Prosta spawarka z transformatorów MOT

Witam,

zainspirował mnie ten projekt Link do zbudowania własnej spawarki.

Zauważyłem w internecie parę podobnych projektów, w których autorzy stosowali różne napięcia rozwartego uzwojenia pierwotnego (w podanym projekcie jest to 30V, w innych było i mniej i więcej).
Wnioskuję, że jedno jest "uniwersalne" tzn. poprawne do zapalenia się łuku i proszę o radę - jakie? W końcu im większe napięcie dla zapalenia łuku, tym więcej zwojów, a więc i bardziej ograniczę prąd, który jest najważniejszy do spawania.

Drugie pytanie to jak potrafi przysiąść napięcie na uzwojeniu wtórym podczas spawania, skoro transformator pracuje (prawie) w zwarciu? Transformator mam z mikrofali 900W i zastanawiam się czy konieczne jest użycie dwóch MOTów + fajnie byłoby oszacować prąd wyjściowy żeby dać odpowiedni przewód (jego Φ).

Pozdrawiam

Podany temat nie rozwiązuje całego problemu, jednak zwraca uwagę na użycie i odpowiednie połączenie dwóch MOTów.

Przeglądnąłem parę tematów z elektrody, niektórzy podają link do projektu
http://www.dansworkshop.com/2008/03/homebuilt-arc-welder/
gdzie autor podaje

Quote:

The new secondary winding has a typical open circuit voltage of 10 volts. Under an arc welding load, this voltage will drop to between 2 – 4 volts, and
up to 250 amps.

Co nadal pozostawia niesciśłości -> 30V a 10V. W innym projekcie widziałem 40V. Wydaje mi się, że ta różnica ma znaczenie, skoro, jak już wspomniałem, chcemy uzyskać jak największy prąd.

Jest tam wzmianka o zworze magnetycznej / boczniku (#5 i #6), ale bez jasnego opisu, jaka jest jego rola. A to jest dość ważne: transformator spawalniczy konstruuje się tak, że jest odporny na zwarcie - właśnie po to jest ten bocznik; taki transformator ma takie charakterystyki, jakby szeregowo z nim (po którejkolwiek stronie) był połączony dławik; bocznik ma wystarczający przekrój, aby całe pole magnetyczne potrzebne do wytworzenia w uzwojeniu pierwotnym SEM równej napięciu zasilania mogło "zmieścić się" w nim, ale od rdzenia jest oddzielony szczeliną, taką by do skierowania całego pola magnetycznego do bocznika był potrzebny odpowiedni prąd, którego wartość można regulować przemieszczając bocznik i przez to zmieniając szerokość szczeliny. Przy zwarciu prąd w uzwojeniu wtórnym powoduje skierowanie pola magnetycznego do bocznika, przez co SEM w uzwojeniu wtórnym maleje - gdyby ono nie miało oporności, a zwarcie było idealne, SEM mogłaby zmaleć do zera; zakres regulacji położenia bocznika powinien być taki, aby przy największej możliwej szczelinie prąd, który w takim przypadku popłynie w uzwojeniu pierwotnym, nie był większy od dopuszczalnego - to oznacza odporność na zwarcie, nawet długotrwałe. Żeby dało się dodać bocznik magnetyczny, transformator musi mieć uzwojenia na oddzielnych kolumnach.

Co do napięcia: zbyt niskie napięcie utrudni przepływ prądu przy zwarciu - wystarczy nieco skorodowany przedmiot i prąd może być za mały, by dało się uzyskać zapłon łuku; ponadto przy niskim napięciu łuk łatwo gaśnie, zwłaszcza przy małej mocy. W większych spawarkach stosuje się napięcia 50V i większe - inna sprawa, że moc spawarki to zwykle nie 2kW, a np. 20kW, albo i znacznie więcej - taką 20kW można zespawać calową rurkę, ale trudno coś grubszego - taka 2kW to pewnie będzie spawać tylko drobiazgi.

