Enstrümanlar

DIY kaynak transformatörü

Bugün, kaynak transformatörleri kullanmadan çeşitli metal yapıların yapımını ve oluşturulmasını hayal etmek zor. Yapıların bağlantılarının yüksek güvenilirliği ve işin gerçekleştirilme kolaylığı, kaynak makinesinin herhangi bir inşaatçının cephaneliğinde sağlam bir şekilde yerini almasına izin verdi. Böyle bir transformatörü herhangi bir donanım mağazasından satın alabilirsiniz. Ancak fabrika modeli her zaman belirli istek ve gereksinimleri karşılayamaz. Bu nedenle, çoğu kendi başına kaynak yapmak için bir transformatör yapmaya çalışıyor. Ev yapımı bir kaynak transformatörünün üretimi, hesaplamalardan kuruluma kadar birkaç aşamada gerçekleşir..

Kendi elinizle kaynak yapmak için bir transformatör yapma sürecinin tamamını anlamak için, 220 voltluk bir voltajı 80 volta kadar daha düşük bir voltaja dönüştürmekten oluşan çalışma prensibini anlamanız gerekir. Bu durumda, akım gücü 1,5 Amper’den 160 – 200 Amper’e ve endüstriyelde 1000 Amper’e kadar yükselir. Bir kaynak transformatörü için bu bağımlılığa, aynı zamanda alçaltıcı volt-amper karakteristiği de denir ve aparatın temel özelliklerinden biridir. Bu bağımlılık temelinde, kaynak transformatörünün tüm yapısı inşa edilmiş ve gerekli tüm hesaplamalar yapılmış ve çeşitli kaynak makinesi modelleri oluşturulmuştur..

Kaynak için ev yapımı transformatör çeşitleri

Elektrik arkı olgusunun keşfinden ve ilk kaynak makinesinin yaratılmasından bu yana iki yüz yıldan fazla zaman geçti. Tüm bu süre boyunca kaynak trafosu ve kaynak yöntemleri geliştirildi. Bugün, çeşitli karmaşıklık ve çalışma prensibine sahip birkaç farklı kaynak makinesi tasarımını görebilirsiniz. Bunlar arasında, kendin yap üretimi için en popüler olanı, direnç kaynağı ve ark için bir kaynak transformatörüdür..

Ark kaynak transformatörü

Ark kaynak transformatörü

Ark kaynağı transformatörleri, ustalar arasında en yaygın olanıdır. Bu popülerliğin birkaç nedeni var. İlk olarak, aparatın basit ve güvenilir tasarımı. İkincisi, geniş bir uygulama yelpazesi. Üçüncüsü, basitlik ve taşınabilirlik. Ancak, yukarıda açıklanan avantajlara ek olarak, manuel ark kaynağının, aralarında düşük verimlilik ve kaynak kalitesinin kaynakçının becerisine bağımlılığı olan bir takım dezavantajları vardır..

Manuel ark kaynağı, çoğunlukla çeşitli onarım ve inşaat işleri, metal yapıların ve yapı parçalarının imalatı, boru kaynağı için yaygın olarak kullanılır. Ark kaynağı yardımı ile çeşitli kalınlıklardaki metallerin hem kesilmesi hem de kaynağı mümkündür..

Punta kaynak transformatörü

Bu tür transformatörlerin tasarımı oldukça basittir. Cihaz, transformatörün kendisi, akım regülatörü, elektrotlar için tutucu ve topraklama kelepçesinden oluşur. Ayrı olarak, merkezi elemanı – transformatörü vurgulamaya değer. Tasarımı çeşitli tiplerde olabilir, ancak en popüler olanı toroidal ve U şeklinde manyetik devreli ev yapımı kaynak transformatörleridir. Manyetik çekirdeğin etrafında, birincil ve ikincil olmak üzere iki bakır veya alüminyum tel sargısı vardır. Performans özelliklerine bağlı olarak, sargılardaki telin kalınlığı ve ayrıca dönüş sayısı değişir..

