Сделай Сам (Знание) 2004-03, страница 38
при г < R — мы имеем дело с источником напряжения. Так как на внутреннем сопротивлении бесполезно расходуется часть энергии источника, то разным оказывается и КПД данных источников: — источник тока имеет коэффициент полезного действия 0 < КПД < 50%; — источник напряжения имеет коэффициент полезного действия 50% < КПД < 100%. Все сварочные трансформаторы для ручной дуговой сварки должны работать в режиме источника тока, так как постоянство тока электрической дуги обеспечивает высокое качество сварного шва. С этой целью в сварочных трансформаторах принимают меры для увеличения их внутреннего сопротивления (увеличивают магнитное рассеяние, включают дроссели и т.д.). Платой за качество являются сравнительно низкий КПД (близкий к 50%) и, как следствие, значительное потребление энергии. Чтобы не быть голословным, покажем это на примере бытового сварочного аппарата, рекомендации по изготовлению которого были опубликованы в популярном на-учно-техническом журнале «Радио» (В. Володин. Сварочный трансформатор: расчет и изготовление. Радио, 2002 г., № 11, № 12). По расчетам самого автора его сварочный трансформатор в рабочем режиме будет потреблять мощность около 10 кВт. Можно ли его безопасно эксплуатировать в домашних условиях? Скорее всего, нет. Дело в том, что на такую мощность не рассчитана домашняя электропроводка. Сечение ее проводов имеет стандартные значения (S = 2,5—4 мм2) и, в лучшем случае, позволяет к ним подключать устройства мощностью 3—4 кВт (да и то с соблюдением мер предосторожности). Устройства мощностью в 10 кВт будут вызывать столь значительный разогрев подводящих проводов, что может привести к расплавлению изоляции, образованию коротких замыканий и даже пожару. Кроме того, мощные броски тока, достигающие в сети при работе трансформатора 45 А (а в режиме зажигания дуги до 90 А!), вызовут значительное падение напряжения на проводах электропроводки. Напряжение в осветительной сети станет меняться в диапазоне от 170 до 220 В. Это вызовет неустойчивую работу холодильников, электронасосов, стиральных машин и т.д. и может стать причиной их преждевременного выхода из строя не только у хозяина сварочного аппарата, но и у его ближайших соседей. В дальнейшем состоится неприятный контакт с инспектором Энергонадзора со всеми вытекающими отсюда последствиями. Попытаемся показать, как, не ухудшая качества, можно снизить энергопотребление сварочного трансформатора до 3, 5— 4 кВт, сделав его работу безопасной не только для себя, но и для окружающих. Известно, что мощность, потребляемая сварочным трансформатором из сети, в основном определяется мощностью, передаваемой им во вторичную обмотку: р2 = и2хх • 12р> где Р2— полная мощность вторичной обмотки, В • А; ^2хх ~~ напряжение холостого хода вторичной обмотки, В; 12р — рабочий ток вторичной обмотки, А. