Балластное сопротивление для сварки

На сегодняшний день регулировка тока сварочного аппарата может выполняться различными методами. Однако чаще всего используется метод регулировки тока при помощи предусмотренного на выходе повторной обмотки балластного сопротивления. Данный метод не только надежен и прост в реализации, но и эффективен, так как таким образом можно улучшить внешнюю характеристику трансформаторного аппарата и увеличить крутизну падения. В исключительных случаях подобные сопротивления используются только для того, чтобы исправить жесткую характеристику устройства для сварки.

Сварочный аппарат — одно из самых необходимых устройств в домашней мастерской.

Элементы, которые понадобятся для изготовления регулятора тока сварочного аппарата:

  • шнур;
  • стальная пружинка;
  • нихромовая проволока;
  • резисторы;
  • переключатель;
  • катушка;
  • схема регулятора тока сварочного аппарата.

Использование балластного сопротивления в качестве регулятора тока

Схема регулятора тока.

Величина балластного сопротивления для регулятора тока сварки составляет приблизительно 0,001 Ом. Данная величина чаще всего подбирается экспериментальным путем. Для получения балластного сопротивления часто используются сопротивления проволок большой мощности, которые применяются в подъемных приспособлениях и троллейбусах. Также данные элементы используются для отрезки спиралей ТЭНа и элементов высокоомной проволоки большой толщины. Уменьшить ток можно даже при помощи растянутой стальной пружинки для двери. Подобное сопротивление можно включить стационарно или таким образом, чтобы в дальнейшем возможно было сравнительно легко регулировать ток сварки. Один конец данного сопротивления нужно подключить к выходу трансформаторной конструкции, другой конец провода сварки следует оборудовать отдельными приспособлениями для зажима, которые смогут перекидываться по длине спирали сопротивления для выбора необходимого тока.

Можно использовать нихромовую проволоку диаметром 4 мм и длиной 8 м в качестве балластного сопротивления. Проволока может иметь и небольшой диаметр, в таком случае длина тоже должна быть соответствующей. Однако чем меньше длина, тем больше проволока нагревается. Обязательно следует это учитывать.

В качестве балластного сопротивления можно использовать нихромовую проволоку.

Большая часть резисторов из проволок высокой мощности изготавливается в виде открытых спиралей, которые смонтированы на каркас длиной до 0,5 м. В таких случаях в спирали сматываются и проволоки из ТЭНа. Если резисторный элемент, изготовленный из магнитных сплавов, скомпоновать со спиралью или с какими-нибудь элементами из стали, в процессе прохождения значительных токов спираль начнет чрезмерно вибрировать. Следует понимать, что спираль является тем же соленоидом, а существенные токи сварки создают магнитные поля большой мощности. Снизить воздействие вибраций возможно путем растягивания спирали и закрепления ее на прочном основании.

Проволоку можно согнуть и змейкой, чтобы уменьшить размеры изготовленного резисторного элемента. Сечение материала резистора, который проводит ток, нужно подбирать большое, потому что в процессе работы оборудование будет сильно нагреваться. Проволока недостаточной толщины будет сильно раскаляться, однако использовать ее для регулировки тока аппарата для сварки можно достаточно эффективно. Следует понимать, что в процессе нагревания свойства материала могут сильно измениться, потому сложно судить о значении сопротивления подобного резистора из проволоки.

Использование реактивного сопротивления для регулировки тока

Основные части сварочного аппарата.

В промышленных устройствах для сварки регулировка тока при помощи использования активных сопротивлений не пользуется популярностью в связи с громоздкостью и перегревом используемых элементов. Однако достаточно часто применяется реактивное сопротивление — использование дросселя во вторичной цепочке. Дроссели могут иметь различную конструкцию. Часто они объединяются с магнитным проводом трансформаторной конструкции в единое целое. Однако они изготовлены так, что их индуктивность и сопротивление можно регулировать путем перемещения элементов магнитного провода. В данном случае дроссель также будет улучшать процесс горения дуги.