Moc spawarki 2kW to prąd spawania około 80A, w zupełności wystarczający do łączenia elementów o grubości ścianek 3-5mm przy użyciu elektrody 2,5mm - w sam raz do domowego majsterkowania.
Spawarki o mocy 20kW pozwalają na spawanie prądem rzędu 500-600A, w warunkach amatorskich takich się nie stosuje.

Myślałem o STB-225 - kiedyś kupiłem taki dla ciotecznego brata, trochę ciężko tym spawać coś grubszego, ale on nie ma 22kW, a marne paręnaście kW (z sieci ciągnie do 43A z napięcia 380V); jest w stanie dać prąd do 225A, stąd oznaczenie. Dane techniczne: napięcie wtórne stanu jałowego 62-67V; zakres regulacji prądu/napięcia spawania min: 40A/22V, max: 225A/29V (przy pracy przez 20% czasu); masa (bez kabli) 50,5 kg.

_jta_ wrote:

....Myślałem o STB-225 - kiedyś kupiłem taki dla ciotecznego brata, trochę ciężko tym spawać coś grubszego......jest w stanie dać prąd do 225A.....

Przyznaj się, jaja sobie robisz . A co to jest "coś grubszego" ? Bo chyba jakiegoś czołgu to nie robicie.

_jta_ wrote:

max: 225A/29V

225A × 29V = 6,5kW

Mój cioteczny brat jest rolnikiem - czasem potrzebuje zbudować jakąś przystawkę do traktora, typu podnośnika do siana, żeby nie wrzucać ręcznie widłami, tylko całą kopkę złapać podnośnikiem i załadować na wóz; czasem coś naprawia, bo w maszynie rolniczej coś się ułamało - i bywa, że ciężko to spawać taką spawarką, jest trochę za mała.

komatssu - przy obciążeniu dużym prądem spawarka ma marną sprawność - z sieci pobiera prąd 43A (czy 42? zapamiętałem 42, a widzę, że wpisałem 43) przy napięciu 380V (międzyfazowe).

Pobór prądu faktycznie może wynosić 43A, po przemnożeniu przez napięcie 380V otrzymujemy moc 16,3kVA - jest to moc pozorna.

Ale moc rzeczywista jest -naście kW, tylko sprawność przy takim obciążeniu chyba nawet poniżej 50% - i to mimo masy całości 50.5 kg, a to jest głównie transformator. Niestety, mały transformator przy dużej mocy ma małą sprawność - pytanie, jak to wyjdzie dla transformatorów MOT.

_jta_ wrote:

Ale moc rzeczywista jest -naście kW, tylko sprawność przy takim obciążeniu chyba nawet poniżej 50%

Jakby sprawność była tak niska, to miałbyś piecyk, a nie spawarkę.
Każdy transformator spawalniczy jest urządzeniem o charakterze indukcyjnym, a więc oprócz mocy czynnej "pobiera" również moc bierną. Ale co ja tam wiem...

Powiedzmy, że moc tracona w spawarce to 8kW, czyli 2 kcal/s; spawarka ma masę 50.5kg, pojemność cieplną około 30 kcal/C - a więc przy przeciążeniu jej temperatura rośnie o 4C w ciągu minuty, po 30 minutach ciągłej pracy w przeciążeniu będzie przegrzana. Przy przeciążeniu wymaga się pracy z wypełnieniem 20% - po to, by jej nie przegrzać - a i tak średnia moc wystarcza, żeby zimą mieć ciepło w warsztacie, jeśli nie ma przeciągu.

Witam,
Wtrącę swoje trzy grosze , transformatory spawalnicze mają rozproszony obwód magnetyczny bo muszą pracować w stanie zwarcia. Napięcie biegu jałowego wynosi nawet 60V podczas spawania spada do kilkunastu w zależności od długości łuku , przekroju elektrody . mocy spawarki

_jta_ wrote:

Powiedzmy, że moc tracona w spawarce to 8kW, czyli 2 kcal/s; spawarka ma masę 50.5kg, pojemność cieplną około 30 kcal/C - a więc przy przeciążeniu jej temperatura rośnie o 4C w ciągu minuty, po 30 minutach ciągłej pracy w przeciążeniu będzie przegrzana. Przy przeciążeniu wymaga się pracy z wypełnieniem 20% - po to, by jej nie przegrzać - a i tak średnia moc wystarcza, żeby zimą mieć ciepło w warsztacie, jeśli nie ma przeciągu.

