Зовнішня характеристика джерел живлення зварювальної дуги

Зовнішня характеристика джерел живлення (зварювального трансформатора, випрямляча та генератора) – це залежність напруги на вихідних затискачах від величини струму навантаження. Залежність між напругою і струмом дуги в усталеному (статичному) режимі називається вольт-амперною характеристикою дуги.

Зовнішні характеристики зварювальних генераторів показані на рис. 1 (криві 1 і 2), що падають. Довжина дуги пов'язана з її напругою: чим довша зварювальна дуга, тим вища напруга. При однаковому падінні напруги (зміні довжини дуги) зміна зварювального струму неоднакова при різних зовнішніх характеристиках джерела. Чим крутіша характеристика, тим менше впливає довжина зварювальної дуги на зварювальний струм. При зміні напруги на величину при крутопадаючій характеристиці зміна струму дорівнює а1, при пологопадаючої - а2.

Для забезпечення стабільного горіння дуги необхідно щоб характеристика зварювальної дуги перетиналася з характеристикою джерела живлення (рис. 2).

У момент запалення дуги (рис. 2 а) напруга падає по кривій від точки 1 до точки 2 - до перетину з характеристикою генератора, тобто до положення, коли електрод відводиться від поверхні основного металу. При подовженні дуги до 3 - 5 мм напруга зростає кривою 2-3 (у точці 3 здійснюється стійке горіння дуги). Зазвичай струм короткого замикання перевищує робочий струм, але з більш ніж 1,5 разу. Час відновлення напруги після короткого замикання до напруги дуги має перевищувати 0,05 з, цією величиною оцінюються динамічні властивості джерела.

На рис. 2,6 показані падаючі характеристики 1 і 2 джерела живлення при жорсткій характеристиці дуги 3 найбільш прийнятною при ручному дуговому зварюванні.

Напруга холостого ходу (без навантаження в зварювальному ланцюзі) при зовнішніх характеристиках, що падають, завжди більше робочої напруги дуги, що сприяє значному полегшенню початкового і повторного запалення дуги. Напруга холостого ходу не повинна перевищувати 75 В при номінальній робочій напрузі 30 В (підвищення напруги полегшує запалення дуги, але одночасно збільшується небезпека ураження зварювальника струмом). Для постійного струму напруга запалювання має бути не менше 30 - 35 В, а для змінного струму 50 - 55 В. Згідно з ГОСТ 7012 -77Е для трансформаторів, розрахованих на зварювальний струм 2000 А, напруга холостого ходу не повинна перевищувати 80 В.

Підвищення напруги холостого ходу джерела змінного струму призводить до зниження косинуса "фі". Інакше висловлюючись, збільшення напруги холостого ходу знижує коефіцієнт корисної дії джерела живлення.

Джерело живлення для ручного дугового зварювання електродом, що плавиться, і автоматичного зварювання під флюсом повинен мати падаючу зовнішню характеристику. Жорстка характеристика джерел живлення (рис. 1, крива 3) необхідна при виконанні зварювання в захисних газах (аргоні, вуглекислому газі, гелії) та деякими видами порошкових дротів, наприклад СП-2. Для зварювання в захисних газах застосовуються також джерела живлення з порожнистими зовнішніми характеристиками (рис. 1, крива 4).

Відносна тривалість роботи (ПР) та відносна тривалість включення (ПВ) у переривчастому режимі характеризують повторно-короткочасний режим роботи джерела живлення.

Величина ПР визначається як відношення тривалості робочого періоду джерела живлення до тривалості повного циклу роботи та виражається у відсотках

де tp – безперервна робота під навантаженням; tц – тривалість повного циклу. Умовно прийнято, що в середньому tp = 3 хв, а tц = 5 хв, отже оптимальна величина ПР % прийнята 60%.

Відмінність між ПР% і ПВ% полягає в тому, що в першому випадку джерело живлення під час паузи не відключається від мережі і при розімкнутому зварювальному ланцюзі працює на холостому ходу, а в другому випадку джерело живлення повністю відключається від мережі.

ЗВАРЮВАЛЬНІ ТРАНСФОРМАТОРИ

Зварювальні трансформатори по фазності електричного струму поділяються на однофазні та трифазні, а за кількістю постів - на однопостові та багатопостові. Однопостовий трансформатор служить для живлення зварювальним струмом одного робочого місця та має відповідну зовнішню характеристику.

Багатопостовий трансформатор служить для одночасного живлення кількох зварювальних дуг (зварювальних постів) та має жорстку характеристику. Для створення стійкого горіння зварювальної дуги та забезпечення падаючої зовнішньої характеристики у зварювальний ланцюг дуги включає дросель. Для дугового зварювання зварювальні трансформатори поділяються за конструктивними особливостями на дві основні групи:

трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням, конструктивно виконані у вигляді двох окремих апаратів (трансформатор та дросель) або в єдиному загальному корпусі;

трансформатори з розвиненим магнітним розсіюванням, що конструктивно розрізняються за способом регулювання (з рухомими котушками, з магнітними шунтами, зі ступінчастим регулюванням).

ОБСЛУГОВУВАННЯ ЗВАРЮВАЛЬНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

При експлуатації зварювальних трансформаторів слід стежити за надійністю контактів, не допускати перегріву обмоток, сердечника та його деталей. Необхідно раз на місяць змащувати регулювальний механізм і не допускати забруднень робочих частин трансформаторів.

Необхідно стежити за надійністю заземлення та оберігати трансформатор від механічних пошкоджень.

Під час роботи трансформатора не можна допускати перевищення величини зварювального струму проти зазначеної у паспорті. Забороняється перетягування трансформатора або регулятора за допомогою зварювальних проводів.

Раз на місяць трансформатор необхідно обдути (очистити) струменем сухого стисненого повітря та перевірити стан ізоляції.

Попадання вологи на обмотки трансформатора різко знижує електричний опір, у результаті виникає небезпека пробою ізоляції. Якщо зварювальні трансформатори встановлені на свіжому повітрі, їх необхідно вкривати від атмосферних опадів. У разі слід робити навіси чи спеціальні пересувні будки.

Технічні характеристики зварювальних трансформаторів

Параметри	Марка трансформаторів
	СТЕ- 24У	СТЕ- 34У	СТН- 350	СТН- 500	СТН- 500-1	ТСК- 300	ТСК- 500	ТС -300	ТС -500	ТСД- 500	ТСД- 1000-3	ТСД- 2000-2	СТШ- 500	СТШ -500-80	ТСП -1	ТД -500	ТД -502
Номінальний режим роботи, ПР%	65	65	65	65	65	65	65	65	65	60	65	65	60	60	від 20	60	60
Напруга холостого ходу,	65	60	70	60	60	63	60	63	60	80	69-78	77―85	60	80	65―70	60―75	59―73
Напруга номінальна,	30	30	30	30	30	30	30	30	30	45	42	53	30	50	30	30	40
Номінальна потужність, кВ	23	30	25	32	32	20	32	20	32	42	76	180	32	-	12	32	26,6
Межі регулювання зварювального струму, А	100-500	150-700	80-450	150-700	150-700	110-385	165-650	110-385	165-650	200-600	400-1200	800-2200	145-650	260-800	105,15	85-720
Напруга мережі,	220,38	220,38	220,38	220,38	220,38	380	220,38	220,38	220,38	220,38	220,38	380	220,38	220,38	220,38	220 або 380	220,38
К. п. д., %	83	86	83	86	86	84	84	84	85	87	90	89	90	92	75	-	-
коефіцієнт потужності (Косінус «фі»)	0,5	0,53	0,5	0,54	0,52	0,73	0,65	0,51	0,53	0,62	0,62	0,64	0,53	0,62	-	0,53	0,8
Габаритні розміри трансформатора, мм: - Довжина - ширина - Висота	690 370 660	690 370 600	695 398 700	772 410 865	775 410 1005	760 520 970	840 575 1060	760 520 975	840 575 1060	950 818 1215	950 818 1215	1050 900 1300	670 666 753		225 435 470		570 720 835
Маса, кг: - трансформатора - регулятора	130 62	160 100	220 -	250 -	275 -	215 -	280 -	185 -	250	445	540	670	220	323	35	210	230

Трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням

Трансформатори із окремим дроселем. Жорстка зовнішня характеристика такого трансформатора виходить за рахунок незначного магнітного розсіювання та малого індуктивного опору обмоток трансформатора. Падаючі зовнішні характеристики створюються дроселем, що має великий індуктивний опір.

