Características del transformador de soldadura.
En busca de un transformador de soldadura adecuado, muchos abandonan los modelos de fábrica en favor de los caseros. Las razones de esta decisión pueden ser muy diversas, desde precios inaceptables hasta el deseo de fabricar usted mismo un transformador de soldadura. De hecho, no hay dificultades especiales en cómo hacer un transformador de soldadura; además, un transformador de soldadura hecho en casa puede considerarse legítimamente el orgullo de cualquier propietario. Pero al crearlo, es imposible prescindir del conocimiento sobre el dispositivo y el circuito del transformador, sus características y cálculos para ellos..
Rendimiento del transformador de soldadura
Cualquier herramienta eléctrica tiene determinadas características de rendimiento y el transformador de soldadura no es una excepción. Pero además de los habituales, como la potencia, el número de fases y el voltaje requerido para el funcionamiento en la red, el transformador de soldadura tiene todo un conjunto de características únicas, cada una de las cuales le permitirá seleccionar con precisión el dispositivo en la tienda para un determinado tipo de trabajo. Para quienes vayan a fabricar un transformador de soldadura con sus propias manos, se requerirá el conocimiento de estas características para realizar los cálculos..
Pero antes de proceder a una descripción detallada de cada característica, es necesario comprender cuál es el principio básico del transformador de soldadura. Es bastante simple y consiste en convertir la tensión de entrada, es decir, bajarla. La característica de disminución de voltios-amperios del transformador de soldadura tiene la siguiente dependencia: cuando el voltaje (voltios) disminuye, la corriente de soldadura (amperios) aumenta, lo que permite fundir y soldar el metal. Sobre la base de este principio, se construye todo el trabajo del transformador de soldadura, así como otras características de rendimiento relacionadas..
Tensión de red y número de fases
Con esta característica, todo es bastante sencillo. Indica el voltaje requerido para operar el transformador de soldadura. Puede ser 220 V o 380 V. En la práctica, el voltaje en la red puede fluctuar ligeramente dentro de +/- 10 V, lo que puede afectar el funcionamiento estable del transformador. Al calcular para un transformador de soldadura, la tensión de red es la característica fundamental para los cálculos. Además, el número de fases depende del voltaje en la red. Para 220 V, son dos fases, para 380 V, tres. Esto no se tiene en cuenta en los cálculos, pero este es un punto importante para conectar la máquina de soldar y su funcionamiento. También hay una categoría separada de transformadores que pueden funcionar tanto con 220 V como con 380 V.
Corriente nominal de soldadura del transformador
Esta es la característica de rendimiento básica de cualquier transformador de soldadura. La capacidad de cortar y soldar metal depende de la magnitud de la corriente de soldadura. En todos los transformadores de soldadura, este valor se indica como el máximo, ya que es exactamente lo que puede dar el transformador en el límite de posibilidades. Por supuesto, la corriente de soldadura nominal se puede ajustar para trabajar con electrodos de diferentes diámetros, y para esto se proporciona un regulador especial en los transformadores. Cabe señalar que para los transformadores de soldadura domésticos, creados a mano, la corriente de soldadura no supera los 160-200 A. Esto se debe principalmente al peso del propio transformador. Después de todo, cuanto mayor es la fuerza de la corriente de soldadura, se requieren más vueltas de alambre de cobre, y estos son kilogramos extra pesados. Además del transformador de soldadura, el precio depende del metal para los cables de los devanados, y cuanto más cable se gaste, más cara será la máquina..
Diámetro del electrodo
Cuando se trabaja con un transformador de soldadura para soldadura de metales, se utilizan electrodos soldables de varios diámetros. En este caso, la capacidad de utilizar un electrodo de cierto diámetro depende de dos factores. El primero es la corriente de soldadura nominal del transformador. El segundo es el grosor del metal. La siguiente tabla muestra los diámetros de los electrodos en función del grosor del metal y la corriente de soldadura del propio transformador..
Como puede ver en esta tabla, el uso de un electrodo de 2 mm simplemente no tendrá sentido a una corriente de 200 A. O, por el contrario, un electrodo de 4 mm es inútil a una corriente de 100 A. Estos transformadores de soldadura están equipados con amperaje. reguladores.
Límites de regulación de la corriente de soldadura.
