависимость КПД от нагрузки представлена на следующем графике (рис.4):

Первичное номинальное напряжение U1н — это напряжение, которое требуется подать на первичную катушку трансформатора, чтобы в режиме холостого хода получить номинальное вторичное напряжение U2н.

Вторичное номинальное напряжение U2н — это значение, которое устанавливается на выводах вторичной обмотки при подаче на первичную обмотку номинального первичного напряжения U1н, в режиме холостого хода.

Номинальный первичный ток I1н — это максимальный ток, протекающий в первичной обмотке, т.е. потребляемый трансформатором из сети, на который рассчитан данный трансформатор и при котором возможна его длительная работа.

Номинальный вторичный ток I2н — это максимальный ток нагрузки, протекающий во вторичной обмотке, на который рассчитан данный трансформатор и при котором возможна его длительная работа.

Коэффициент трансформации (kт) — это отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке k=W1/W2.

Так же kт определяется как отношение напряжений на зажимах обмоток: kт=U1н/U2н.

Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего — меньше 1.

Примечание: для трансформаторов тока kт определяется как отношение номинальных значений первичного и вторичного токов kт=I1н/I2н

Число обмоток у однофазных трансформаторов чаще две, но может быть и больше. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а с вторичной обмотки снимают другое значение.

Когда требуются различные напряжения для питания нескольких приборов, то в этом случае вторичных обмоток может быть несколько. Также есть трансформаторы с общей точкой на вторичной обмотке для двуполярного питания.

Рабочая частота трансформаторов может быть различной. Но при одинаковых напряжениях первичной обмотки, трансформатор, разработанный для частоты 50 Гц, может использоваться при частоте сети 60 Гц, но не наоборот. При частоте меньше номинальной увеличивается индукция в магнитопроводе, что может повлечь его насыщение и как следствие резкое увеличение тока холостого хода и изменение его формы. При частоте больше номинальной повышается величина паразитных токов в магнитопроводе, повышается нагрев магнитопровода и обмоток, приводящий к ускоренному старению и разрушению изоляции.

Габариты трансформатора напрямую зависят от частоты тока в цепи, в которой он будет установлен. Конечно, трансформатор должен быть рассчитан на эту частоту. Зависимость эта обратная, т.е. с увеличением частоты габариты трансформатора значительно уменьшаются. Именно поэтому, импульсные блоки питания (с импульсными высокочастотными трансформаторами) намного компактнее.

В зависимости от назначения трансформаторы изготавливают однофазными и трехфазными.

Однофазный трансформатор представляет собой устройство для трансформирования электрической энергии в однофазной цепи. В основном имеет две обмотки, первичную и вторичную, но вторичных обмоток может быть и несколько.

Трехфазный трансформатор представляет собой устройство для трансформирования электрической энергии в трёхфазной цепи. Конструктивно состоит из трёх стержней магнитопровода, соединённых верхним и нижним ярмом. На каждый стержень надеты обмотки W1 и W2 высшего (U1) и низшего (U2) напряжений каждой фазы (рис.5).

Виды трансформаторов

Все трансформаторы можно разделить на следующие виды:

силовые;
автотрансформаторы;
измерительные;
разделительные;
согласующие;
импульсные;
пик-трансформаторы;
сварочные.

Силовые трансформаторы являются наиболее распространенным типом промышленных трансформаторов. Они применяются для повышения или понижения напряжения. Являются неотъемлемой частью сети электроснабжения предприятий, населенных пунктов и т.д.

Автотрансформатором называется такой трансформатор, у которого имеется только одна обмотка с числом витков W1. Часть этой обмотки с числом витков W2 принадлежит одновременно первичной и вторичной цепям:

Данный тип трансформаторов применяется в приборах автоматического регулирования напряжения. Эти устройства используются, например, в образовательных учреждениях для проведения лабораторных работ, их можно встретить в электролабораториях различных предприятий для проведения тестовых работ.