Moja wersja obliczeń:
Przyjmijmy, że 15kg masy spawarki stanowi miedź, między uzwojeniami a rdzeniem jest izolacja która skutecznie utrudnia przekazywanie ciepła do żelaznego rdzenia.
Ciepło właściwe miedzi: 386 [J/kg×K]
Wzór na ciepło właściwe: c = Q/mΔT (Q – dostarczone ciepło; m – masa ciała; ΔT - przyrost temperatury)
Po przekształceniu: ΔT = Q/mc
Jeśli przez minutę w tym uzwojeniu będzie wydzielała się moc 8kW to temperatura wzrośnie o:
ΔT = (60×8000)/(15×386) = 83K
Wniosek: uzwojenie musiałoby być nawinięte drutem oporowym, aby tak się rozgrzewało podczas pracy.

A myślisz, że w rdzeniu nie ma strat mocy? I nie wiem, co ma szybkość nagrzewania się do drutu oporowego - przy odpowiednim prądzie i miedź się nagrzeje. Moja lutownica transformatorowa rozgrzewa się szybciej od takiej spawarki - też transformator pracuje na przeciążeniu, ma rozmiary odpowiednie do kilku, może kilkunastu watów, a pracuje (według opisu) z mocą 80W... chyba pobieranych z sieci, bo na grocie na pewno tyle nie ma. Po minucie rdzeń jej transformatora jest tak gorący, że można na nim gotować.

Przydałyby się jakieś dane tych transformatorów MOT, z których autor tematu chce robić spawarkę - ale pewnie rurki wodociągowej nią nie zespawa, bo ona będzie nagrzewać tylko w punkcie spawania, na podgrzanie większej ilości materiału nie będzie miała dość mocy, w materiale powstaną duże naprężenia i potem ciśnienie wody rozerwie taką rurkę. Moim zdaniem, szkoda takich transformatorów na robienie minispawarki, która będzie bardziej udawać, że coś spawa, niż robić to naprawdę.

Skoro Kolega powyżej jest takim ekspertem od spawarek i spawania, to ja się poddaję...
Zresztą wkrótce cały ten wątek zapewne trafi do kosza.

Ok, już wszystko jest jasne
Dziękuję wszystkim za konstruktywne wypowiedzi. Mam nadzieję, że temat przyda się innym w przyszłości.

Co do tego, że to nie będzie prawdziwa spawarka to wiadomo, ale do majsterkowania wydaje mi się, że wystarczy. Zresztą po takim (http://youtu.be/nTDx3sN2dhU?t=2m15s) empirycznym teście wydaje się że jest gitara

Napiszę jak tylko skończę i coś uda mi się zespawać. Aktualnie zgromadziłem dwa transformatory, ale nie są "komplementarne". Pierwszy ma przekrój 480mm², a drugi 375mm² na uzwojenie wtórne. Postaram się znaleźć parę o podobnych przekrojach.

Do usłyszenia.

komatssu wrote:

Skoro Kolega powyżej jest takim ekspertem od spawarek i spawania, to ja się poddaję...
Zresztą wkrótce cały ten wątek zapewne trafi do kosza.