Punta kaynak transformatörü

Punta kaynak transformatörü

Bu tür kaynağa direnç kaynağı da denir ve direnç kaynağı transformatörleri ark kaynak makinelerinden biraz farklıdır. Temel fark kaynak yönteminde yatmaktadır. Bu nedenle, ark kaynağında, elektrot ile kaynak yapılacak yüzey arasında oluşan bir elektrik arkı yardımıyla erime meydana gelirse, o zaman direnç kaynağında, kaynağın elektrikle nokta ısıtılması, iki bilenmiş bakır elektrot kullanılarak ve kaynak için yüksek basınç kullanılarak gerçekleştirilir. bağlantı. Sonuç olarak, darbe noktasında iş parçalarının metali erir ve birleşir..

Punta kaynağı, otomotiv endüstrisinde, inşaatta, betonarme yapılar için takviyeden bir çerçeve oluştururken, ince alüminyum levhaların, paslanmaz çelik, bakır ve kaynak için özel koşullar gerektiren diğer metallerin kaynaklanmasında geniş uygulama alanı bulmuştur..

Punta kaynak transformatör cihazı

Nokta kaynağı için transformatörlerin tasarımında da bazı farklılıklar vardır. İlk olarak, biriken elektrotların yokluğu ile ilgilidir. Bunun yerine, kaynak yapılacak elemanların arasına yerleştirildiği sivri bakır kontaklar kullanılır. İkincisi, bu tür cihazlardaki transformatörler daha az güçlüdür ve U şeklinde bir çekirdekten yapılmıştır. Üçüncüsü, kontak kaynak makineleri, tasarımlarında ark kaynağı için gerekli olmayan bir dizi kapasitöre sahiptir..

Ancak, bir ark kaynağı veya direnç transformatörü yapmayı planladığınızdan bağımsız olarak, performans özelliklerini bilmeniz gerekir. Ve her birinin neden sorumlu olduğunu ve bunu veya bu özelliği nasıl değiştirebileceğinizi anlayın..

Kaynak transformatörlerinin özellikleri

Kaynak transformatörlerinin özellikleri

Bir kaynak transformatörünün performansı, performans özellikleri ile belirlenir. Bu veya bu özelliğin neden sorumlu olduğunu bilmek ve anlamak, kaynak transformatörünü kolayca hesaplayabilir ve cihazı kendi ellerinizle monte edebilirsiniz..

Şebeke gerilimi ve faz sayısı

Bu özellik, kaynak transformatörünün besleneceği şebekenin voltajını gösterir. Çoğu zaman, ev yapımı kaynak transformatörleri 220 V’luk bir voltaj için tasarlanmıştır, ancak bazen 380 V olabilir. Hesaplamalar yaparken ve bir devre oluştururken, bu parametre ana parametrelerden biridir..

Transformatörün anma kaynak akımı

Bu özellik, herhangi bir kaynak transformatörü için esastır. Metal bir iş parçasını kaynaklama ve kesme yeteneği, nominal kaynak akımının değerine bağlıdır. Ev yapımı ve ev tipi kaynak transformatörlerinde, anma akımının değeri 200 A’yı geçmez. Ancak bu, özellikle bu gösterge ne kadar yüksek olursa, transformatörün ağırlığı o kadar yüksek olduğundan, bu fazlasıyla yeterlidir. Örneğin endüstriyel kaynak transformatörlerinde kaynak akımı 1000 A’ya ulaşabilir ve bu tür cihazların ağırlığı 300 kg’dan fazla olacaktır..