Читайте также:  Как снимать показатели счетчика электроэнергии

Регулировка тока во второстепенной цепочке трансформаторной конструкции для сварки связана с некоторыми проблемами. Через приспособление для регулировки будут проходить значительные токи, что может привести к громоздкости. Другим недостатком является переключение. Для второстепенной цепочки достаточно сложно подобрать распространенные переключатели подходящей мощности, которые смогут выдерживать ток до 200 А. В цепочке начальной обмотки токи приблизительно в 5 раз меньше, поэтому переключатели для них подобрать довольно просто. Последовательно с начальной обмоткой можно будет включить балластные сопротивления. Однако в данном случае сопротивление резисторных элементов должно быть намного большим, чем в цепочке повторной обмотки.

В качестве источников питания для сварочного аппарата используются специальные аккумуляторы.

Следует знать, что батарейка сопротивлением 8 Ом из нескольких приспособлений ПЭВ-50 100, которые соединены друг с другом параллельно, сможет снизить выходной ток в 2-3 раза. В этом случае все будет зависеть от трансформаторной конструкции. Можно подготовить несколько батареек и смонтировать переключатель. Если в наличии нет переключательного элемента большой мощности, то можно использовать несколько выключателей.

В процессе включения балластного сопротивления в начальной цепочке будет утеряна выгода, которую придаст сопротивление во второстепенной цепочке. Улучшения падающего параметра трансформаторной конструкции не произойдет. Однако при этом к негативным последствиям в горении дуги резисторы, которые включены по высокому напряжению, не приведут. Если трансформаторная конструкция хорошо сваривает без них, то она будет варить и с дополнительным сопротивлением в начальной обмотке.

При работе на холостом ходу трансформаторное устройство потребляет маленький ток, следовательно его обмотка имеет существенное сопротивление. Поэтому 2-5 Ом не будут сказываться на выходном напряжении холостого хода.

Установка дросселя для регулировки тока

Схема сварочного аппарата.

Вместо резисторных элементов, которые могут перегреваться в процессе работы, в цепочку начальной обмотки можно смонтировать реактивное сопротивление — дроссель. Данная схема может использоваться исключительно в том случае, если нет других приспособлений для снижения мощности. Включение подобного сопротивления в цепочку высокого напряжения сильно снизит напряжение холостого хода трансформаторной конструкции. Падение напряжения происходит у регулирующих устройств со сравнительно большим током холостого хода — 2-4 А. В случае небольшого использования тока падения напряжения происходить не будет. Дроссель, который включен в начальную обмотку трансформаторного устройства, приведет к незначительному ухудшению параметров сварки трансформаторной конструкции, однако его все равно можно будет использовать. В данном случае все будет зависеть от свойств используемого трансформаторного устройства. На некоторых устройствах сварки встраивание дросселя в основную цепочку трансформаторной конструкции сказываться не будет.

В качестве дросселя устройства, для того чтобы регулировать ток, можно применить повторную обмотку имеющейся трансформаторной конструкции, которая рассчитывается на выход порядка 40 В. Мощность приспособления должна составлять приблизительно 250-300 Вт. В таком случае ничего изменять не нужно будет. Однако рекомендуется изготовить дроссель самостоятельно. Для этого нужно намотать шнур на каркас от трансформаторной конструкции мощностью 250-300 Вт. Через каждые 50-60 витков нужно делать отводы, которые подключаются к основному переключателю. Для изготовления дросселя подойдет элемент от телевизора.

Как сделать дроссель своими руками?

Дроссель может заменить резисторные элементы.

Дроссель можно изготовить самому и на прямом сердечнике. Это актуально в случае, если имеется прямая катушка с большим количеством витков подходящего шнура. Внутрь катушки надо будет просунуть пакет прямых пластинок из железа от трансформатора. Нужное реактивное сопротивление можно выставить путем подбора толщины пакета. Ориентироваться нужно по сварке трансформаторного устройства.

Пример конструкции: дроссель, который сделан из катушки с 400 витками шнура диаметром 1,4 мм, набивается пакетом железа с сечением 4,5 см². Длина провода равняется длине катушки. В таком случае ток трансформаторного устройства 120 А можно будет уменьшить на 50%. Подобный дроссель может быть изготовлен с регулируемым сопротивлением. Для этого нужно будет изменить глубину вхождения стержня сердечника в катушку. Без данного элемента катушка имеет небольшое сопротивление, однако в случае полного введения в нее стержня сопротивление будет максимальным. Дроссель, который намотан подходящим шнуром, практически не будет нагреваться, но сердечник будет сильно вибрировать. Этот момент нужно учитывать в процессе стяжки и закрепления набора железных пластинок.