Para soldar metal de varios espesores, se utilizan electrodos de varios diámetros. Pero si la fuerza de la corriente de soldadura es demasiado alta, el metal se quemará durante la soldadura y, si es demasiado pequeño, no será posible fundirlo. Por lo tanto, se construye un regulador especial en los transformadores de soldadura para estos fines, lo que le permite reducir la corriente de soldadura nominal a un cierto valor. Por lo general, en los transformadores de soldadura de fabricación propia, se crean varios pasos de ajuste, que van desde 50 A hasta 200 A.
Voltaje de trabajo nominal
Como se señaló, el transformador de soldadura convierte el voltaje de entrada a un valor más bajo de 30-60 V. Este es el voltaje de operación nominal que se requiere para mantener un arco estable. Además, la capacidad de soldar metal de cierto espesor depende de este parámetro. Entonces, para soldar chapas finas, se requiere bajo voltaje y para metales más gruesos, alto voltaje. Al calcular, este indicador es muy importante..
Modo de funcionamiento nominal
Una de las características clave de rendimiento de un transformador de soldadura es su servicio nominal. Indica un período de trabajo continuo. Esta cifra para los transformadores de soldadura de fábrica suele ser de aproximadamente el 40%, pero para los transformadores caseros no puede ser superior al 20-30%. Esto significa que de 10 minutos de trabajo, puede cocinar de forma continua durante 3 minutos y dejar reposar 7 minutos..
Consumo y salida de energía
Como cualquier otra herramienta eléctrica, un transformador de soldadura consume electricidad. Al calcular y crear un transformador, el indicador de consumo de energía juega un papel importante. En cuanto a la potencia de salida, también se debe tener en cuenta, ya que la eficiencia del transformador de soldadura depende directamente de la diferencia entre estos dos indicadores. Y cuanto menor sea la diferencia, mejor.
Abra el circuito de voltaje
Una de las características de rendimiento importantes es el voltaje de circuito abierto del transformador de soldadura. Esta característica es responsable de la facilidad de ocurrencia del arco de soldadura, y cuanto mayor sea el voltaje, más fácil aparecerá el arco. Pero hay un punto importante. Para garantizar la seguridad de la persona que trabaja con el dispositivo, el voltaje está limitado a 80 V.
Diagrama del transformador de soldadura
Como ya se señaló, el principio de funcionamiento de un transformador de soldadura es reducir el voltaje y aumentar la corriente. En la mayoría de los casos, la construcción de un transformador de soldadura es bastante simple. Consiste en un núcleo de metal, dos devanados: primario y secundario. La foto de abajo muestra el dispositivo del transformador de soldadura..
Con el desarrollo de la ingeniería eléctrica, se ha mejorado el diagrama esquemático del transformador de soldadura y hoy en día se están produciendo máquinas de soldar, en cuyo circuito se utilizan choques, un puente de diodos y reguladores de corriente. El diagrama muestra cómo se integra el puente de diodos en el transformador de soldadura (foto de abajo).
Uno de los transformadores de soldadura caseros más populares es el transformador de núcleo toroidal debido a su peso ligero y excelente rendimiento. El diagrama de dicho transformador se presenta a continuación..
Hoy en día, existen muchos circuitos de transformadores de soldadura diferentes, que van desde circuitos clásicos hasta circuitos inversores y rectificadores. Pero para crear un transformador de soldadura con sus propias manos, es mejor elegir un circuito más simple y confiable que no requiera el uso de componentes electrónicos costosos. Como un transformador de soldadura toroidal o un transformador de puente de diodo y estrangulador. En cualquier caso, para crear un transformador de soldadura, además del circuito, deberá realizar ciertos cálculos para obtener las características de rendimiento requeridas..
Cálculo del transformador de soldadura.
Al crear un transformador de soldadura para fines específicos, debe determinar su rendimiento con anticipación. Además, el cálculo del transformador de soldadura se realiza para determinar el número de vueltas de los devanados primario y secundario, el área de la sección transversal del núcleo y su ventana, la potencia del transformador, el voltaje del arco y otros. ..
Para realizar cálculos, necesitará lo siguiente datos iniciales:
- voltaje de entrada del devanado primario (V) U1;
- tensión nominal del devanado secundario (V) U2;
- corriente nominal del devanado secundario (A) I;
- área del núcleo (cm2) Sс;
- área de la ventana (cm2) Entonces;
- densidad de corriente de bobinado (A / mm2).