Kaynak akımı düzenleme sınırları

Farklı kalınlıktaki metallerin kaynağında belirli bir akım kuvveti gerekir, aksi takdirde metal erimez. Bunun için kaynak transformatörlerinin tasarımında bir regülatör sağlanmıştır. Çoğu zaman, ayar sınırları, belirli bir çaptaki elektrotların kullanılması ihtiyacına göre belirlenir. Ev yapımı ark kaynak makineleri için ayar limitleri 50 A ile 200 A arasındadır. Direnç kaynağı transformatörleri için kontrol limitleri 800 A ile 1000 A arasında ve daha fazla başlar..

elektrot çapı

Aynı ark kaynağı makinesini kullanarak farklı kalınlıktaki metalleri kaynaklamak için nominal kaynak akımını ayarlamanız ve ayrıca farklı çaplarda elektrotlar kullanmanız gerekir. İnce elektrotlarla kaynağın düşük akım gücü gerektirdiği ve daha kalın olanlar için tam tersine büyük bir akım gerektirdiği açıkça anlaşılmalıdır. Aynı şey metalin kalınlığı için de geçerlidir. Aşağıdaki tablo, metalin kalınlığına ve transformatörün amperine bağlı olarak kullanılan elektrotların çaplarının bir özetini göstermektedir..

Önemli! Direnç kaynak transformatörleri için elektrotların çapı da önemlidir. Ancak aynı zamanda iki parametre kullanılır – elektrotun çapı ve koni şeklindeki kısmının çapı..

Nominal çalışma voltajı

Bildiğimiz gibi, bir kaynak trafosu, giriş gerilimini daha düşük bir değere düşürmek için çalışır. Çıkış voltajına nominal denir ve 80 volt’u geçmez. Ark kaynağı transformatörleri için anma gerilimi aralığı 30 – 70 volt arasındadır. Ayrıca, bu özellik ayarlanamaz ve başlangıçta ayarlanır. Punta kaynak transformatörleri, arkların aksine, 1,5 – 2 Volt mertebesinde daha da düşük bir anma gerilimine sahiptir. Gerilim ve akım arasındaki ilişki göz önüne alındığında, bu tür göstergeler oldukça doğaldır. Amper ne kadar yüksek olursa, voltaj o kadar düşük olur.

Nominal çalışma modu

Bu performans anahtarlardan biridir. Nominal çalışma modu, sürekli olarak ne kadar süre çalışabileceğinizi ve ne kadar soğumaya bırakmanız gerektiğini gösterir. Kendi kendine yapılan kaynak transformatörleri için nominal mod %30 aralığındadır. Yani 10 dakikadan 3’ü sürekli pişirilip 7 dakika dinlenmeye bırakılabilir..

Güç tüketimi ve çıkışı

Aslında, bu iki göstergenin çok az etkisi vardır. Ancak bu göstergelerin her ikisini de bilerek, kaynak transformatörünün verimliliğini hesaplayabilirsiniz. Güç tüketimi ve güç çıkışı arasındaki fark ne kadar küçükse, o kadar iyidir. Hesaplamalar yapılırken güç tüketiminin değerinin bilinmesi ve dikkate alınması gerektiğine dikkat edilmelidir..

Açık devre voltajı

Bu gösterge ark kaynağı transformatörleri için önemlidir. Arkın görünümünden sorumludur. Bu rakam ne kadar yüksek olursa, kaynak arkını tetiklemek o kadar kolay olur. Ancak açık devre voltajı güvenlik kuralları ile sınırlıdır ve 80 voltu geçmemelidir..

Kaynak trafosu şeması

Kendi elinizle kaynak yapmak için bir transformatör oluştururken, şematik diyagramı olmadan yapamazsınız. Aslında, özellikle transformatörün kendisi oldukça basit olduğu için, bu konuda belirli bir zorluk yoktur. Aşağıdaki şema en basit ark kaynağı transformatörünü göstermektedir..

Basit ark kaynağı transformatörü

Önemli! Yetersiz bilgili veya elektrik devrelerini hiç anlamayanlar, önce GOST 21.614 “Elektrikli ekipmanın koşullu grafik görüntüleri ve orijinal kablolama” ile tanışmalıdır. Ve ancak o zaman kaynak transformatörü için bir devre oluşturmaya devam edin.