Технічні дані трансформаторів СТЕ-24У та СТЕ-34Уз дроселями наведені у таблиці.

Трансформатори типу СТН із вбудованим дроселем. За цією конструктивною схемою виконані трансформатори СТН-500 та СТН-500-1 для ручного дугового зварювання та трансформатори з дистанційним керуванням ТС Д-500, ТС Д-2000-2, ТСД-1000-3 та ТСД-1000-4 для автоматичної та напівавтоматичного зварювання під флюсом. Технічні дані зазначених трансформаторів наведені у таблиці.

Схема конструкції трансформатора типу СТН системи академіка В. П. Нікітіна та його зовнішні статичні характеристики показані на рис. 1. Магнітне розсіювання та індуктивний опір обмоток (1 та 2) трансформатора невеликі, зовнішня характеристика жорстка. Падаюча характеристика створюється за рахунок реактивної обмотки 3, що створює індуктивний опір. Верхня частина магнітопроводу є одночасно і частиною осердя дроселя.

Величина зварювального струму регулюється переміщенням рухомого пакета 4 (гвинтовим механізмом рукоятки 5). Напруга холостого ходу у цих трансформаторів 60 -70, а номінальна робоча напруга Uном = 30 В. Незважаючи на об'єднаний магнітопровід, трансформатор і дросель працюють незалежно один від одного. У електротехнічному відношенні трансформатори типу СТН не відрізняються від трансформаторів з окремими дроселями типу СТЭ.

Для автоматичного та напівавтоматичного зварювання застосовують трансформатори типу ТСД. Загальний вигляд конструкції трансформатора ТСД-1000-3 та його електрична схема показані на рис. 2 та 3.

Трансформатори типу ТСДмають підвищену напругу холостого ходу (78-85), необхідне для стабільного збудження і горіння зварювальної дуги при автоматичному зварюванні під флюсом. Зовнішня характеристика трансформатора, що падає, створюється реактивною обмоткою.

Трансформатор типу ТСД має спеціальний електропривод для дистанційного регулювання зварювального струму. Переміщення рухомої частини пакета магнітопроводу обмежується кінцевими вимикачами ВКБ та ВКМ.

Трансформатори мають фільтри для придушення радіоперешкод. Крім застосування для автоматичного та напівавтоматичного зварювання під флюсом, трансформатори ТСД-1000-3 та ТСД-2000-2 застосовуються як джерело живлення для термічної обробки зварних з'єднань з легованих та низьколегованих сталей.

Мал. 1. (а) та його зовнішні характеристики (б):1 - первинна обмотка, 2 - вторинна обмотка, 3 - обмотка дроселя, 4 - рухомий пакет магнітопроводу, 5 - рукоятка, 6 - магнітопровід.

Мал. 2. : 1 - вентилятор; 2 - трансформаторні обмотки; 3 - магнітопровід; 4 - реактивна обмотка;

Мал. 3. : Тр - понижувальний трансформатор, КУБ, КУМ - кнопки дистанційного керування зварювальним струмом - «Більше», «Менше», ПМБ, ПММ - магнітні пускачі, ДП - двигун дроту механізму переміщення пакета магнітопроводу, ВКБ, ВКМ - кінцеві вимикачі, вентилятора, ТРС - трансформатор зварювальний

Трансформатори з розвиненим магнітним розсіюванням

Трансформатори типу ТС і ТСК є пересувними понижувальними трансформаторами стрижневого типу з підвищеною індуктивністю розсіювання. Вони призначені для ручного дугового зварювання та наплавлення, можуть застосовуватися для зварювання під флюсом тонкими дротиками. У трансформаторах типу ТСК паралельно первинній обмотці підключений конденсатор підвищення коефіцієнта потужності.

Трансформатори типу ТС, ТСК немає рухливих сердечників, схильних до вібрації, тому вони працюють майже безшумно. Регулювання зварювального струму здійснюється зміною відстані між рухомою I та нерухомою II котушками (рис. 1, в). При видаленні рухомої котушки від нерухомої збільшуються магнітні потоки розсіювання та індуктивний опір обмоток. Кожному положенню рухомий котушки відповідає своя зовнішня характеристика. Чим далі знаходяться один від одного котушки, тим більше магнітних силових лінії буде замикатися через повітряні простори, не захоплюючи другий обмотки, і тим крутіше буде зовнішня характеристика. Напруга холостого ходу в трансформаторах цього типу при зрушених котушках на 1,5-2 В більше від номінального значення (60 – 65 В)

Конструкція трансформатора ТС-500 та зовнішні вольт-амперні характеристики показані на малюнках. Технічні дані трансформаторів ТЗ та ТСК наведено у табл. 1 .

Для автоматичного зварювання знайшли застосування зварювальні трансформатори типу ТДФ-1001 та ТДФ-1601, призначені для живлення дуги при зварюванні під флюсом однофазним змінним струмом частотою 50 Гц. Трансформатори розраховані для роботи у закритих приміщеннях, з підвищеною індуктивністю розсіювання. Вони забезпечують створення необхідних крутопадаючих зовнішніх характеристик і плавне регулювання зварювального струму в межах, а також його часткову стабілізацію при коливаннях напруги в мережі в межах від 5 до 10% від номінального значення. Технічні дані трансформатора типу ТДФ наведено у табл. 2.

Технічні характеристики трансформаторів СТШ-250 та ТСП-2

Параметри	ТДФ-1001	ТДФ-1601
Номінальний зварювальний струм, А	1000	1600
Межі регулювання зварювального струму, А: - на щаблі «малих» струмів - на щаблі «великих» струмів	400-700 700-1200	600-1100 1100-1800
Номінальна первинна напруга,	220 або 380	380
Частота, Гц	50	50
Первинний струм, А: - при виконанні на 220 В - при виконанні на 380 В	360 220	- 480
Вторинна напруга холостого ходу, В: - при мінімальному зварювальному струмі - при максимальному зварювальному струмі	68 71	95 105
Умовна номінальна робоча напруга,	44	60
Вторинна напруга в залежності від величин зварювального струму (Iсв),	Uн = 20 +0,04 Iсв	Uн = 50 +0,00625 Iсв
Відношення тривалості робітника періоду до тривалості циклу (ПВ), %	100	100
Коефіцієнт корисної дії, %	87	88
Потужність, кВт	82	182
маса, кг	740	1000

Зовнішні характеристики трансформатора ТДФ-1001 та ТДФ-1601 показані на рис. 2, а б.

Трансформатори типу ТДФ-1001 та ТДФ-1601 – стаціонарні установки в однокорпусному виконанні з примусовою вентиляцією. Установка складається з трансформатора, мережевого контактора, вентилятора та блок-схеми керування.

	Мал. 2. Зовнішні характеристики трансформаторів: а – ТДФ-1001, б – ТДФ-1601.
	Мал. 3. Електрична схема трансформатора СТШ-500: 1 - магнітопровід; 2 – котушка первинної обмотки; 3 – котушка вторинної обмотки; 4 - магнітні шунти Мал. 4. Електрична схема трансформатора ТМ-300-П
Мал. 1. (а), його зовнішні вольт-амперні характеристики (б) і магнітна схема (в): 1 - механізм регулювання зварювального струму, 2 - затискачі низької напруги, 3 - рухома котушка, 4 - магнітопровід, 5 - нерухома котушка, 6 - кожух , 7 - регулювальний гвинт, 8 - затискачі високої напруги, 9 - кришка.	Мал. 5. (а) та його зовнішні характеристики (б): I, II, III, IV - схеми перемикання на різну величину струму; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 – порядкові номери затискачів

Трансформатори з магнітними шунтами типу СТАН, ОСТ і СТШ (нині не випускаються).

