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溶接変圧器の特性

適切な溶接変圧器を探して、多くの人が自家製のものを支持して工場モデルを放棄します。この決定の理由は、許容できない価格から、溶接変圧器を自分で作りたいという願望に至るまで、非常に多様である可能性があります。実際、溶接トランスの作り方に特別な困難はありません。さらに、自家製の溶接トランスは、当然のことながら、所有者の誇りと見なすことができます。しかし、それを作成するとき、変圧器のデバイスと回路、その特性とそれらの計算についての知識なしに行うことは不可能です。.

溶接変圧器の性能

どの電動工具にも特定の性能特性があり、溶接変圧器も例外ではありません。しかし、電力、相数、ネットワークでの動作に必要な電圧などの通常の特性に加えて、溶接変圧器には独自の特性がすべて備わっており、それぞれがデバイスを正確に選択できるようにします。特定の種類の仕事のための店。自分の手で溶接変圧器を作る人は、計算を行うためにこれらの特性の知識が必要になります.

溶接変圧器の動作原理

ただし、各特性の詳細な説明に進む前に、溶接トランスの基本原理を理解する必要があります。これは非常に単純で、入力電圧を変換する、つまり電圧を下げることで構成されます。溶接変圧器のボルトアンペア特性の低下には、次の依存関係があります。電圧(Volt)が減少すると、溶接電流(Ampere)が増加し、金属の溶融と溶接が可能になります。この原理に基づいて、溶接変圧器のすべての作業、およびその他の関連する性能特性が構築されます。.

主電源電圧と相数

この特徴により、すべてが非常にシンプルです。溶接トランスの動作に必要な電圧を示します。 220Vまたは380Vにすることができます。実際には、ネットワークの電圧は+/- 10 V以内でわずかに変動する可能性があり、変圧器の安定した動作に影響を与える可能性があります。溶接変圧器を計算する場合、主電源電圧が計算の基本的な特性です。さらに、相の数はネットワークの電圧に依存します。 220 Vの場合、これらは2相、380 Vの場合は3相です。これは計算では考慮されていませんが、これは溶接機とその操作を接続するための重要なポイントです。 220Vと380Vの両方で動作できる変圧器の別のカテゴリもあります.

変圧器の定格溶接電流

溶接変圧器の性能

これは、溶接トランスの基本的な性能特性です。金属を切断して溶接する能力は、溶接電流の大きさに依存します。すべての溶接変圧器で、この値は最大値として示されます。これは、変圧器が可能性の限界で放出できる量であるためです。もちろん、定格溶接電流は、さまざまな直径の電極で機能するように調整できます。このために、変圧器には特別なレギュレーターが用意されています。手作業で作成された家庭用溶接変圧器の場合、溶接電流は160〜200 Aを超えないことに注意してください。これは、主に変圧器自体の重量によるものです。結局のところ、溶接電流の強度が大きいほど、より多くの銅線の巻きが必要になり、これらは非常に重いキログラムになります。溶接トランスに加えて、価格は巻線のワイヤーの金属に依存し、ワイヤーが多く使われるほど、機械自体が高価になります。.

電極径

金属溶接用の溶接変圧器を使用する場合、さまざまな直径の溶接可能な電極が使用されます。この場合、特定の直径の電極を使用できるかどうかは、2つの要因に依存します。 1つ目は変圧器の定格溶接電流です。二つ目は金属の厚みです。下の表は、金属の厚さと変圧器自体の溶接電流に応じた電極の直径を示しています.

電極径

この表からわかるように、200 Aの電流では2mmの電極を使用しても意味がありません。逆に、100Aの電流では4mmの電極は使用できません。この溶接変圧器にはアンペアが装備されています。規制当局.

溶接電流の調整の限界

さまざまな厚さの金属を溶接するために、さまざまな直径の電極が使用されます。ただし、溶接電流の強さが高すぎると溶接中に金属が焼損し、小さすぎると溶けません。そのため、これらの目的のために特別なレギュレーターが溶接トランスに組み込まれており、定格溶接電流を特定の値に減らすことができます。通常、自作の溶接変圧器では、50Aから200Aの範囲のいくつかの調整ステップが作成されます.

定格動作電圧

前述のように、溶接トランスは入力電圧を30〜60 Vの低い値に変換します。これは、安定したアークを維持するために必要な公称動作電圧です。また、特定の厚さの金属を溶接する能力は、このパラメータに依存します。したがって、薄い板金を溶接する場合は低電圧が必要であり、厚い金属を溶接する場合は高電圧が必要です。計算するとき、この指標は非常に重要です。.

公称動作モード

溶接変圧器の重要な性能特性の1つは、その定格デューティです。継続的な作業の期間を示します。工場溶接変圧器のこの数値は通常約40%ですが、自家製変圧器の場合は20〜30%を超えることはできません。つまり、10分間の作業のうち、3分間連続して調理し、7分間休ませることができます。.

消費電力と出力

他の電動工具と同様に、溶接変圧器は電力を消費します。変圧器を計算して作成する場合、消費電力インジケータが重要な役割を果たします。溶接変圧器の効率はこれら2つの指標の違いに直接依存するため、出力電力についても考慮する必要があります。そして、違いが小さいほど良いです.

開回路電圧

重要な性能特性の1つは、溶接トランスの開回路電圧です。この特性が溶接アークの発生しやすさの原因であり、電圧が高いほどアークが発生しやすくなります。しかし、重要な点が1つあります。デバイスを使用する人の安全を確保するために、電圧は80Vに制限されています.

溶接トランス図

すでに述べたように、溶接変圧器の動作原理は、電圧を下げて電流を増やすことです。ほとんどの場合、溶接変圧器の構造は非常に簡単です。これは、金属コア、2つの巻線(一次および二次)で構成されています。下の写真は溶接変圧器の装置を示しています.

