Сварочные трансформаторы

Сварочный трансформатор — источник питания сварочной дуги переменного тока, предназначенный для понижения напряжения питания (220 или 380 В) до безопасного напряжения для человека, но достаточного для легкого зажигания и стабильного поддержания сварочной дуги. При помощи сварочного трансформатора можно регулировать силу сварочного тока и подстраивать режимы сварки под толщину свариваемых деталей и диаметра электрода.

Источники питания переменного тока используют для ручной дуговой сварки покрытым электродомавтоматической сварки под флюсом, электрошлаковой сварки, сварки неплавящимся электродом в инертных газах алюминия и сплавов на его основе.

Источники питания переменного тока могут быть частью специальных установок для сварки или мультипроцессорных источников питания дуги.

Сварочный трансформатор

Рис. 1. Сварочный трансформатор

Принцип действия сварочного трансформатора

Внутри корпуса сварочного трансформатора находится сердечник (магнитопровод), состоящий из тонких лакированных пластин (0,5 мм) электротехнической стали. На этом сердечнике размещают первичную и вторичную обмотку сварочного трансформатора.

Первичная обмотка имеет большее количество витков, подключается к сети питания. Во время прохождения тока по первичной обмотке намагничивается сердечник трансформатора и создается переменный магнитный поток.

Магнитный поток сердечника будет оказывать влияние на вторичную обмотку трансформатора — создавать в ней переменный ток меньшего напряжения (чем в первичной обмотке), но большей силы. Это явление называется электромагнитная индукция. Понижение напряжения с помощью трансформатора, пропорционально увеличивается сила сварочного тока вторичной обмотки.

Соответственно первичная обмотка подключается к сети питания, а вторичная — подает сварочный ток на электрод и сварочную конструкцию. Когда по первичной обмотке протекает ток, в то время как вторичная обмотка разомкнута, устанавливается режим холостого хода источника питания. В этот момент напряжение на вторичной обмотке максимальное, так как сварка не производится (напряжение холостого хода). Соотношение напряжения первичной обмотки и вторичной называется коэффициентом трансформации. Во время зажигания сварочной дуги цепь вторичной обмотки замыкается — такое состояние называется режимом нагрузки сварочного трансформатора.

Регулирование силы тока сварочного трансформатора

Для регулирования силы тока сварочного трансформатора используют несколько методов влияния на коэффициент трансформации, в зависимости от конструкции сварочных трансформаторов могут использовать разные методы.

Наиболее распространенный тип регулирования тока с помощью перемещения движущихся обмоток винтовым механизмом. Отдаление расстояния между обмотками приводит к снижению магнитной связи между ними, уменьшению коэффициента трансформации  и в следствии уменьшению силы тока. При сближении обмоток магнитный поток усиливается создавая ток большей силы.

регулирование тока винтовым механизмом

Рис. 2. Регулирование силы тока винтовым механизмом: 1) вторичная обмотка; 2) винт с ленточной резьбой; 3) магнитопровод; 4) первичная обмотка.

Вторая, распространенная схема регулирования тока, когда между неподвижными обмотками вводится магнитный шунт служащий для рассеивания магнитного потока. Таким образом изменением положения магнитного шунта можно изменять магнитный поток рассеивания, с увеличением которого понижается ток вторичной обмотки.

Достаточно часто в конструкции сварочных трансформаторов находятся несколько первичных и вторичных обмоток. Изменяя способы соединения этих обмоток можно ступенчато регулировать сопротивление трансформатора. Последовательное соединение первичных и вторичных обмоток усиливается сопротивление трансформатора, параллельное соединение снижает сопротивление трансформатора. Изменяя тип соединения получают три ступени регулирования или четырехкратное изменение тока.

Регулирование сварочного тока

Рис. 3. Регулирование сварочного тока: ступенчатое и плавное

Преимущества и недостатки сварочных трансформаторов

Основное преимущество сварочного трансформатора в простой конструкции без дорогих деталей, а как следствие более доступная цена оборудования и ремонта. При использовании источников питания переменного тока отсутствует магнитное дутье — отклонение сварочной дуги под воздействием магнитного поля.

Недостатком сварочных трансформаторов является менее стойкое горение сварочной дуги, повышенное разбрызгивание электродного металла по сравнению с источниками постоянного тока.