Читайте также:  Дать характеристику химическому элементу цинк

Если аккуратно снять корпус со сварочного аппарата, можно увидеть его основные детали.

Для самодельных устройств в процессе намотки обмоток нужно делать отводы и изменять количество витков. Так можно будет контролировать ток. Однако использовать данный метод можно исключительно для подстройки тока, регулировать его в широком диапазоне не получится. Для уменьшения тока в 2-3 раза понадобится сильно увеличить число витков начальной обмотки. В результате произойдет снижение напряжения во второстепенной цепочке. Можно нарастить витки катушек, но это приведет к увеличению расхода шнура, размеров и веса трансформаторной конструкции.

Чтобы выполнять более точную регулировку тока в меньшую сторону, понадобится использовать индуктивность кабеля сварки.

Шнур нужно укладывать кольцами. Однако не следует увлекаться, так как шнур будет сильно греться.

Использование тиристорной и симисторной схемы

С недавних пор начали использоваться тиристорные и симисторные схемы регулировки тока. В процессе подачи на вывод для управления элементом напряжения конкретной величины стабилизатор откроется и быстро пропустит через себя ток. В схеме регулировки тока, функционирующей от изменяемого напряжения, импульсы для управления чаще всего поступают на половине каждого периода. Регулятор будет открываться в конкретные моменты времени, в результате будет обрезаться начало каждого полупериода синусоиды тока и уменьшится суммарная мощность подходящего сигнала электричества.

При работе со сварочным аппаратом необходимо соблюдать меры безопасности.

Ток и напряжение в таком случае не будут иметь формы синусоиды. Подобная схема регулятора позволяет выполнять регулировку мощности в широком диапазоне. Человек, который разбирается в радиоэлектронике, сможет сделать такие схемы. При использовании регуляторов подобного типа процесс горения дуги может ухудшаться. В случае снижения мощности дуга будет гореть отдельными вспышками. В большей части схем тиристорных приспособлений имеются нелинейные шкалы, калибровка будет меняться вместе с изменением напряжения электросети. Ток будет постепенно увеличиваться в процессе работы из-за того, что нагреваются элементы схемы. Чаще всего сильно уменьшается мощность на выходе, даже в случае максимального положения регулятора. Следует знать, что трансформаторные устройства крайне чувствительны к этому. Данный метод регулировки сварочного тока не пользуется популярностью, так как он ненадежен, а реализовать его очень сложно.

Чтобы измерить большой ток, нужно подготовить токоизмерительные клещи. Силу тока можно будет измерять на расстоянии, при этом не надо будет к нему прикасаться. У аппарата есть разводящийся контур, которым будет охватываться кабель с током. Электрическое магнитное поле тока, который протекает в данном шнуре, наведет ток в замкнутом контуре. Его и можно будет измерить.

Регулятор тока сделать своими руками несложно, нужно лишь знать технологию изготовления и учитывать все существующие нюансы.

Регуляторы тока и балластные реостаты являются необходимой частью сварочного оборудования. Назначение их — создавать падающую вольт-амперную характеристику в электрической сварочной цепи и регулировать силу сварочного тока.

Существующие промышленные регуляторы тока не всегда удовлетворяют требованиям конкретных производственных условий и постоянно совершенствуются. Несколько новаторских предложений описываются ниже.

Балластный реостат РБ-700-1 для автоматической сварки под слоем флюса. Для выполнения автоматической сварки под слоем флюса используются многопостовые сварочные выпрямители типов ВКСМ-1000-1, ВДМ-1001 или преобразователи ПСМ-1000-4 с жесткой внешней характеристикой. Чтобы обеспечить регулирование сварочного тока и получить падающую внешнюю характеристику при неизменном напряжении источника, последовательно с ним включают 3—4 балластных реостата РБ-301, соединенных параллельно.