Weź pierwszą lepszą spawarkę, pomierz dokładnie moc która trafia do elektrody ze strony wtórnej transformatora, a potem zmierz moc pobieraną z sieci. Zapewniam, że transformatory spawalnicze potrafią mieć sprawność nawet poniżej 40% - prąd pobierany z sieci zamieniany jest raz na ciepło bezpośrednio w uzwojeniach, dwa na grzanie rdzenia poprzez prądy wirowe, a trzy na wypromieniowanie pola magnetycznego z rdzenia. Dopiero to co zostało wydziela się jako ciepło w łuku. Do swoich rozważań przyjąłeś błędne założenia. Spawarka dla prawidłowego zapalenia i podtrzymywania łuku wymaga napięcia w stanie jałowym nawet do 100V - natomiast napięcie na zaciskach elektrody przy zapalonym łuku to 20-40V, w zależności od zadanego prądu. Gdzie podziała się reszta z tegoż napięcia jałowego?
Małe spawarki transformatorowe sprzedawane pod nazwą bodaj "Besterka", przystosowane do elektrod niskonapięciowych, czyli o napięciu zapłonu łuku 45-50V, umożliwiają spawanie maksymalnym prądem w cyklu bodaj 20% - po wyspawaniu jednej elektrody urządzenie musi stygnąć, uruchamia się zabezpieczenie termiczne.

I z tego powodu transformator spawarki ma dużą indukcyjność rozproszenia - żeby działał jak dławik. Łuk ma opadającą charakterystykę - im większy prąd, tym mniejsze napięcie - dlatego dławik jest niezbędny.

To, że spawarka przez większość czasu musi "odpoczywać", jeśli spawa się maksymalnym prądem, wynika z przeciążania transformatora - dzięki temu jest mniejszy, choć i tak waży kilkadziesiąt kilo.

robokop wrote:

Weź pierwszą lepszą spawarkę, pomierz dokładnie moc która trafia do elektrody ze strony wtórnej transformatora, a potem zmierz moc pobieraną z sieci.

Ile jeszcze razy mam pisać, że zwykły pomiar U×I niestety nie da nam rzetelnego wyniku jeśli chodzi o sprawność spawarki?
Miernika cosφ niestety nie posiadam.

A licznika energii elektrycznej też nie? Wystarczy policzyć obroty tarczy, albo błyśnięcia LED-a.

Echh, tłumaczyć, a co niektórzy swoje. Ciepło wydzielające się w uzwojeniach i pole magnetyczne rozproszenia to za darmo się bierze, i pochodzi bezpośrefnio z przetworzenia promieniowania kosmicznego.

komatssu wrote:

Spawarki o mocy 20kW pozwalają na spawanie prądem rzędu 500-600A, w warunkach amatorskich takich się nie stosuje.

Zobacz sobie przykładową tabliczkę znamionową, zobacz o ile rzędów wielkości się mylisz:

Mam wrażenie, że ten prąd na tabliczce znamionowej jest dla każdej fazy - przy nastawieniu największego prądu spawania to jest 45A, 3*45A*220V=29.7kW, 400A*36V=14.4kW - różnica pochodzi z cos(fi)=0.68 i sprawności 71%: 29.7kW*0.68*0.71=14.34kW. Ale to chyba spora maszyna, mniejsza spawarka Bester-a nie wyciąga takiej sprawności. Ciepło wydziela się i w rdzeniu - histereza, prądy wirowe.

Patrząc na rok budowy 1977 - prostownik w niej jest pewnie selenowy, a regulacja prądu transduktorem - nic dziwnego, że sprawność jest słaba.

Komatsu, widziałeś w życiu prostownik selenowy 400A ? Ta spawarka ma akurat prostownik półprzewodnikowy, z regulacją transduktorem. Tu masz z prostownikiem sterowanym:

Witam, buduje zgrzewarke na MOT i mam pytanie odnośnie schematu regulatora po stronie pierwotnej, czy ktoś moze mi doradzić prosta i skuteczna konstrukcje tego regulatora

kojot_95 wrote:

Witam, buduje zgrzewarke na MOT i mam pytanie odnośnie schematu regulatora po stronie pierwotnej, czy ktoś moze mi doradzić prosta i skuteczna konstrukcje tego regulatora

Rezystor wodny? Najprostsze będzie. Na yt koleś tak robił do spawarki z 2 traf i śmigało.
To samo możesz na autotrafo uzyskać. Jak chcesz coś bardziej porządnego to nie wiem, pewnie na triakach czy takich tam elementach mocy się da zrobić.