Elektrik mühendisliği ve teknolojisinin gelişmesiyle birlikte kaynak trafo devresi iyileştirilmiştir. Bugün, ev yapımı kaynak makinelerinde, kaynak akımının gücünün diyot köprülerini ve çeşitli düzenleyicilerini görebilirsiniz. Aşağıdaki ark kaynağı transformatörünün şeması, diyot köprüsünün buna nasıl entegre edildiğini gösterir..

Ark kaynağı trafosu şeması

Önemli! Ev yapımı ark kaynağı transformatörleri arasında en popüler olanı toroidaldir. Böyle bir cihaz, U-şekilli bir çekirdeğe sahip transformatörlerinkinden daha yüksek bir büyüklük sırası olan mükemmel performans özelliklerine sahiptir. Bu, öncelikle cihazın toplam ağırlığı üzerinde faydalı bir etkiye sahip olan yüksek verimlilik ve nominal akım için geçerlidir..

Yukarıda açıklananlardan farklı olarak, nokta kaynak transformatör devresi daha karmaşıktır ve kapasitörler, tristörler ve diyotlar içerebilir. Bu doldurma, temas kaynağı süresinin yanı sıra akım gücünün daha hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. Bir direnç kaynağı transformatörünün yaklaşık bir diyagramı aşağıda görülebilir..

Kontak kaynak trafosu şeması

Yukarıdaki kaynak makineleri şemalarına ek olarak, başkaları da var. Onları bulmak zor olmayacak. Hem internette hem de elektrik mühendisliği ile ilgili çeşitli dergi ve kitaplarda yayınlanmaktadır. En sevdiğiniz şemayı aldıktan sonra, kaynak transformatörünü hesaplamaya ve monte etmeye başlayabilirsiniz..

Kaynak için transformatörün hesaplanması

Daha önce açıklandığı gibi, transformatör bir çekirdek ve iki sargıdan oluşur. Kaynak transformatörünün temel performansından sorumlu olan bu yapısal elemanlardır. Nominal akımın, birincil ve ikincil sargılardaki voltajın ve diğer parametrelerin ne olması gerektiğini önceden bilerek, sargılar, çekirdek ve tel kesitleri için hesaplama yapılır..

Kaynak için transformatörün hesaplanması

Kaynak için transformatör hesaplanırken, aşağıdaki veriler esas alınır:

  • birincil voltaj U1. Aslında bu, transformatörün çalışacağı şebeke voltajıdır. 220V veya 380V olabilir;
  • sekonder sargının anma gerilimi U2. Girişi düşürdükten sonra olması gereken ve 80 V’u geçmemesi gereken elektrik voltajı. Arkı vurmak için gerekli;
  • ikincil sargının nominal akımı I. Bu parametre, hangi elektrotların kaynaklanacağı ve metalin maksimum kalınlığının kaynaklanabileceği temelinde seçilir;
  • çekirdeğin kesit alanı Sс. Aparatın güvenilirliği, çekirdeğin alanına bağlıdır. Optimum kesit alanı 45 ila 55 cm2’dir;
  • pencere alanı Yani. Çekirdek pencerenin alanı, iyi manyetik dağılım, aşırı ısı dağılımı ve tel sargısının rahatlığına göre seçilir. 80 ila 110 cm2 arasındaki parametreler optimal kabul edilir;
  • sargıdaki akım yoğunluğu (A / mm2). Bu, transformatör sargılarındaki elektrik kayıplarından sorumlu oldukça önemli bir parametredir. Ev yapımı kaynak transformatörleri için bu rakam 2,5 – 3 A’dır..

Hesaplamalara örnek olarak, bir kaynak transformatörü için aşağıdaki parametreleri alıyoruz: şebeke gerilimi U1 = 220 V, sekonder sargı gerilimi U2 = 60 V, anma akımı 180 A, çekirdek kesit alanı Sc = 45 cm2, pencere alanı So = 100 cm2 , sargıdaki akım yoğunluğu 3 A.

Hesaplanacak ilk şey, transformatörün kendisinin gücüdür:

P = 1.5 * Sс * Yani = 1.5 * 45 * 100 = 6750 W veya 6.75 kW.