Трансформатор СТШ стрижневого типу, однофазний, виконаний в однокорпусному виконанні та призначений для живлення електричної зварювальної дуги змінним струмом частотою 50 Гц при ручному дуговому зварюванні, різанні та наплавленні металів. На рис. 3 показано схему трансформатора СТШ-500.

Магнітопровід (сердечник трансформатора) виготовляється з електротехнічної сталі Е42 товщиною 0,5 мм. Сталеві листи з'єднують ізольованими шпильками.

Котушки первинної обмотки трансформатора виконані із ізольованого алюмінієвого дроту прямокутного перерізу, а вторинної - із голої алюмінієвої шини, між витками якої прокладають азбестові прокладки, призначені для ізоляції витків від короткого замикання.

Регулятор струму складається із двох рухомих магнітних шунтів, розташованих у вікні магнітопроводу. Обертанням гвинта за годинниковою стрілкою шунти розсуваються, а проти годинникової - зсуваються, відбувається плавне регулювання зварювального струму. Чим менша відстань між шунтами, тим менший зварювальний струм, і навпаки. Шунти виготовляють із тієї ж електротехнічної сталі, що й магнітопровід.

Для зниження перешкод, що виникають при зварюванні, застосовують ємнісний фільтр із двох конденсаторів типу КБГ-І. Конденсатори змонтовані на боці високої напруги.

Промисловістю створено низку нових переносних джерел живлення зварювальної дуги змінним струмом – малогабаритні трансформатори. Прикладами таких трансформаторів є, наприклад, монтажні трансформатори ТМ-300-П, ТСП-1 та ТСП-2.

Монтажний трансформатор ТМ-300-П призначений для живлення зварювальної дуги при однопостовому дуговому зварюванні на монтажних, будівельних та ремонтних роботах. Трансформатор забезпечує крутопадаючу зовнішню характеристику (з ставленням струму короткого замикання до номінального струму робочого режиму 1,2-1,3) і ступінчасте регулювання зварювального струму, що дозволяє виконувати зварювання електродами діаметром 3,4 і 5 мм. Він однокорпусний, має малу масу та зручний для транспортування. Трансформатор ТМ-300-П має розділені обмотки, що дозволяє отримувати значний індуктивний опір для створення зовнішніх характеристик, що падають. Магнітопровід стрижневого типу набирається із холоднокатаної текстурованої сталі Е310, Е320, Е330 товщиною 0,35-0,5 мм. Електрична схема трансформатора наведено на рис. 4.

Первинна обмотка складається з двох котушок однакового розміру, повністю розміщених на одному стрижні магнітопроводу. Вторинна обмотка також складається з двох котушок, з яких одна - основна - розміщується на стрижні магнітопроводу разом з первинною обмоткою, а друга - реактивна - має три відпаювання і розміщується на іншому стрижні магнітопроводу.

Реактивна вторинна обмотка значно віддалена від первинної обмотки і має великі потоки розсіювання, що визначають підвищений індуктивний опір. Розмір зварювального струму регулюється перемиканням числа витків реактивної обмотки. Таке регулювання струму дозволяє збільшити напругу холостого ходу при малих струмах, забезпечуючи умови стійкого горіння зварювальної дуги.

Первинну обмотку виконують із мідного дроту з ізоляцією, а вторинну обмотку намотують шинкою. Обмотки просочують кремнійорганічним лаком ФГ-9, що дозволяє підвищувати температуру їх нагріву до 200 ° С. Магнітопровід з обмотками розміщується на візку з двома колесами. Для зварювання в монтажних умовах електродами діаметром 3 та 4 мм застосовують полегшений трансформатор ТСП-1. Трансформатор розрахований на короткочасну роботу при коефіцієнті завантаження поста менше 0,5 та електродах діаметром до 4 мм. Електрична схема та зовнішні характеристики такого трансформатора показані на рис. 5. Внаслідок великої відстані між первинною обмоткою А та вторинною обмоткою Б утворюються значні потоки магнітного розсіювання.

Падіння напруги за рахунок індуктивного опору обмоток забезпечує крутопадаючі зовнішні характеристики.

Регулювання зварювального струму ступінчасте, як і зварювальний трансформатор ТМ-300-П.

Для зменшення маси конструкція трансформатора виконана з високоякісних матеріалів – магнітопровід – з холоднокатаної сталі, а обмотки – з алюмінієвих проводів із теплостійкою скляною ізоляцією.

Технічні дані трансформатора ТСП-1 наведено у таблиці 1 .

Для зварювання в монтажних умовах випускаються також малогабаритні спрощені зварювальні трансформатори СТШ-250 з плавним регулюванням зварювального струму, розроблені Інститутом електрозварювання імені Є. О. Патона, і ТСП-2, розроблені Всесоюзним науково-дослідним інститутом електрозварювального обладнання.

Для виконання зварювальних робіт на різній висоті в монтажних умовах створено спеціальний зварювальний трансформатор ТД-304 на санках, обладнаний дистанційним регулюванням зварювального струму безпосередньо з робочого місця електрозварювальника.

Багатопостові та спеціальні зварювальні трансформатори

Для багатопостового зварюванняможе бути використаний будь-який зварювальний трансформатор типу СТЕ з жорсткою зовнішньою характеристикою за умови приєднання до кожного посту регулятора струму (дроселя) типу РСТ, що забезпечує зовнішню зовнішню характеристику.

Кількість постів, що підключається до багатопостового зварювального трансформатора, визначається за формулою

n=Iтр / Iп ּ K,

де n – кількість постів; Iтр - номінальний струм зварювального трансформатора; Iп – зварювальний струм посту; K - коефіцієнт завантаження, що дорівнює 0,6-0,8.

На рис. 1 показана електрична схема багатопостового зварювання від однофазного трансформатора з жорсткою характеристикою та регулятором струму типу РСТ.

Застосування багатопостових зварювальних трансформаторівдозволяє повніше використовувати потужність устаткування. Для багатопостового зварювання застосовують також трифазні трансформатори з паралельним живленням кількох зварювальних постів. Як видно із рис. 2 такий трансформатор має первинну обмотку 1, з'єднану «трикутником», і вторинну обмотку 2, з'єднану «зіркою». Фазова напруга (напруга між кульовим проводом і будь-якою з фаз) має бути 65-70 В. Регулювання зварювального струму та забезпечення падаючої характеристики на кожному зварювальному посту здійснюється за допомогою дроселів типу РСТ.

Багатопостові зварювальні трансформатори мають обмежене застосування. Трифазний зварювальний трансформатор може бути застосований для ручного дугового зварювання двома електродами (рис. 3). У цьому випадку забезпечується більша продуктивність зварювання, економиться електроенергія, більше косинус «фі», рівномірніше розподіляється навантаження між фазами. Регулятор струму такого трансформатора Тр складається з двох сердечників з повітряними зазорами, що регулюються. Дві обмотки регулятора 1 і 2 розташовані на одному сердечнику і включаються послідовно з електродами, обмотка 3 - на другому сердечнику і підключається до конструкції, що зварюється. При трифазному зварюванні горять за розглянутою схемою одночасно три дуги: дві між кожним з електродів 4, 5 і зварюваним виробом 6 і одна між електродами 4 і 5. Для припинення горіння дуги між електродами 4 і 5 передбачений магнітний контактор К, котушка якого включена паралельно 3 регулятори і розриває електричний ланцюг між електродами.

Паралельне включення однофазних зварювальних трансформаторів

Зварювальні трансформатори з'єднують на паралельну роботу з підвищення потужності джерела живлення. Для цього використовують два або кілька однотипних трансформаторів з однаковими зовнішніми характеристиками та первинними обмотками, розрахованими на одну й ту саму напругу. Підключення потрібно проводити до тих самих фаз мережі відповідних однойменних затискачів первинних обмоток трансформаторів, їх вторинні обмотки з'єднують також через однойменні затискачі.

Схема паралельного з'єднання однофазних зварювальних трансформаторів з дроселями типу СТЕ показано малюнку. При паралельному з'єднанні двох трансформаторів величина зварювального струму в ланцюзі зростає відповідно вдвічі в порівнянні з одним трансформатором. Відповідно до підключення на паралельну роботу трьох трансформаторів струм збільшується в 3 рази.

