Svařovací transformátor – zařízení, princip činnosti a typy

Ze všech různých typů průmyslových zařízení je nejběžnější svařovací transformátor. Toto zařízení se skládá z několika klíčových součástí a je schopno vytvořit proud, jehož oblouk taví ocel a spojuje strany výrobku do jediného švu. Zařízení je rozděleno do několika typů podle složitosti konstrukce a také podle schopnosti vyrobit požadovanou úroveň napětí. Jaký je princip činnosti svařovacího transformátoru a jeho struktura? Jaké fyzikální procesy probíhají uvnitř zařízení? Jak se mohou některé produkty lišit od ostatních? Článek a video tyto problémy plně pokrývají.

Zařízení svařovacího transformátoru

Pro roztavení kovu elektrickým obloukem je nutné změnit parametry proudu odebíraného ze sítě. V zařízení je modernizován tak, že napětí klesá (V) a zvyšuje se proud (A). Svařování kovu s tímto zařízením je možné díky jednoduchým součástem obsaženým v jeho konstrukci. Většina modelů zahrnuje:

• magnetické jádro;
• stacionární primární vinutí vyrobené z izolovaného drátu;
• pohyblivé sekundární vinutí, často bez izolace, pro zlepšení přenosu tepla;
• vertikální šroub s páskovým závitem;
• běžící matice šroubu a upevnění k vinutí;
• rukojeť pro otáčení šroubu;
• svorky pro výstup a upevnění vodičů;
• pouzdro s žaluziemi pro chlazení.

Některé svařovací transformátory střídavého proudu obsahují přídavná zařízení zlepšující jejich provoz, která budou popsána níže v části schémata zapojení.

Konstrukce svařovacího transformátoru obsahuje magnetický obvod. Jádro neovlivňuje proudovou sílu, ale přispívá pouze k vytvoření magnetického pole. K tomuto účelu slouží balíček desek ze speciální oceli. Jejich povrch je pokryt oxidovou izolací. Některé modely jsou lakované. Pokud by jádro bylo vyrobeno z pevného kovu, pak by vířivé proudy (Foucaultovy proudy) generované magnetickým tokem snížily indukci pole. Díky kompozitním komponentům jádro netvoří spojitý vodič, což snižuje vliv vířivých proudů.

Pro tišší provoz je důležité pevněji utáhnout desky jádra. Špatné spojení způsobuje vibrace součástí v důsledku průchodu střídavého proudu o frekvenci 50 Hz. Ale ani těsné utažení neodstraní veškerý hluk, takže jakýkoli výpočet svařovacího transformátoru implikuje hučení, které je slyšet na videu jeho provozu.

Princip činnosti svařovacího transformátoru

Zařízení sestávající z výše popsaných prvků funguje na následujícím principu:

1. Napětí ze sítě je přiváděno do primárního vinutí, ve kterém se vytváří magnetický tok uzavírající se na jádru zařízení.
2. Poté se napětí přenese na sekundární cívku.
3. Magnetický obvod, vytvořený z feromagnetických materiálů, umístí na sebe obě vinutí a vytvoří magnetické pole. Indukující magnetický tok generuje ve vinutích střídavé elektromotorické síly (EMF).
4. Rozdíl v počtu závitů cívek umožňuje měnit proud s hodnotami V a A potřebnými pro svařování. Svařovací transformátor je vypočítán na základě těchto indikátorů.

Mezi počtem závitů sekundárního vinutí a výsledným napětím je přímá úměra. Pokud je nutné zvýšit výstupní proud, sekundární cívka se navine ve větším množství. Svařovací transformátor je typu step-down, takže počet závitů sekundárního vinutí je výrazně menší než u primárního.

Konstrukce a princip činnosti svařovacího transformátoru je navržen tak, aby reguloval sílu vycházejícího proudu změnou vzdálenosti mezi primární a sekundární cívkou. Právě k tomu je pohyblivá část konstrukce určena. Na některých videích je jasně vidět, že otočení rukojeti a přiblížení cívek k sobě vede ke zvýšení svařovacího proudu. Opačná rotace a oddělení vinutí pomáhá snižovat proudovou sílu. K tomu dochází v důsledku změny magnetického odporu, v důsledku čehož je možná rychlá regulace napětí, což umožňuje volbu svařovacího proudu v závislosti na tloušťce oceli a poloze švu.

Volnoběh

Svařovací transformátor má dva provozní režimy: pod zatížením a volnoběh. Během procesu svařování je sekundární vinutí uzavřeno mezi elektrodou a produktem. Výkonný svařovací proud umožňuje roztavení kovu a vytvoření spolehlivého spojení. Ale po dokončení svařování se sekundární okruh otevře. A zařízení přejde do klidového režimu.