Внешний вид автотрансформаторов:

Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Они обеспечивают гальваническую развязку между цепями высокого и низкого напряжений. Как видно из названия, основное применение — снижение первичного напряжения или тока до величины, используемой в измерительных цепях, например для подключение амперметров, вольтметров, счетчиков электрической энергии. Также они могут применяться в различных цепях защиты, управления и сигнализации. От других типов трансформаторов отличаются повышенной точностью и стабильностью коэффициента трансформации.

Пример измерительных трансформаторов:

Разделительные трансформаторы, данные устройства мало чем отличается от обычных понижающих или повышающих трансформаторов. Единственное различие заключено в том, что на общем магнитопроводе размещаются абсолютно идентичные обмотки. То есть у них полностью совпадают такие параметры как сечение провода, количество витков, изоляция. Поэтому коэффициент трансформации у них равен единице.

Задачей этих устройств является обеспечение гальванической развязки, т.е. исключение непосредственной электрической связи между электрической сетью и подключаемому к ней, через данный трансформатор, оборудованию.

Применяются в тех областях где предъявляются повышенные требования к электробезопасности, например подключение медицинского оборудования.

Согласующие трансформаторы применяются для согласования сопротивления различных частей каскадов электронных схем, а также для подключения нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям источника сигнала, что позволяют передать максимум мощности в такую нагрузку. При этом само непосредственное изменение показателей силы тока и напряжения не имеет значения.

Они применяются в усилителях низкой частоты в качестве входных, межкаскадных и выходных трансформаторов.

В качестве входных, согласующие трансформаоры применяются в звуковоспроизводящей аппаратуре для подключения микрофонов и звукоснимателей различных типов.

Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приёмным и передающим устройствам.

Импульсные трансформаторы — это устройства с ферромагнитным сердечником, которые используются для изменения импульсов тока или напряжения. Преобразуют получаемый сигнал в прямоугольный импульс. Применяются для предотвращения высокочастотных помех. Импульсные трансформаторы наиболее часто используются в электронно-вычислительных устройствах, системах радиолокации, импульсной радиосвязи, в качестве измерительных устройств в счетчиках электроэнергии

Пик-трансформаторы — преобразуют напряжение синусоидальной формы в импульсные пики с сохранением их полярности и частоты колебаний.

Незаменимы там, где для запуска исполнительного устройства требуется единичный импульс с установленной амплитудой напряжения. Это, например, управляющие электронные схемы, собранные на тиристорах. Так же применяются в качестве генераторов импульсов, главным образом в высоковольтных исследовательских установках, в технике связи и радиолокации. Наибольшее применение пиковые трансформаторы получили в автоматизации технологических процессов.

Сварочные трансформаторы — являются основными источникам питания для ручной дуговой сварки на переменном токе. Они служат для понижения напряжения сети с 220В или 380В до безопасного и вместе с тем повышения величины тока для увеличения температуры электрической дуги.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Устройство и применение сварочного трансформатора

Сварочный трансформатор – это классический тип аппаратуры для сваривания металлов. Его история насчитывает уже более 100 лет.

Трансформатор для сварки показал себя неприхотливой, но надежной техникой, способной к свариванию очень толстостенных деталей. Он имеет достаточно высокий уровень силы сварного тока. В XXI веке сварочные трансформаторы несколько утратили спрос.

Ведь компании стали выпускать инверторы с подходящим функционалом и по сравнительно низкой цене. Однако для старшего поколения мастеров он остается важным инструментом в работе.

Описание устройства трансформатора для сваривания металлов, его типы и применение можно узнать в этой статье. Она поможет разобраться в азах сваривания металлов при помощи этого аппарата и подобрать подходящую модель.

А также параметры сетевого напряжения, функционал, число рабочих постов и методики изменения силы тока.

Общая информация

Трансформаторный тип сварного оборудования – классика среди оборудования для сварки.