Необхідною умовою паралельної роботи трансформаторів є рівномірне розподілення між ними величини зварювального струму. Регулювати величину зварювального струму слід одночасно однаковим числом поворотів ручок всіх регуляторів або одночасним натисканням кнопок (наприклад, трансформаторах типу ТСД). Рівність навантажень між трансформаторами перевіряється амперметрами.

Осцилятори та імпульсні збудники дуги

Осцилятор- це пристрій, що перетворює струм промислової частоти низької напруги в струм високої частоти (150-500 тис. Гц) та високої напруги (2000-6000 В), накладення якого на зварювальний ланцюг полегшує збудження та стабілізує дугу при зварюванні.

Основне застосування осцилятори знайшли при аргно-дуговому зварюванні змінним струмом електродом металів малої товщини, що не плавиться, і при зварюванні електродами з низькими іонізуючими властивостями покриття. Принципова електрична схема осцилятора ОСПЗ-2М показано на рис. 1.

Осцилятор складається з коливального контуру (конденсатора С5, в якості індукційної котушки використовується рухома обмотка трансформатора ВЧТ і розрядника Р) і двох індуктивних котушок дросельних Др1 і Др2, що підвищує трансформатора ПТ, високочастотного трансформатора ВЧТ.

Коливальний контур генерує струм високої частоти і пов'язаний зі зварювальним ланцюгом індуктивно через високочастотний трансформатор, висновки вторинних обмоток якого приєднуються: один до заземленого затискача вивідної панелі, інший - через конденсатор С6 і запобіжник Пр2 другого затискача. Для захисту зварювальника від ураження електричним струмом у ланцюг включений конденсатор С6, опір якого перешкоджає проходженню струму високої напруги та низької частоти у зварювальний ланцюг. На випадок пробою конденсатора С6 ланцюг включений плавкий запобіжник Пр2. Осцилятор ОСПЗ-2М розрахований на підключення безпосередньо до двофазної або однофазної мережі напругою 220 В.

Мал. 1. : СТ - зварювальний трансформатор, Пр1, Пр2 - запобіжники, ДР1, ДР2 - дроселі, С1 - С6 - конденсатори, ПТ - трансформатор, що підвищує, ВЧТ - високочастотний трансформатор, Р - розрядник	Мал. 2. : Тр1 - трансформатор зварювальний, Др - дросель, Тр2 - трансформатор осцилятора, що підвищує, Р - розрядник, С1 - конденсатор контуру, С2 - захисний конденсатор контуру, L1 - котушка самоіндукції, L2 - котушка зв'язку

При нормальній роботі осцилятор рівномірно потріскує і за рахунок високої напруги відбувається пробій зазору іскрового розрядника. Величина іскрового зазору має бути 1,5-2 мм, яка регулюється стиском електродів регулювальним гвинтом. Напруга на елементах схеми осцилятора досягає кількох тисяч вольт, тому регулювання необхідно виконувати при відключеному осциляторі.

Осцилятори необхідно зареєструвати в місцевих органах інспекції електрозв'язку; при експлуатації стежити за його правильним приєднанням до силового та зварювального ланцюга, а також за справним станом контактів; працювати при одягненому кожусі; кожух знімати тільки під час огляду чи ремонту та при від'єднаній мережі; стежити за справним станом робочих поверхонь розрядника, а при появі нагару - зачистити їх наждачним папером. Осцилятори, у яких первинна напруга 65 В, підключати до вторинних затискачів зварювальних трансформаторів типу ТС, СТН, ТСД, СТАН не рекомендується, тому що в цьому випадку напруга в ланцюгу при зварюванні знижується. Для живлення осцилятора слід застосовувати силовий трансформатор, що має вторинну напругу 65-70 В.

Схема підключення осциляторів М-3 та ОС-1 до зварювального трансформатора типу СТЕ показана на рис.2. Технічні характеристики осциляторів наведено у таблиці.

Технічні характеристики осциляторів

Тип	Первинне Напруга, В	Вторинна напруга холостого ходу,	Споживана потужність, Вт	Габаритні розміри, мм	маса, кг
М-3 ОС-1 ОСЦН ТУ-2 ТУ-7 ТУ-177 ОСПЗ-2М	40 - 65 65 200 65; 220 65; 220 65; 220 220	2500 2500 2300 3700 1500 2500 6000	150 130 400 225 1000 400 44	350 x 240 x 290 315 x 215 x 260 390 x 270 x 310 390 x 270 x 350 390 x 270 x 350 390 x 270 x 350 250 х 170 х 110	15 15 35 20 25 20 6,5

Імпульсні збудники дуги

Це такі пристрої, які служать для подачі синхронізованих імпульсів підвищеної напруги зварювальну дугу змінного струму в момент зміни полярності. Завдяки цьому значно полегшується повторне запалювання дуги, що дозволяє зменшити напругу холостого ходу трансформатора до 40-50 В.

Імпульсні збудники застосовують тільки для дугового зварювання в середовищі захисних газів електродом, що не плавиться. Збудники з високого боку підключаються паралельно до мережі живлення трансформатора (380), а на виході - паралельно дузі.

Потужні збудники послідовного включення застосовують для зварювання під флюсом.

Імпульсні збудники дуги більш стійкі в роботі, ніж осцилятори, вони не створюють радіоперешкод, але через недостатню напругу (200-300 В) не забезпечують запалення дуги без зіткнення електрода з виробом. Можливі також випадки комбінованого застосування осцилятора для початкового запалення дуги та імпульсного збудника для підтримки подальшого стабільного горіння.

Стабілізатор зварювальної дуги

Для підвищення продуктивності ручного дугового зварювання та економічного використання електроенергії створено стабілізатор зварювальної дуги СД-2. Стабілізатор підтримує стійке горіння зварювальної дуги при зварюванні змінним струмом електродом, що плавиться шляхом подачі на дугу на початку кожного періоду імпульсу напруги.

Стабілізатор розширює технологічні можливості зварювального трансформатора і дозволяє виконувати зварювання на змінному струмі електродами УОНІ, ручне дугове зварювання електродом, що не плавиться, виробів з легованих сталей і алюмінієвих сплавів.

Схема зовнішніх електричних з'єднань стабілізатора показано на рис. 3 а, осцилограма стабілізуючого імпульсу - на рис. 3, б.

Зварювання із застосуванням стабілізатора дозволяє економніше використовувати електроенергію, розширити технологічні можливості застосування зварювального трансформатора, зменшити експлуатаційні витрати, ліквідувати магнітне дуття.

Зварювальний пристрій "Розряд-250". Цей пристрій розроблено на базі зварювального трансформатора ТСМ-250 та стабілізатора зварювальної дуги, що видає імпульси частотою 100 Гц.

Функціональна схема зварювального пристрою та осцилограма напруги холостого ходу на виході пристрою показано на рис. 4 а, б.

Мал. 3. : а - схема: 1 - стабілізатор, 2 - варильний трансформатор, 3 - електрод, 4 - виріб; б - осциллограма: 1 - стабілізуючий імпульс; 2 - напруга на вторинній обмотці трансформатора.	Мал. 4. а – схема пристрою; б - осцилограма напруги холостого ходу на виході пристрою

Пристрій «Розряд-250» призначений для ручного дугового зварювання змінним струмом електродами, що плавляться, будь-якого типу, у тому числі призначеними для зварювання на постійному струмі. Пристрій може використовуватися при зварюванні електродами, що не плавляться, наприклад, при зварюванні алюмінію.

Стійке горіння дуги забезпечується подачею на дугу на початку кожної половини періоду змінної напруги зварювального трансформатора імпульсу напруги прямої полярності, тобто збігається з полярністю зазначеної напруги.

Вихідними даними для такого розрахунку є: Р ном - номінальна короткочасна потужність трансформатора, ПВ ном - номінальна тривалість включення, U 1 - напруга в мережі, що живить машину, Е 2 - е. д. с. вторинної обмотки, а також межі та число ступенів регулювання. Р ном і Е 2 зазвичай задаються для випадку включення трансформатора на передостанньому щаблі, що при включенні на останньому найвищому ступені (Е 2 має максимальне значення) забезпечує деякий резерв потужності.