Читайте также:  Давление воздуха для аэрографа

Новаторами сварочной лаборатории треста «Союзпромбуммонтаж» на базе промышленного реостата РБ-300-1 изготовлен реостат РБ-700-1. Пять ступеней сопротивления нового реостата выполнены из фехралевой ленты сечением 2X20 мм и длиной 6,2 м. Каждая ступень имеет сопротивление 0,215 Ом, а минимальное сопротивление при включении всех ступеней составляет 0,043 Ом.


Рис. 5. Схема балластного реостата РБ-700-1.

При напряжении источника питания 60 В и напряжении дуги 30 В включение каждой ступени повышает ток на 140 А. Таким образом, включая последовательно пять ступеней сопротивления, можно получить следующие ступени регулирования тока: 140, 280, 420, 560 и 700 А.

При необходимости получения сварочных токов до 1000 А и для более тонкого их регулирования параллельно с реостатом РБ-700-1 включается реостат РБ-300-1.

Каждая ступень сопротивления реостата РБ-700-1 представляет собой сварной металлический каркас 1 (рис. 5) с двумя керамическими трубками 2, на которые с небольшим натягом намотана фехралевая лента 3. Гибка ленты на изоляторах при намотке осуществляется с нагревом ленты газовой горелкой. Отдельные ступени собираются вне корпуса реостата, затем они соединяются в блок и устанавливаются в корпус. Одни выводы сопротивлений крепятся к контактам рубильников 4, а другие — к пластине с нижней стороны.

Балластный реостат РБ-700-1 обладает высокой надежностью и долговечностью, удобен при эксплуатации и ремонте.

Применение балластного реостата РБ-700-1 значительно расширяет технологические возможности преобразователей и выпрямителей, используемых для ручной и автоматической сварки.

При работе реостат РБ-700-1 может быть использован для сушки электродов, флюсов и сварочной проволоки. С этой целью над крышкой реостата смонтирован ящик из уголков с сетчатым дном.

Портативный балластный реостат разработан коллективом новаторов центрального производственного ремонтного предприятия «Ленэнерго». Этот реостат предназначен для регулирования сварочного тока до 220 А. Балластный реостат (рис. 6) имеет основание 1, корпус 2, защитный кожух 3 и пластинчатый переключатель 5 с рукояткой 4. Внутри корпуса 2 закреплено сопротивление из нихромовой проволоки диаметром 5 мм, выполненное в виде гармошки незамкнутой кольцеобразной формы.


Рис. 6. Портативный балластный реостат.

Балластный реостат включается в сварочную цепь последовательно: одним концом к выводу 7, а другим — к выводу на переключателе 5.

Регулирование сварочного тока осуществляется перестановкой пластинчатого переключателя в соответствующее звено гармошки по всему периметру сопротивления. Для этого достаточно отклонить рукоятку 4 вверх, повернуть ее на требуемый угол и ввести в контакт с сопротивлением.

Достоинствами описанного балластного реостата по сравнению с известными являются малая масса и габариты, более плавное регулирование сварочного тока, простота в изготовлении.

Ремонт балластных реостатов. Новаторы сварочной лаборатории «Союзпромбуммонтаж» при ремонте элементов сопротивления балластного реостата типа РБ-300-1 предложили вместо константановой проволоки применять проволоку из нержавеющей стали 1Х18Н9Т или из нихрома.


Рис. 7. Схема балластного реостата РБ-300-1.

Для проверки возможности указанной замены элементы 1, 2, 9 и 12 балластного реостата (рис. 7) были навиты проволокой из стали 1Х18Н9Т диаметром 2 мм, остальные элементы — проволокой из той же стали диаметром 3 мм. Испытания показали, что величина токов в каждой ступени была близка к номинальной для данного реостата. При длительной работе реостата из-за нагрева величина тока падает на 15%, что вызвано сравнительно большой величиной температурного коэффициента сопротивления нержавеющей стали.

Длина применяемой проволоки определилась по формуле:


где l1 и /2 — длина нового и заменяемого проводов;

S1 и s2 -— сечение нового и заменяемого проводов;

ро1 и ро2 — удельное электрическое сопротивление нового и заменяемого проводов.

В результате внедрения данного предложения значительно упростился ремонт балластных реостатов.

Автор: Гость COREi7 , 26 октября, 2016 в Страна советов! Общий раздел

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу

Ссылка на основную публикацию