Его основная задача – преобразовывать напряжение электросети из 220-380В в более низкие показатели, либо повышение недостающего уровня напряжения до рабочих параметров.

Вне зависимости от года выпуска, они применяются для ручного вида дугового сваривания с использованием покрытого типа электродов.

Сварочный трансформатор подходит для всех видов работ, бытовых либо промышленных.

В ХХ веке этот вид сварной аппаратуры применялся для профессионального сваривания, однако к концу столетия они стали уступать место более компактным инверторам – оборудованию нового поколения. Но они все еще применяются многими мастерами.

Достоинствами сварочных трансформаторов можно назвать бюджетность самого аппарата и его деталей. В связке с простотой устройства это позволяет самостоятельно проводить ремонт в случае неисправностей.

Такие аппараты достаточно мощные, способные сваривать толстостенные детали. При этом они неприхотливы в хранении и просты в эксплуатации.

Однако у аппарата есть и недостатки. Крупные размеры и вес снижают мобильность. Сложности при поджиге и нестабильность горения сварной дуги влияют на скорость и качественность работы неопытного мастера.

Отсутствуют переключатели для корректирования силы тока – оно происходит при помощи изменения показателя величин индуктивного сопротивления. Либо корректированием вторичного типа напряжения холостого хода.

Устройство трансформаторного аппарата и принципы его применения

Трансформатор в составе имеет 2 узла: трансформаторный и регуляторный. Первый предназначен для снижения уровня напряжения, которое поступает из электросети 220-380В. Второй отвечает за установку необходимой силы тока.

Существует несколько типов трансформаторных узлов. Они зависят от уровня напряжения, обеспечивающего стабильность работы прибора. Есть три основных типа трансформаторов: однофазный, двухфазный и трехфазный.

Модель однофазного типа комплектуется сердечником и двумя обмотками. В состав двухфазного входит два однофазных, а трехфазного - три однофазных элемента.

Регуляторный узел состоит из дросселя насыщения. Регулировка силы тока происходит изменением зазора дроссельного магнитопровода. Для этого нужно снимать корпусную крышку, что не очень удобно.

Поэтому мастера часто самостоятельно дорабатывают трансформатор, комплектуя его выведенной наружу ручкой, которой регулируют силу тока механически.

Трансформаторный и регуляторный узлы – основа сварочного трансформатора. Однако кроме них в его состав включены другие устройства.

Они не слишком усложняют механизм, потому аппараты этого типа редко получают неисправности. А в случае поломки ремонт можно провести самостоятельно.

Принцип работы трансформаторного агрегата

Принцип работы сварочных устройств работает на преобразовании тока из постоянного типа в переменный. Это производится для того, чтобы разжечь дугу.

Однако трансформаторные агрегаты для сваривания металлов устроены иначе. Они – приборы, выполняющие работу применением постоянного сварочного тока. Для него достаточно адаптации напряжения электросети в подходящий для сваривания уровень.

С этой задачей справляется трансформаторный узел, входящий в его комплектацию. С его помощью полученное из электросети напряжение понижается до рабочего показателя.

А узел регулировки настраивает силу сварного тока. Принцип работы прост и понятен. Дополнительным элементом в работе будет заземление.

Виды трансформаторов для сваривания металлов

Классификация трансформаторных аппаратов для сварных работ проходит по нескольким категориям:

Напряжение электросети
Функционал
Способы корректировки сварного тока
Число рабочих постов.
Изучим категории классификации детальнее.

Трансформатор для дугового вида сваривания подходит питанию от электросети 220-380В. Совместимость с разными показателями напряжения электросети зависит от количества фаз в аппарате.

Существует 3 типа аппаратов (однофазный, двухфазный и трехфазный). Первый вид совместим с напряжением 220В. Трехфазый подходит для работы с розеткой 380В. Двухфазные модели достаточно редки.