Розрахунок зварювального трансформатора починається з визначення розмірів осердя. Перетин осердя (см 2) визначається за формулою

де E 2- Розрахункова е. д. с. вторинної обмотки трансформатора в

f-Частота змінного струму (зазвичай 50 гц)

w 2- Число витків вторинної обмотки (один, рідше два);

У- максимальна допустима індукція в гаусах (ГС)

k- Коефіцієнт, що враховує наявність між тонкими сталевими листами, з яких збирається сердечник, ізоляції та повітряних зазорів.

Допустима індукція залежить від марки сталі. При використанні легованої трансформаторної сталі в трансформаторах контактного зварювання максимальна індукція зазвичай лежить в межах 14000 - 16000 гс.

При хорошому стягуванні сердечника з листів завтовшки 0,5 мм ізольованих лаком, k - 1,08; при паперовій ізоляції k може підвищитись до 1,12.

У броньовому трансформаторі, що має розгалужену магнітну ланцюг, розрахунковий переріз, отриманий за формулою, відноситься до центрального стрижня, що пропускає повний магнітний потік. Перетин інших ділянок магнітопроводу, що пропускають половинний потік, зменшується вдвічі.

Перетин кожного стрижня трансформатора зазвичай є прямокутником з відношенням сторін від 1:1 до 1:3.

Число витків первинної обмотки залежить від меж регулювання вторинної напруги трансформатора. Це регулювання в більшості випадків досягається зміною коефіцієнта трансформації шляхом включення більшої чи меншої кількості витків первинної обмотки. Наприклад, при первинному напрузі 220 і максимальному значенні Е 2 = 5 коефіцієнт трансформації дорівнює 44 і при одному витку вторинної обмотки первинна обмотка повинна мати 44 витка; при необхідності в зниженні Е 2 (у процесі регулювання потужності трансформатора) до 4 коефіцієнт трансформації зростає до 55, для чого потрібно 55 витків первинної обмотки. Зазвичай межі регулювання контактних машин (відношення E 2 max / E 2 min) змінюються від 1,5 до 2 (в окремих випадках ці межі ще ширші). Чим ширші межі регулювання трансформатора (чим менше E 2 min при незмінному значенні Е 2 max), тим більше витків повинна мати його первинна обмотка і тим більше витрата міді для виготовлення трансформатора. У зв'язку з цим ширші межі регулювання застосовуються в машинах універсального типу (це розширює можливість їх використання на виробництві) і більш вузькі - у спеціалізованих машинах, призначених для виконання певної зварювальної операції.

Знаючи величину Е 2 для номінального ступеня та межі регулювання, легко підрахувати повне число витків первинної обмотки за формулою

При двох витках вторинної обмотки отримане значення wl подвоюється.

Число ступенів регулювання потужності трансформатора для контактного зварювання зазвичай лежить у межах 6-8 (іноді воно збільшується до 16 і навіть 64). Число витків, що включаються на кожному ступені регулювання, підбирається таким чином, щоб відношення між е. д. с. для будь-яких двох суміжних щаблів було приблизно однаковим.

Перетин проводу первинної обмотки розраховується за тривалим струмом на номінальному ступені I l пр. Попередньо визначається короткочасний номінальний струм за формулою

Тривалий струм обчислюють за номінальним значенням ПВ%, користуючись формулою або графіком на фіг, 128. Перетин дроту обчислюється за формулою

де j lnp - допустима тривала густина струму в первинній обмотці. Для мідних дротів первинної обмотки з природним (повітряним) охолодженням j lnp = 1,4 - 1,8 а/мм 2 . При щільному приляганні первинної обмотки до елементів вторинного витка, мають інтенсивне водяне охолодження, щільність струму в первинній обмотці може бути істотно підвищена (до 2,5 - 3,5 а/мм 2) за рахунок кращого їх охолодження. Як зазначалося вище, переріз витків первинної обмотки, що включаються лише на низьких щаблях регулювання (при відносно малому струмі), може бути зменшено порівняно з перетином витків, що пропускають максимальний струм, при включенні на останньому ступені. Необхідний переріз вторинного витка визначається тривалим струмом I 2пр у вторинному ланцюзі машини. Приблизно I 2пр = n * I 1пр,

де n - коефіцієнт трансформації на номінальному ступені включення трансформатора. Перетин вторинного витка дорівнює

Залежно від конструкції і способу охолодження в мідному вторинному витку можуть бути допущені наступні щільності струму: в гнучкому витку, що неохолоджується, набраному з мідної фольги,- 2,2 а/мм 2 ; у витку з водяним охолодженням - 3,5 а/мм 2 ; в неохолоджуваному жорсткому витку-1,4-1,8 а/мм 2 . Зі збільшенням щільності струму зменшується вага міді, але зростають втрати в ній і знижується к. п. д. трансформатора.

Число витків первинної та вторинної обмоток трансформатора та їх перерізу (з урахуванням розміщення ізоляції) визначають розміри та форму вікна в сердечнику трансформатора, в якому мають розміститися елементи обмоток. Це вікно зазвичай проектується із ставленням сторін від 1:1,5 до 1:3. Витягнута форма вікна дозволяє розмістити обмотки, не вдаючись до великої висоті котушок, що веде до збільшення витрати міді у зв'язку з помітним подовженням зовнішніх витків обмотки. Розміри вікна і раніше знайдені перерізи стрижнів осердя повністю визначають форму останнього.

Наступним етапом розрахунку трансформатора є визначення його струму холостого ходу. Для цього попередньо підраховується вага сердечника та визначаються активні втрати енергії в ньому Р ж. Далі активна складова струму холостого ходу обчислюється за формулою

А його реактивна складова (намагнічуючий струм) - за формулою . Сумарний струм холостого ходу визначається як довжина гіпотенузи у прямокутному трикутнику

Робота зварювального трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Режим холостого ходу трансформатора встановлюють при розімкнутій вторинній обмотці в момент підключення первинної обмотки до мережі змінного струму з напругою U1.

Робота трансформатора

При цьому первинною обмоткою йде струм I1, який створює змінний магнітний потік Ф1. Цей потік індукує у вторинній обмотці змінну напругу U2. Оскільки ланцюг вторинної обмотки розімкнуто, струм у ній не йде I2 = 0 і жодних витрат енергії у вторинному ланцюзі немає. Тому вторинне напруження на холостому ходу максимально і цю величину називають напругою холостого ходу U2 = Uхх.
Відношення напруг первинної та вторинної обмоток при холостому ході називають коефіцієнтом трансформації К. Він також дорівнює відношенню чисел витків первинної обмотки w1 і вторинної обмотки w2:

У зварювальних трансформаторах мережна напруга 220 В або 380 В перетворюється на нижчу напругу холостого ходу U2 = Uхх = 60...80 В.
Режим навантаження встановлюють завдяки замиканню ланцюга вторинної обмотки під час запалювання дуги. При цьому під дією напруги U2 у вторинній обмотці та дузі з'являється струм I2 = Iсв. Цей струм у сердечнику створює змінний магнітний потік, який прагне зменшити величину потоку, створюваного первинною обмоткою Ф1. Протидіючи цьому, сила струму первинної обмотці збільшується. Збільшення споживання енергії в первинній обмотці має дорівнювати збільшенню віддачі енергії дуги вторинною обмоткою відповідно до закону збереження енергії.
Напруга у вторинній обмотці трансформатора при навантаженні дорівнює:

де Uд - падіння напруги на дузі; XL – індуктивний опір зварювального контуру.
Омічне опір зварювального контуру R, включаючи виліт електрода, значно менше індуктивного опору ХL. З цієї причини при розрахунку U2 величиною R нехтуємо.
Частина магнітного потоку Фр шляхом від первинної обмотки до вторинної розсіюється у просторі. Магнітний потік розсіювання тим більше, чим більша відстань між обмотками.
В результаті вторинну обмотку пронизує магнітний потік Ф2. Падаюча зовнішня вольтамперна характеристика зварювального трансформатора виходить завдяки зміні величини розсіювання магнітного потоку Фр.
У цьому напруга дуги Uд зменшується Uд = U2 – Iсв·XL зі збільшенням сили зварювального струму Iсв і індуктивного опору XL.
Як показано нижче, регулювати трансформатор можна:
змінюючи індуктивний опір зварювального трансформатора XL,
змінюючи напругу холостого ходу Uхх.