Önemli! Bu formülde, 1.5 katsayısı, P, Sh tipi bir çekirdeğe sahip transformatörler için geçerlidir. Toroidal transformatörler için bu katsayı 1,9’dur ve PL tipi çekirdekler için SHL 1.7’dir..

Ardından, her bir sargı için dönüş sayısını hesaplıyoruz. Bunu yapmak için, önce tüketilen her Volt için K = 50 / Sс = 50/45 = 1.11 dönüş formülüne göre 1 V başına dönüş sayısını hesaplıyoruz..

Önemli! İlk formülde olduğu gibi, P, Sh tipi çekirdekli transformatörler için 50 katsayısı kullanılır. Toroidal transformatörler için 35 ve PL tipi çekirdekler için SHL 40 olacaktır..

Şimdi birincil sargıdaki maksimum akımı aşağıdaki formüle göre hesaplıyoruz: Imax = P / U = 6750/220 = 30.7 A. Elde edilen verilere göre dönüşleri hesaplamaya devam ediyor..

Dönüşleri hesaplamak için Wx = Ux * K formülünü kullanırız. Sekonder sargı için bu, W2 = U2 * K = 60 * 1.11 = 67 tur olacaktır. Birincil hesaplama için, orada farklı bir formül kullanıldığı için biraz sonra yapacağız. Oldukça sık, özellikle toroidal transformatörler için, akım düzenleme adımlarının hesaplanması yapılır. Bu, teli belirli bir dönüşte dışarı çıkarmak için yapılır. Hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır: W1st = (220 * W2) / Ust.

Nereye:

Ust – ikincil sargının çıkış voltajı.

W2 – ikincil sargının dönüşleri.

W1st – belirli bir aşamanın birincil sargısının dönüşleri.

Ancak önce, her Ust aşamasının voltajını hesaplamak gerekir. Bunu yapmak için U = P / I formülünü kullanın. Örneğin 6750 W trafomuz için 90 A, 100 A, 130 A ve 160 A’da regülasyon ile dört kademe yapmamız gerekiyor. Verileri formüle koyarak U1st1 = 75 V, U1st2 = 67.5 V, U1st3 = 52 V, U1st4 = 42,2 V elde ederiz..

Ayar adımları için dönüşleri hesaplamak için elde edilen değerleri forma koyuyoruz ve W1st1 = 197 dönüş, W1st2 = 219 dönüş, W1st3 = 284 dönüş, W1st4 = 350 dönüş elde ediyoruz. 4. aşama için elde edilen dönüşlerin maksimum değerine% 5 daha ekleyerek, gerçek dönüş sayısını elde ederiz – 385 dönüş.

Son olarak, telin birincil ve ikincil sargılardaki kesitini hesaplıyoruz. Bunu yapmak için, her sargı için maksimum akımı akım yoğunluğuna böleriz. Sonuç olarak, Sperv = 11 mm2 ve Svtor = 60 mm2 elde ederiz..

Önemli! Direnç kaynak transformatörünün hesaplanması da aynı şekilde yapılır. Ama bir takım önemli farklılıklar var. Gerçek şu ki, bu tür transformatörler için sekonder sargının anma akımı, düşük güçlü olanlar için 2000 – 5000 A ve güçlü olanlar için 150.000 A’ya kadardır. Ek olarak, bu tür transformatörler için, kapasitörler ve bir diyot köprüsü kullanılarak 8 kademeye kadar regülasyon yapılır..

Kaynak trafosu montajı

Tüm hesaplamaları ve şemayı elinizde bulundurarak, transformatörü monte etmeye başlayabilirsiniz. Tüm işler zahmetli olmak kadar zor olmayacak, çünkü dönüş sayısını saymanız ve kaybolmamanız gerekecek. Kaynak için toroidal transformatörün ev yapımı cihazlar arasında en popüler olmasına rağmen, U-şekilli çekirdekli bir transformatör örneğini kullanarak kurulumu düşünün. Bu tip transformatör, toroidal ve ev yapımı ürünler arasında en popüler ikinci olanın aksine montajı biraz daha kolaydır..