Комбинированные модели трансформаторов работают с любым напряжением электросети.

Функциональность

Этот критерий определяет назначение модели аппарата. Есть 3 типа трансформаторов по функционалу: бытовой, профессиональный и промышленный. Они обладают разными характеристиками и функциями.

Бытовой тип имеет ограниченные 200А возможности. В то время как профессиональный способен генерировать свыше 300А. Это позволяет им работать с достаточно толстыми металлическими деталями.

Для сложных задач подойдет промышленный вид сварных трансформаторов. Однако сейчас в промышленности большинство из них заменено более технологичными моделями.

Число рабочих постов

Трансформаторный тип сварочной аппаратуры применяется для разного числа рабочих постов. Их количество зависит от того, сколько сварочных кабелей возможно подключить к аппарату.

Условно трансформаторы разделены на два типа. Однопостовый и многопостовый. Первый тип обеспечивает одно рабочее место. То есть, к нему возможно подключение только одного кабеля для работы одного мастера.

Второй тип рассчитан на подключение 3-6 сварочных кабелей, позволяя одновременно работать тому же числу рабочих.

Способы регулирования силы сварного тока

Одна из основных трансформаторных деталей - узел регулировки, состоящий из дросселя насыщения. Он корректирует силу сварного тока, изменяя расстояние между катушками. Но существуют другие пути регулирования этого показателя.

Корректировка силы сварного тока проводится не только при помощи дросселя насыщения.

Можно воспользоваться дросселем магнитного зазора, передвижным либо подмагниченным шунтом, реактивной либо рассеивающей обмоткой, подвижным типом катушки конденсатора. А также тиристорными регуляторами либо импульсными стабилизаторами.

Разновидности моделей трансформаторов предоставляют возможность подобрать себе подходящую. Определяя, какую модель взять, стоит исходить из рабочих задач, для решения которых она будет применяться.

Для бытовых работ подойдет однофазный однопостовый сварочный агрегат с силой тока достигающей 300А и корректировкой дросселем насыщения. Эти модели понятны в использовании и хранении.

Заключение

Сварочный трансформатор – простой, понятный агрегат для сваривания металлов в бытовых, либо промышленных масштабах. Они вытесняются мобильными и технологичными инверторами.

Однако и сейчас у них есть возможности, которые обеспечивают им применение в сварочных делах.

С помощью трансформаторов для сварных работ можно соединять даже толстостенные детали, проводить сварку любой сложности. Однако это требует опыта и навыков, достаточных для создания ровных, долговечных швов.

Умение работать со сварочными трансформаторами обеспечивает быструю адаптацию к более легким в применении моделям.

9 основных видов сварочных аппаратов применяемых повсеместно

Из статьи Вы узнаете какие существуют типы и виды сварочных аппаратов. Мы подготовили для Вас подробное описание и классификацию сварочного оборудования, а также рекомендации по выбору.

Какие бывают сварочные аппараты

Перед покупкой, чтобы выбрать подходящее оборудование, нужно разбираться в сварочных аппаратах внимательно изучив их классификацию.

Инверторы

Инвертор по праву принято считать самым удобным из-за возможности подключения к сети, большому КПД и низком потреблении электроэнергии.

Полуавтоматические аппараты mig и mag

Благодаря им получается аккуратный длинный шов. Очень быстро работают и можно варить металл толщиной 6-20 мм.

Оборудование для аргоновой сварки

Аккуратный на вид и экономный сварочный прибор, немного медленнее полуавтомата. Подходит к черным металлам и нержавейке.

Трансформаторы

Самый дешевый тип оборудования, большой вес (чем больше на вид, тем больше килограмм). Трансформаторы подходят к работе с черными металлами. Самый распространенный тип.

Их область применения достаточно широка, ведь ими пользуются довольно часто, так как они имеют низкую себестоимость. Приборы имеют в своем строении 2 обмотки — вторичную и первичную. Расстояние между ними регулирует силу тока. Обычно сварка металла происходит на переменном напряжении.