Регулювання сили зварювального струму Iсв, сили струму короткого замикання Iкз та напруги холостого ходу Uхх трансформатора

Перший спосіб поширений і дозволяє плавно регулювати зварювальний струм. Другий спосіб застосовують як додатковий. Як правило, трансформатор має одну або дві фіксовані величини Uхх і Uхх. Uхх отримують, встановлюючи додаткові секції в первинній або вторинній обмотках. При величині напруги холостого ходу Uхх, як і при Uхх, можна плавно регулювати індуктивний опір ХL, а отже - зварювальний струм Iсв і струм короткого замикання Iкз.
Плавне дводіапазонне регулювання струму дозволяє зменшити масу та габарити трансформатора. Для отримання діапазону великих струмів обидві котушки первинної та вторинної обмоток включаються попарно паралельно, як показано нижче. Для отримання діапазону малих струмів котушки первинної та вторинної обмоток включаються послідовно.

Конструктивна схема зварювального трансформатора з рухомими котушками вторинної обмотки

Регулювання зварювального струму Iсв (як і Iкз) при постійній напрузі холостого ходу трансформатора Uхх можливе лише за рахунок зміни індуктивного опору.
У існуючих конструкціях трансформаторів регулювання індуктивного опору вторинного ланцюга може бути виконане:
зміною відстані між первинною та вторинною обмотками;
зміною зазору магнітопроводу дроселя, виконаного окремо від трансформатора.
Перший варіант цікавий простою та надійною конструкцією. Однак якщо зварювати необхідно на відстані 10...40 метрів від трансформатора, то окремий регулятор завжди буде під рукою у зварювальника. Такий регулятор важить значно менше трансформатора, тому його легко переміщати.
При короткому замиканні електрод стосується виробу Uд = 0. Напруга у вторинній обмотці U2 = Iкз XL. Звідси

Небезпечним в електромережі вважається напруга понад 36 вольт. Вторинна напруга холостого ходу зварювальних трансформаторів досягає 80 вольт і при проведенні електрозварювальних робіт зварювальник може отримати електротравму а в сирих приміщеннях і з летальним кінцем.

Вторинна напруга холостого ходу в процесі зварювання знижується за крутопадаючою навантажувальною характеристикою.
Використання засобів первинного захисту під час зварювальних робіт, у вигляді гумових рукавичок і бот створюють додаткові незручності і не завжди захищають від ураження електрострумом.

Застосування зварювальних апаратів з низькою напругою вторинного ланцюга призведе до нестійкого запалення зварювальної дуги, тривалість часу запалення не менше 20 мсек - не нижче за час зіткнення зварювального електрода з виробом. Практично всі заводські зварювальні трансформатори мають напругу холостого ходу в межах 80 вольт та робочу напругу 36-46 вольт змінного струму при максимальному струмі зварювальної дуги.
Використання стаціонарних пристроїв для зниження напруги холостого ходу зварювальних апаратів у переносному варіанті неможливе з низки причин: великі габарити і вага, обов'язкове вторинне заземлення, збої в роботі від нечіткого включення при застосуванні релейної комутації.

Цілі пристрою:
Зменшити вторинну напругу зварювального апарату можливо простими методами:
1. Встановити в первинний ланцюг резистор – реостат з плавним регулюванням опору. Недолік такого пристрою – великі габарити та втрати електроенергії на нагрівання опору, неможливість автоматично підтримувати напругу вторинного ланцюга в заданих межах.
2. Позбутися теплових втрат можна другим методом - живленням первинної обмотки через розділовий конденсатор, недолік такого включення полягає в тому, що за певних умов створюється резонанс напруг та їх майже дворазове зростання на конденсаторі та обмотках трансформатора.
Це може призвести до виходу з експлуатації цих елементів і навіть спалаху.
3.Третій спосіб зниження напруги холостого ходу простий по реалізації, але вимагає додаткових витрат на виконання схеми обмеження холостого ходу зварювального апарату, дозволяє підтримувати вторинну напругу на безпечному рівні скільки завгодно тривалий час, автоматично майже миттєво запалює дугу при будь-якому стані поверхні металу, що зварюється. .

Характеристики пристрою:
Напруга електромережі -220/380 Ст.
Потужність зварювального апарату – не обмежена.
Зварювальний струм – не обмежений.
Напруга холостого ходу зварювального ланцюга – 16-36 Вольт змінного струму.
Напруга запалювання зварювальної дуги -80-120 вольт.
Час запалення зварювальної дуги 8-16 мсек.
Частота мережі 50 Гц.
Економія електроенергії за ПВ 30% до 62 %.
Регулювання струму 36%.

Цілі використання пристрою:
1) захист персоналу при виробництві зварювальних робіт у небезпечних промислових та побутових умовах
2) зниження напруги зварювального ланцюга до допустимих меж
3) обмеження завантаження електромережі струмами холостого ходу
4) зниження температури зварювального трансформатора під час роботи
5) покращення якості зварювання за рахунок можливого регулювання зварювального струму та стійкого запалення дуги
6) економія електроенергії, що витрачається агрегатом на холостий хід.

Принцип роботи пристроюполягає в попередньому обмеженні напруги холостого ходу зварювального ланцюга, автоматичного, стійкого, запалення зварювальної дуги, шляхом короткочасної подачі підвищеної напруги у зварювальний ланцюг та підтримання зварювального струму у встановлених межах.

Схема пристроюобмеження холостого ходу зварювального апарату складається з бюджетного силового зварювального трансформатора Т 3 (Рис.1) з ланцюгами захисту FU1 та комутації SA1 первинного ланцюга та елементів вторинного ланцюга – діодного мосту VD 7, дроселя L 1 та конденсатора фільтра C7.
У розрив первинного ланцюга зварювального трансформатора включений потужний симістор VS1 з ланцюгами захисту від перешкод С6, R15.

У вторинному ланцюзі зварювального трансформатора Т3 встановлений трансформатор струму Т2 для зняття сигналу зворотного зв'язку, необхідного для запуску схеми регулювання зварювального струму.
Для гальванічного розв'язування схеми блоку управління від небезпечного впливу електромережі, живлення електронної схеми виконано через силовий трансформатор Т1, а керування симістором VS1 відбувається через диністорну оптопару DA2, включену в колекторний ланцюг підсилювача на транзисторі VT2. Світлодіодний індикатор HL1 показує робочий стан пристрою.

Програмований аналоговий таймер на мікросхемі DA1 дозволяє встановити необхідні режими роботи пристрою за часом.
Вхідний підсилювач сигналу зворотного зв'язку на транзисторі VT1 дозволяє попередньо посилити слабкий сигнал рівня достатнього для перемикання таймера в робочий режим, з відпрацюванням функцій - обмеження напруги холостого ходу, імпульсного запалювання зварювальної електродуги і установки робочого струму в залежності від перерізу зварювального електрода.

При проходженні зварювального струму на обмотці (1) трансформатора струму Т2 виникає невелика напруга, яка після випрямлення діодним мостом VD4 згладжується конденсатором С4 та стабілізується на рівні трьох вольт стабілізатором VD3. З установочного резистора R7 через зворотний діод VD2 напруга зворотного зв'язку надходить на вхід попереднього підсилювача на транзисторі VT1. Коефіцієнт посилення залежить від властивостей транзистора та номіналів резисторів R1, R2, R3. Початкова напруга на колекторі величиною 2/3 Uп забороняє запуск таймера DA1, а за наявності вхідного сигналу зворотного зв'язку транзистор VT1 миттєво перемикається і напруга на колекторі знижується до 1/3 Uп, що створює умови для запуску таймера. Конденсатор С2 покращує умови перемикання та затримує відключення на частки секунди при розриві зварювального електрода, захищаючи від втрати дуги.