Ev yapımı bir transformatör kutusunun parçaları

ile çalışmaya başlıyoruz sargılar için çerçeveler oluşturma. Bunun için textolite plakalar kullanıyoruz. Bu malzeme damgalı panolar oluşturmak için kullanılır. Plakalardan iki kutu için parçalar kesiyoruz. Her kutu, dört duvar için yuvalara sahip iki üst kapaktan oluşacaktır. İç yuvaların alanı, kutunun duvarları için hafif bir artışla çekirdeğin kesit alanına karşılık gelecektir. Kutunun parçalarının nasıl görünmesi gerektiğine dair bir örnek fotoğrafta görülebilir..

Kaynak transformatörünün çerçevesinin yalıtımı

Sargılar için çerçeveleri monte ettikten sonra, onları ısıya dayanıklı yalıtımla yalıtıyoruz.. Sonra sargıları sarmaya başlarız.

Kaynak transformatörünün birincil sargısı Kaynak transformatörünün ikincil sargısı

Sargılar için tellerin ısıya dayanıklı cam izolasyonlu alınması tavsiye edilir. Bu, elbette, geleneksel kablolama ile karşılaştırıldığında biraz daha pahalı olacaktır, ancak sonuç olarak, olası aşırı ısınma ve sargılarda bozulma ile ilgili herhangi bir baş ağrısı olmayacaktır. Bir kat kabloyu sardıktan sonra, onu yalıtıyoruz ve ancak bundan sonra bir sonrakini sarmaya başlıyoruz. Belirli sayıda çile üzerinde büküm yapmayı unutmayın. Sargıların oluşturulmasının sonunda, bir üst yalıtım tabakası sarıyoruz. Bakır cıvataları dirseklerin uçlarına sabitliyoruz..

Önemli! Cıvataları tellerin uçlarına takmadan ve sabitlemeden önce, ikincisini PCB çerçevesinin üst plakasında açılan ek deliklerden geçiriyoruz..

Kaynak transformatörünün çekirdeğinin montajı Sargılı DIY kaynak transformatörü çekirdeği

Şimdi kaynak transformatörünün manyetik devresini monte etmeye ve lamine etmeye başlıyoruz. Onun için, bunun için özel olarak yaratılmış demir kullanılır. Metalin belirli manyetik indüksiyon göstergeleri vardır ve uygun olmayan bir marka her şeyi mahvedebilir. Metal çekirdek plakalar eski transformatörlerden çıkarılabilir veya ayrıca satın alınabilir. Plakaların kendileri yaklaşık 1 mm kalınlığındadır ve tüm çekirdeğin bir araya getirilmesi yalnızca tüm plakaların sabırla birleştirilmesini gerektirecektir. Tamamlandıktan sonra, tüm sargıları bir test cihazı ile hatalara karşı kontrol edin..

Ev yapımı bir kaynak transformatörüne bir diyot köprüsü takma

Transformatörün montajı tamamlandıktan sonra, diyot köprüsü ve akım regülatörünü takın. Bir diyot köprüsü için B200 veya KBPC5010 tipi diyotlar kullanıyoruz. Her diyot 50 A için derecelendirilmiştir, bu nedenle 180 A dereceli bir kaynak transformatörü için bu tür 4 diyot gereklidir. Tüm diyotlar bir alüminyum radyatöre sabitlenir ve bobinlere paralel olarak sargılardan musluklara bağlanır. Geriye kalan her şey davayı birleştir ve kaynak transformatörünü oraya yerleştirin.

Ev yapımı kaynak transformatörü

İyi bir DIY kaynak transformatörü ilk seferde çalışmayabilir. Bunun, hesaplamalardaki hatalarla başlayıp, elektrikli ekipmanların montajı ve kurulumunda deneyim eksikliği ile biten birçok nedeni vardır. Ancak her şey deneyimle gelir ve transformatörün sargılarını bir veya iki kez geri sararak istediğiniz sonucu alabilirsiniz..