Выпрямители

Выпрямители действуют по принципу преобразования переменного тока в постоянный. Также аргонодуговой агрегат выделяется среди остальных наличием неплавящегося электрода.

Аппарат для точечной сварки

Обычно он применяется к тонколистовым конструкциям в самолёто- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении.

Аппарат для газовой резки и сварки

Для такого типа работ зачастую используют баллоны с газом (пропан, бутан, этан, ацетилен) и горелку.

Устройства для плазменной сварки

Приборы для ПС существуют следующих видов: микроплазменные (до 25А), средние (до 150А), а также на больших токах (более 150А). В основном применяются для толстостенного металла.

Генераторы на дизельном топливе или бензине

Мощностью до 10 кВт, запас ее упрощает поджиг дуги в 15-25%. А более сильные работают на ДТ. Станции, которые имеют расширенный функционал оснащены чугунными гильзами.

Классификация инверторов

Инверторы считаются наиболее удобными и производительными аппаратами для сварки. Их высокое КПД и небольшие габариты делают их универсальными для любых видов сварочных работ.

Это наиболее быстро развивающаяся категория из всего инвентаря. Они удобны в эксплуатации, набить руку может даже новичок спустя пару часов. Сами приборы легкие, имеют такие базовые элементы:

Генератор высокочастотных импульсов
Трансформатор
Выпрямитель высокочастотного тока (АС)
Шунт
Электронный блок
Выпрямитель (АС) из электросети

Мощность этих устройств и малое энергопотребление заслуженно делают их самыми востребованными на рынке.

Инверторы MMA (ручная дуговая сварка)

Их особенность в том, что они профессиональные, надежные, имеют сравнительно с другими небольшие габариты. Подходят они для качественной, точеной резки, наплавки, сварки металлов применяя постоянный ток.

В основном эксплуатируются такие инверторы на строительных площадках, мастерских, в цехах. Сборка начинки аппарата выполнена на совесть, именно благодаря этому аппараты типа MMA имеют огромную производительность (КПД), а также их довольно легко транспортировать.

Эти устройства всегда обеспечивают длительный режим работы при больших нагрузках и используются в широком диапазоне сварочных работ.

Инверторами типа ММА, можно выполнять сварку дома, так как они подходят и для бытовой эксплуатации, позволяя работать довольно стабильно и эффективно при малом напряжении (160-250 В) абсолютно без потери мощности.

Инверторы TIG (в инертном газе)

Этот класс инверторов еще называют аргонниками, так как основное отличие этого типа сварки TIG — использование вольфрама в условиях инертного газа. Существует классификация способов сварочного процесса:

TIG-AC
TIG-DC
TIG-DC/AC
TIG (WIG)
TIG pulser
TIG HF
TIG contact

Инверторы такого типа имеют стабильное питание. Хороший провар металла и постоянная мощность плавления достигается за счет того, что во время изменения длины дуги изменяется показатель напряжения, а не силы тока.

TIG инверторы обеспечивают абсолютно безвредный процесс сварки, универсальное применение (подходит для всех металлов), швы отличаются аккуратностью.

Кроме того можно варить практически в любых условиях, оптимально для себя настраивать ток и вносить нужное количество присадок.

Порядок проведения сварочных работ инвертором типа TIG:

В зависимости от нужных параметров выбирается присадка;
Настраивается расход защитного газа (смотря какой газ используется и учитывая размеры сварочной ванны);
Очищаются все поверхности деталей;
Зажигание дуги;
Выполняется ведение горелки;
Устраняется отклонение дуги;
Выполняется сварочный шов.

При работе с постоянным током обычно варят чермет и нержавейку. TIG с AC/DC применяется для сварки алюминия. Этот инструмент обеспечит вам экономную и бережную сварку, но процесс займет немного больше времени, нежели полуавтомат.