Низький рівень на вході 2DA1 нижнього компаратора таймера, що знаходиться в стані мультивібратора, що чекає, дозволяє його роботу і на виході (3) з'являється високий рівень.
Очікуючий мультивібратор на таймері починає генерувати на виході імпульс прямокутної напруги тривалістю Т1=1,1 (R4+R5) C1, після закінчення цього процесу і досягнення напруги на конденсаторі величини 2/3U спрацьовує верхній компаратор по входу (6) DA1, вихід мікросхеми перемикається в нульовий стан, внутрішній транзистор таймера відкриється та розрядить конденсатор С1 з часом Т2 = С1R6. За наявності сигналу зворотний зв'язок процес генерування прямокутних імпульсів продовжиться.

Живлення мікросхеми та попереднього підсилювача виконано від параметричного стабілізатора на стабілітроні VD1 та обмежувальному резисторі R8.
Імпульси позитивної полярності через резистор R9 з 3 виходу DA1 таймера надходять на базу VT2 підсилювача на транзисторі, а резисторами R7 встановлюється напруга холостого ходу вторинної обмотки зварювального трансформатора.
Транзистор VT2 з частотою, визначеною параметрами зовнішніх елементів таймера DA1 через оптопару DA2, відкриває симістор VS1 в обох полярностях змінного струму мережі.

Радіодеталі у схемі встановлені заводського виконання: резистори МЛТ -0,125 або С-29 -0,12, резистор R16 потужністю не менше двох ват. Конденсатори типу КМ та К50. Транзистори зворотної провідності з коефіцієнтом посилення не менше -100 типу КТ315 і КТ815Б відповідно зі схемою. Замість таймера DA1 можна встановити аналог серії 555 чи 7555.

Тип застосовуваного симістора залежить від зварювального трансформатора. Трансформатор струму Т2 типу ТК 20-100/5.
Трансформатор живлення Т1-ТПП-112 на напругу 8-10 вольт і струм не менше 100 мА, потужністю 8-15 ват.
Плата пристрою обмеження холостого ходу зварювального трансформатора встановлена ​​в корпусі відповідного розміру, окремо розміщений трансформатор струму Т2, можливий варіант встановлення пристрою поза корпусом зварювального апарату.

Налагодження пристроюпочинають із контролю напруги на резисторі R8. Верхній вихід резистора R7 попередньо від схеми відключити. Резистором R5 при тимчасово замкнутих висновках 2,6 DA1 встановити вторинну напругу зварювального трансформатора не нижче 16 вольт і не вище 36 вольт залежно від умов експлуатації. Далі замкнувши зварювальний ланцюг електродом діаметром 3 мм встановити резистором R7 момент перемикання таймера DA1 підвищення яскравості контрольного світлодіода HL1 і появу повної напруги на вторинній обмотці трансформатора Т3. Резистор R4 виконує регулювання зварювального струму в невеликих межах. Схема пристрою виконана на платі розмірами 140*35 мм з одностороннього фольгованого склотекстоліту.

Література:
1.С.Замкова. Обмежувач напруги зварювального трансформатора. "Радіо" №8,1984 р. стор.55-56.

Список радіоелементів

Позначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка	Магазин	Мій блокнот
DA1	Програмований таймер та осцилятор	NE555	1	КР1006ВІ11		До блокноту
VT1	Біполярний транзистор	КТ3102Б	1			До блокноту
VT2	Біполярний транзистор	КТ972А	1			До блокноту
VD1	Стабілітрон	КС210Б	1			До блокноту
VD2	Стабілітрон	КС512Б	1			До блокноту
VD3	Стабілітрон	КС133А	1			До блокноту
VD4-VD6	Діодний міст	КЦ407А	3			До блокноту
VD7	Діод	Д160	4			До блокноту
VS1	Тиристор & Сімістор	ТС132-40-12	1			До блокноту
DA2	Оптопара	АОУ103В	1			До блокноту
С1, С3	Конденсатор	0.01 мкф	2			До блокноту
С2		1 мкФ	1			До блокноту
С4	Електролітичний конденсатор	10 мкФ	1			До блокноту
С5	Електролітичний конденсатор	470 мкФ 50 В	1			До блокноту
С6	Конденсатор	1 мкф 600 В	1			До блокноту
С7	Електролітичний конденсатор	10000 мкФ 100 В	1			До блокноту
С7	Конденсатор	0.1 мкФ 600 В	1			До блокноту
R1	Резистор	16 ком	1			До блокноту
R2	Резистор	1 МОм	1			До блокноту
R3	Резистор	1.2 ком	1			До блокноту
R4	Резистор	3.6 ком	1			До блокноту
R5	Змінний резистор	220 ком	1			До блокноту
R6	Резистор	120 Ом	1			До блокноту
R7	Підстроювальний резистор	3.3 ком	1			До блокноту
R8	Резистор	910 Ом	1			До блокноту
R9	Резистор	560 Ом	1			До блокноту
R10	Резистор	470 ком	1			До блокноту
R11	Підстроювальний резистор	510 ком	1

Зварювальні трансформатори по фазності електричного струму поділяються на однофазні та трифазні, а за кількістю постів - на однопостові та багатопостові. Однопостовий трансформаторслужить для живлення зварювальним струмом одного робочого місця та має відповідну зовнішню характеристику.
Багатопостовий трансформаторслужить для одночасного живлення кількох зварювальних дуг (зварювальних постів) та має жорстку характеристику. Для створення стійкого горіння зварювальної дуги та забезпечення падаючої зовнішньої характеристики у зварювальний ланцюг дуги включають дросель. Для дугового зварювання зварювальні трансформатори поділяються за конструктивними особливостями на дві основні групи:
трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням, конструктивно виконані у вигляді двох окремих апаратів (трансформатор та дросель) або в єдиному загальному корпусі;
трансформатори з розвиненим магнітним розсіюванням, що конструктивно розрізняються за способом регулювання (з рухомими котушками, з магнітними шунтами, зі ступінчастим регулюванням).
У СРСР знайшли застосування трансформатори обох груп, а за останні роки переважно трансформатори в однокорпусному виконанні з розвиненим магнітним розсіюванням та магнітними шунтами.
Трансформатори із нормальним магнітним розсіюванням.
Трансформатори із окремим дроселем.Жорстка зовнішня характеристика такого трансформатора виходить за рахунок незначного магнітного розсіювання та малого індуктивного опору обмоток трансформатора. Падаючі зовнішні характеристики створюються дроселем, що має великий індуктивний опір.
Технічні дані трансформаторів СТЕ-24У та СТЕ-34У з дроселями наведені в табл. 23.

Таблиця 23

Технічні характеристики зварювальних трансформаторів

Продовження табл. 23

Трансформатори типу СТН із вбудованим дроселем.За цією конструктивною схемою виконані трансформатори СТН-500 і СТН-500-1 для ручного дугового зварювання та трансформатори з дистанційним керуванням ТСД-500, ТСД-2000-2, ТСД-1000-3 та ТСД-1000-4 для автоматичної та під флюсом. Технічні дані зазначених трансформаторів наведено у табл. 23.
Схема конструкції трансформатора типу СТН системи академіка В. П. Нікітіна та його зовнішні статичні характеристики показані на рис. 58. Магнітне розсіювання та індуктивний опір обмоток ( 1 і 2 ) трансформатора невеликі, зовнішня характеристика жорстка. Падаюча характеристика створюється за рахунок реактивної обмотки 3 , Що створює індуктивний опір. Верхня частина магнітопроводу є одночасно і частиною осердя дроселя.

Величина зварювального струму регулюється переміщенням рухомого пакета 4 (Гвинтовим механізмом за допомогою рукоятки 5 ). Напруга холостого ходу цих трансформаторів 60 - 70 в, а номінальна робоча напруга Uном = 30 в. Незважаючи на об'єднаний магнітопровід, трансформатор та дросель працюють незалежно один від одного. У електротехнічному відношенні трансформатори типу СТН не відрізняються від трансформаторів з окремими дроселями типу сте.
Для автоматичного та напівавтоматичного зварювання застосовують трансформатори типу ТСД. Загальний вигляд конструкції трансформатора ТСД-1000-3 та його електрична схема показані на рис. 59 та 60.

