Сварочные трансформаторы

Определение сварочного трансформатора

Сварочный трансформатор (также известный как источник сварочного тока) необходим для обеспечения высоких требований к току сварочного аппарата. Сварочный трансформатор в основном питается переменным током, выпрямитель также необходим, как только сварочный трансформатор начинает работать на постоянном токе. Как правило, для сварки требуется ток в 100 ампер. Современные сварочные аппараты оснащены инвертором и поэтому больше не требуют обычного сварочного трансформатора.

Функция сварочного трансформатора

В сварочном трансформаторе переменный ток сети с высоким напряжением и низкой силой тока преобразуется в переменный ток с низким напряжением и высокой силой тока, чтобы использовать трансформатор для сварки. Ток регулируется путем включения в первичную обмотку трансформатора. Сварочный трансформатор в виде сетевого трансформатора используется для сварочного аппарата. Между первичной и вторичной обмотками трансформатора установлено подвижное ярмо, которое обеспечивает бесступенчатую регулировку (регулируемый сварочный ток). Токовый выход трансформатора похож на источник постоянного тока, который поддерживает заданный сварочный ток почти постоянным при изменяющейся нагрузке. Вольт-амперная характеристика сварочного трансформатора слегка понижается, поэтому в случае короткого замыкания протекает ток, немного превышающий установленный. Напряжение разомкнутой цепи составляет 50 В, поэтому риск опасного поражения электрическим током для пользователя отсутствует. Небольшие сварочные трансформаторы, рассчитанные на сварочный ток от 50 до 125 А, весят уже более 30 кг.
Номинальная мощность трансформатора выражается в ВА или кВА (ВА означает вольт-ампер и является единицей измерения видимой электрической мощности, кВА — киловольт-ампер).
За исключением серебра, медь имеет наилучшее значение проводимости γ = 56. Алюминий, напротив, имеет только γ = 36. Поэтому алюминий следует за ней с отставанием примерно в 35 процентов. Таким образом, медь является лучшим металлом, а алюминий — «только» вторым среди технически и экономически пригодных материалов-проводников для электрической энергии. Все остальные металлы не могут считаться проводниками, а сплавы обычно имеют значительно меньшую проводимость, чем чистые металлы. Серебро и золото полностью исключены из-за их высокой цены.

Структура сварочного трансформатора

По сути, трансформатор состоит из двух или более катушек и общего железного сердечника. Обмотки трансформатора обычно изготавливаются из изолированного медного провода и наматываются на железный сердечник.
Входное напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Поэтому катушку на первичной стороне часто называют первичной обмоткой. Входное напряжение подается на первичную обмотку. Переменное напряжение на первичной обмотке создает переменное магнитное поле за счет индуктивности. Магнитный поток проходит через вторичную катушку с помощью железного сердечника. Таким образом, выходное напряжение может быть получено со вторичной стороны трансформатора. Соответственно первичной стороне, катушка на вторичной стороне называется вторичной обмоткой. Соотношение витков первичной и вторичной катушек определяет, будет ли выходное напряжение ниже или выше входного. Если число витков вторичной катушки больше, чем первичной, выходное напряжение будет больше входного. Однако если число витков вторичной катушки меньше, выходное напряжение меньше входного. Если обе катушки имеют одинаковое количество витков, намотанных проволокой, выходное напряжение равно входному.
Помимо катушек, важным компонентом трансформатора является железный сердечник. Железный сердечник часто состоит из железного порошка, феррита или сплавов кремния и стали. Катушки наматываются на железный сердечник проводом, чтобы создать между ними магнитную связь. Многие трансформаторы также подвергаются охлаждению. Трансформаторы охлаждаются в масляной ванне. Помимо охлаждения, масло также действует как изолятор и изолирует лучше, чем воздух. Для очень высоких мощностей и напряжений в сети могут быть установлены дополнительные системы охлаждения.

Использование сварочных трансформаторов

Сварочный трансформатор используется в сварочном аппарате для покрытия высоких требований к мощности во время сварки. Помимо сварочных трансформаторов, для достижения того же результата при сварке могут использоваться аналогичные устройства. Это сварочные выпрямители, сварочные преобразователи или сварочные инверторы. Все эти электронные устройства являются способами управления сварочным аппаратом.