溶接変圧器装置

電気工学の発展に伴い、溶接変圧器の概略図が改良され、今日では、チョーク、ダイオードブリッジ、電流レギュレーターが使用される回路で溶接機が製造されています。この図は、ダイオードブリッジが溶接トランスにどのように統合されているかを示しています(下の写真).

ダイオードブリッジトランス回路

最も人気のある自家製の溶接変圧器の1つは、軽量で優れた性能を備えたトロイダルコア変圧器です。このような変圧器の図を以下に示します。.

トロイダルトランス-回路図

今日、古典的なものからインバーターおよび整流器回路に至るまで、多くの異なる溶接変圧器回路があります。しかし、自分の手で溶接トランスを作成するには、高価な電子機器を使用する必要のない、よりシンプルで信頼性の高い回路を選択することをお勧めします。トロイダル溶接トランスやチョークアンドダイオードブリッジトランスなど。いずれにせよ、溶接トランスを作成するには、回路に加えて、必要な性能特性を得るために特定の計算を実行する必要があります。.

溶接変圧器の計算

特定の目的のために溶接変圧器を作成するときは、事前にその性能を決定する必要があります。さらに、溶接変圧器の計算は、一次巻線と二次巻線の巻数、コアとそのウィンドウの断面積、変圧器の電力、アーク電圧などを決定するために実行されます。.

溶接変圧器の計算

計算を実行するには、次のものが必要になります 初期データ

  • 一次巻線の入力電圧(V)U1;
  • 二次巻線の定格電圧(V)U2;
  • 二次巻線の定格電流(A)I;
  • コア面積(cm2)Sс;
  • 窓面積(cm2)だから;
  • 巻線電流密度(A / mm2).

次のパラメータを持つトロイダルトランスの計算例を使用して考えてみましょう:入力電圧U1 = 220 V、二次巻線の定格電圧U2 = 70 V、二次巻線の定格電流200 A、コア面積Sc = 45 cm2、ウィンドウ面積So = 80 cm2、巻線の密度電流は3 A / mm2.

まず、次の式を使用してトロイダルトランスの電力を計算します。

P寸法= 1.9 * Sc * So. その結果、6840Wまたは簡略化された6.8kWが得られます。.

重要!この式はトロイダルトランスにのみ適用されます。 PL、SHLタイプのコアを備えたトランスの場合、係数1.7が使用されます。コアタイプがПのトランスの場合、Ш-1.5.

次のステップは、一次巻線と二次巻線の巻数を計算することです。これを行うには、最初に1 Vあたりに必要な巻数を計算する必要があります。これを行うには、次の式を使用します。 K = 35 / S. その結果、消費電圧1Vあたり0.77ターンが得られます。.

重要!最初の式と同様に、係数35はトロイダルトランスにのみ適用されます。 PL、SHLタイプのコアを備えたトランスの場合、係数40が使用されます。P、SHタイプのコアを備えたトランスの場合、-50.

次に、次の式を使用して一次巻線の最大電流を計算します。 Imax = P / U. その結果、一次巻線の電流は6480/220 = 31 Aになります。二次巻線の場合、さまざまな厚さの金属を電極で溶接する必要がある場合があるため、電流を200Aの定数とします。直径2〜3mm。もちろん、実際には、200 Aが限界電流強度ですが、数十アンペアのマージンにより、デバイスがより確実に動作できるようになります。.

ここで、得られたデータに基づいて、一次巻線にステップレギュレーションを備えたトランスの一次巻線と二次巻線の巻数を計算します。二次巻線の計算は、次の式に従って実行されます。 W2 = U2 * K, その結果、54ターンになります。次に、一次巻線のステップの計算に移ります。このために、次の式を使用します W1st =(220 * W2)/ Ust.

どこ:

Ustは、2次巻線に必要な出力電圧です。.

W2-二次巻線の巻数.

W1st-特定のステージの一次巻線の巻数.

ただし、一次巻線のステップの巻数の計算に進む前に、それぞれの電圧を決定する必要があります。これは、式を使用して行うことができます U = P / I, どこ:

P-電力(W).

U-電圧(V).

I-電流(A).

たとえば、2次巻線の定格電流の次のインジケータを使用して4つのステージを作成する必要があります:160 A、130 A、100 A、および90A。このような広がりは、異なる直径の電極を使用し、金属を溶接するために必要になります。異なる厚さの。その結果、第1ステージでUst = 40.5 V、第2ステージで50 V、第3ステージで65 V、第4ステージで72Vが得られます。得られたデータを式に代入する W1st =(220 * W2)/ Ust, 各ステージのターン数を計算します。 W1st1 = 293ターン、W1st2 = 238ターン、W1st3 = 182ターン、W1st4 = 165ターン。これらの各ターンでワイヤを巻くプロセスでは、レギュレータ用にタップが作成されます.

一次巻線と二次巻線のワイヤの断面積を計算する必要があります。このために、3 A / mm2であるワイヤの電流密度のインジケータを使用します。式は非常に単純です。各巻線の最大電流を配線の電流密度で割る必要があります。その結果、一次巻線のワイヤ断面積Sperv = 10mm2が得られます。二次巻線の場合、ワイヤ断面積Svtor = 66 mm2.

自分の手で溶接トランスを作成する場合は、上記のすべての計算を実行する必要があります。これは、必要なすべての部品を正しく選択し、それらからデバイスを組み立てるのに役立ちます。初心者にとって、計算の実行は非常に紛らわしい作業のように思えるかもしれませんが、実行されるアクションの本質を理解していれば、すべてがそれほど難しくなることはありません。.