Трансформатори типу ТСД мають підвищену напругу холостого ходу (78 – 85 в), необхідне для стабільного збудження та горіння зварювальної дуги при автоматичному зварюванні під флюсом.
Зовнішня характеристика трансформатора, що падає, створюється реактивною обмоткою 4 . Трансформатор типу ТСД має спеціальний електропривод для дистанційного регулювання зварювального струму. Для включення приводного синхронного трифазного електродвигуна ДП з понижувальним черв'ячним редуктором служать два магнітні пускачі ПМБ і ПММ, керовані кнопками. Переміщення рухомої частини пакета магнітопроводу обмежується кінцевими вимикачами ВКБ та ВКМ.
Трансформатори мають фільтри для придушення радіоперешкод. Крім застосування для автоматичного та напівавтоматичного зварювання під флюсом, трансформатори ТСД-1000-3 та ТСД-2000-2 застосовуються як джерело живлення для термічної обробки зварних з'єднань з легованих та низьколегованих сталей.
Трансформатори із розвиненим магнітним розсіюванням. Трансформатори типу ТЗ та ТСКє пересувними понижувальними трансформаторами стрижневого типу з підвищеною індуктивністю розсіювання. Вони призначені для ручного дугового зварювання та наплавлення, можуть застосовуватися для зварювання під флюсом тонкими дротиками. У трансформаторах типу ТСК паралельно первинній обмотці підключений конденсатор підвищення коефіцієнта потужності.
Трансформатори типу ТС, ТСК немає рухливих сердечників, схильних до вібрації, тому вони працюють майже безшумно. Регулювання зварювального струму здійснюється зміною відстані між рухомою Iта нерухомий IIкотушками (рис. 61, в). При видаленні рухомої котушки від нерухомої збільшуються магнітні потоки розсіювання та індуктивний опір обмоток. Кожному положенню рухомий котушки відповідає своя зовнішня характеристика. Чим далі знаходяться один від одного котушки, тим більше магнітних силових ліній буде замикатися через повітряні простори, не захоплюючи другий обмотки, і тим крутіше буде зовнішня характеристика. Напруга холостого ходу у трансформаторах цього типу при зрушених котушках на 1,5 - 2 вбільше від номінального значення (60 - 65 в).

Конструкція трансформатора ТС-500 та зовнішні вольт-амперні характеристики показані на рис. 61, а, б. Технічні дані трансформаторів ТЗ та ТСК наведено у табл. 23.
Трансформатори з магнітними шунтами типу СТАН, ОСТА та СТШ.
Розроблені Інститутом електрозварювання імені Є. О. Патона зварювальні трансформатори типу СТШ-500 (А-760) мають високі експлуатаційні показники та великий термін служби порівняно з трансформаторами типу ТС, ТСК, ТД.
Трансформатор СТШ стрижневого типу, однофазний, виконаний в однокорпусному виконанні та призначений для живлення електричної зварювальної дуги змінним струмом частотою 50 гцпри ручному дуговому зварюванні, різанні та наплавленні металів. На рис. 62 показано схему трансформатора СТШ-500.

Магнітопровід (сердечник трансформатора) виготовляється з електротехнічної сталі Е42 товщиною 0,5 мм. Сталеві листи з'єднують ізольованими шпильками.
Котушки первинної обмотки трансформатора виконані із ізольованого алюмінієвого дроту прямокутного перерізу, а вторинної - із голої алюмінієвої шини, між витками якої прокладають азбестові прокладки, призначені для ізоляції витків від короткого замикання.
Регулятор струму складається із двох рухомих магнітних шунтів, розташованих у вікні магнітопроводу. Обертанням гвинта за годинниковою стрілкою шунти розсуваються, а проти годинникової - зсуваються, відбувається плавне регулювання зварювального струму. Чим менша відстань між шунтами, тим менший зварювальний струм, і навпаки. Шунти виготовляють із тієї ж електротехнічної сталі, що й мапштопровід.
Для зниження перешкод радіоприймальних пристроїв, що виникають при зварюванні, застосовують ємнісний фільтр із двох конденсаторів типу КБГ-І. Конденсатори змонтовані на боці високої напруги.
В даний час створено низку нових переносних джерел живлення зварювальної дуги змінним струмом. малогабаритні трансформатори. Прикладами таких трансформаторів є, наприклад, монтажні трансформатори ТМ-300-П ТСП 1 і ТСП-2.
Монтажний трансформатор ТМ-300-П призначений для живлення зварювальної дуги при однопостовому дуговому зварюванні на монтажних, будівельних та ремонтних роботах. Трансформатор забезпечує крутопадаючу зовнішню характеристику (з ставленням струму короткого замикання до струму номінального робочого режиму 1,2 - 1,3) та ступінчасте регулювання зварювального струму, що дозволяє виконувати зварювання електродами діаметром 3, 4 та 5 мм. Він однокорпусний, має малу вагу та зручний для транспортування. Трансформатор ТМ-300-П має розділені обмотки, що дозволяє отримувати значний індуктивний опір для створення зовнішніх характеристик, що падають. Магнітопровід стрижневого типу набирається з текстурованої холоднокатаної сталі Е310, Е320, Е330 товщиною 0,35 - 0,5 мм. Електрична схема трансформатора наведено на рис. 63.

Первинна обмотка складається з двох котушок однакового розміру, повністю розміщених на одному стрижні магнітопроводу. Вторинна обмотка також складається з двох котушок, з яких одна - основна - розміщується на стрижні магнітопроводу разом з первинною обмоткою, а друга - реактивна - має три відпаювання і розміщується на іншому стрижні магнітопроводу.
Реактивна вторинна обмотка значно віддалена від первинної обмотки і має великі потоки розсіювання, що визначають підвищений індуктивний опір. Розмір зварювального струму регулюється перемиканням числа витків реактивної обмотки. Таке регулювання струму дозволяє збільшити напругу холостого ходу при малих струмах, забезпечуючи умови стійкого горіння зварювальної дуги.
Первинну обмотку виконують із мідного дроту з ізоляцією, а вторинну обмотку намотують шинкою. Обмотки просочують кремнійорганічним лаком ФГ-9, що дозволяє підвищувати температуру їх нагріву до 200 ° С. Магнітопровід з обмотками розміщується на візку з двома колесами. Для зварювання в монтажних умовах електродами діаметром 3 та 4 ммзастосовують полегшений трансформатор ТСП-1. Трансформатор розрахований на короткочасну роботу при коефіцієнті завантаження поста менше 0,5 та електродах діаметром до 4 мм. Електрична схема та зовнішні характеристики такого трансформатора показані на рис. 64. Внаслідок великої відстані між первинною обмоткою Ата вторинною обмоткою Бутворюються значні потоки магнітного розсіювання. Падіння напруги за рахунок індуктивного опору обмоток забезпечує крутопадаючі зовнішні характеристики.

Регулювання зварювального струму ступінчасте, як і зварювальний трансформатор ТМ-300-П.
Для зменшення ваги конструкція трансформатора виконана з високоякісних матеріалів – магнітопровід – з холоднокатаної сталі, а обмотки – з алюмінієвих проводів із теплостійкою скляною ізоляцією.
Технічні дані трансформатора ТСП-1 наведено у табл. 23.
Для зварювання в монтажних умовах випускаються також малогабаритні спрощені зварювальні трансформатори СТШ-250 з плавним регулюванням зварювального струму, розроблені Інститутом електрозварювання імені Є. О. Патона, і ТСП-2, розроблені Всесоюзним науково-дослідним інститутом електрозварювального обладнання. Основні технічні дані цих трансформаторів наведено у табл. 24.

Таблиця 24

Технічні характеристики трансформаторів СТШ-250 і ТСП-2

Для виконання зварювальних робіт на різній висоті в монтажних умовах створено спеціальний зварювальний трансформатор ТД-304 на санках, обладнаний дистанційним регулюванням зварювального струму безпосередньо з робочого місця електрозварювальника. Основні технічні дані такого трансформатора, порівняно з трансформатором ТС-300, наведені в табл. 25.

Таблиця 25

Технічні характеристики трансформаторів ТД-304 та ТС-300