Consideremos, usando un ejemplo de cálculo para un transformador toroidal con los siguientes parámetros: voltaje de entrada U1 = 220 V, voltaje nominal del devanado secundario U2 = 70 V, corriente nominal del devanado secundario 200 A, área del núcleo Sc = 45 cm2, área de la ventana Entonces = 80 cm2, la densidad de corriente en el devanado es de 3 A / mm2.
Primero, calculamos la potencia del transformador toroidal usando la fórmula:
Dimensión P = 1.9 * Sc * Entonces. Como resultado, obtenemos 6840 W o 6,8 kW simplificados.
¡Importante! Esta fórmula solo se aplica a transformadores toroidales. Para transformadores con núcleo del tipo PL, SHL, se utiliza un factor de 1,7. Para transformadores con un tipo de núcleo П, Ш – 1,5.
El siguiente paso es calcular el número de vueltas de los devanados primario y secundario. Para hacer esto, primero debe calcular el número requerido de vueltas por 1 V.Para hacer esto, usamos la siguiente fórmula: K = 35 / S. Como resultado, obtenemos 0,77 vueltas por 1 V del voltaje consumido.
¡Importante! Como en la primera fórmula, el factor 35 es aplicable solo para transformadores toroidales. Para transformadores con núcleo del tipo PL, SHL, se utiliza un factor de 40. Para transformadores con núcleo del tipo P, SH – 50.
A continuación, calculamos la corriente máxima del devanado primario utilizando la fórmula: Imáx = P / U. Como resultado, obtenemos la corriente para el devanado primario 6480/220 = 31 A. Para el devanado secundario, tomamos la corriente como una constante de 200 A, ya que puede ser necesario soldar metal de varios espesores con electrodos con un diámetro de 2 a 3 mm. Por supuesto, en la práctica, 200 A es la intensidad de corriente límite, pero un margen de un par de decenas de amperios permitirá que el dispositivo funcione de manera más confiable..
Ahora, en base a los datos obtenidos, calculamos el número de vueltas para los devanados primario y secundario en un transformador con regulación por pasos en el devanado primario. El cálculo del devanado secundario se realiza de acuerdo con la siguiente fórmula W2 = U2 * K, como resultado, obtenemos 54 vueltas. A continuación, pasamos al cálculo de los pasos del devanado primario. Para esto usamos la fórmula W1st = (220 * W2) / Ust.
Dónde:
Ust es el voltaje de salida requerido del devanado secundario.
W2 – el número de vueltas del devanado secundario.
W1st: el número de vueltas del devanado primario de una determinada etapa.
Pero antes de continuar con el cálculo de las vueltas de los pasos del devanado primario, es necesario determinar el voltaje para cada uno. Esto se puede hacer usando la fórmula U = P / I, dónde:
P – potencia (W).
U – voltaje (V).
I – corriente (A).
Por ejemplo, necesitamos hacer cuatro etapas con los siguientes indicadores de la corriente nominal en el devanado secundario: 160 A, 130 A, 100 A y 90 A. Tal extensión será necesaria para usar electrodos de diferentes diámetros y para soldar metal. de diferentes espesores. Como resultado, obtenemos Ust = 40,5 V para la primera etapa, 50 V para la segunda etapa, 65 V para la tercera etapa y 72 V para la cuarta. Sustituyendo los datos obtenidos en la fórmula W1st = (220 * W2) / Ust, calculamos el número de vueltas para cada etapa. W1st1 = 293 vueltas, W1st2 = 238 vueltas, W1st3 = 182 vueltas, W1st4 = 165 vueltas. En el proceso de enrollar el cable en cada una de estas vueltas, se hace un grifo para el regulador.
Queda por calcular la sección transversal del cable para los devanados primario y secundario. Para ello, utilizamos el indicador de densidad de corriente en el cable, que es de 3 A / mm2. La fórmula es bastante simple: es necesario dividir la corriente máxima de cada uno de los devanados por la densidad de corriente en el cableado. Como resultado, obtenemos para el devanado primario la sección transversal del cable Sperv = 10 mm2. Para el devanado secundario, sección de cable Svtor = 66 mm2.
Al crear un transformador de soldadura con sus propias manos, debe realizar todos los cálculos anteriores. Esto lo ayudará a seleccionar correctamente todas las piezas necesarias y luego ensamblar el dispositivo a partir de ellas. Para un principiante, realizar cálculos puede parecer una tarea muy confusa, pero si comprende la esencia de las acciones realizadas, no todo será tan difícil..