Инверторы для полуавтоматической (механизированной) сварки

В основе принципа действия инструментов для полуавтоматической сварки лежит процесс ведения шва при помощи горелки, также подается проволока внутри от специальной катушки. Соединение металла происходит за счет дуги. Заменяет держатель на таких инструментах компактная горелка.

Защищает от внешней среды газ, что подается из баллона через сопло. Сварка с помощью инвертора типа MIG/MAG позволяет создавать очень точные и длинные швы. Это происходит из-за непрерывной подачи присадки.

Единственный минус — это то, что во время работы на ветру сварочная ванна оказывается подверженной воздействию воздуха.

Полуавтоматическая сварка прекрасно используется для толстого металла ввиду высокого коэффициента полезного действия процесса. Тонкий металл ей тоже прекрасно варить ввиду малого тепловложения.

Инверторы для плазменной сварки и резки

Это инвентарь, который вместо электричества для плавления металла использует газ. Такое оборудование обычно делят на 3 разновидности:

Сварочное. Для ограничения подачи газа, что будет оптимальным при сварке, применяется специальная горелка. Обычно процесс занимает слишком много времени.
Универсальное. Простой и удобный инвентарь для варки и нарезки металлов обеспечивает форма горелки и регуляция подачи газа.
Резаки. Специальная форма горелки позволяет разделять огромные конструкции на мелкие детали. Принцип действия плазменной резки идет за счет выдувания металла воздухом, который подает компрессор.

Качество швов получается очень хорошим, но все же зависит от квалификации работника, выполняющего сварочные работы.

Минусом такого инвертора можно считать длительность процесса и большой диаметр площади нагрева.

Плазменную сварку применяют для очень прочных металлов. Этот способ в быту практически не используется. Такой метод стал инновационным и значительно сократил время работ относительно остального сварочного оборудования.

Аппараты для плазменной сварки делятся по мощности на 3 типа:

оборудование на больших токах (свыше 150 А);
среднее (25-150 А);
микроплазменное (0,1- 25 А).

Варить инвертором для плазменной сварки можно сжатой дугой. Для этого используют неплавящийся электрод и для создания подходящей среды инертный газ.

Как инверторы разделяются по своим функциям:

Для быта

Применяют для мелких работ. Варят от обыкновенной розетки с напряжением 220 В. Сила тока в таких инверторах не превышает 120-200 А.

Профессиональные инверторы

Применяют для ремонтных работ, сборки каркасов. Они более долговечны и обеспечивают использование большой силы тока — 200-300 А. КПД у них выше, в сравнении с бытовыми, качество сварочного шва лучше.

Специализированные инверторы

Используют для работ на производстве и для сварки в больших масштабах работ. Это, например, прокладка трубопровода или строительство многоэтажного дома, моста и т. д.

При покупке сварочного оборудования стоит определить тип силовых транзисторов, которые используются. Их может быть всего 2: MOSFET и IGBT. Минусом первого можно считать тот факт, что если один транзистор поломался, то весь аппарат целиком выходит из строя. Обычно, MOSFET-ы используют в дешевых моделях.

Что касается IGBT – они долговечны и менее подвержены поломкам. Их используют в производстве более новых и дорогостоящих моделях. Самый высокий уровень рабочих циклов обеспечивают транзисторы IGBT.

Для металлов используют самые разнообразные сварочные аппараты. Какие бывают актуальные цены на них, можно узнать из интернета или в магазинах спецоборудования. Для определенного металла нужна та или иная модель.

Тщательно и неспешно подойдите к выбору и инструмент прослужит вам не один год. Чтобы не ошибиться, руководствуйтесь такой формулой: назначение — цена — качество — функционал.

Не приобретайте такие приборы б/у, так как это опасно. Проконсультируйтесь у специалиста, разбирающегося в такой технике и купите там, где дешевле.

Читайте также: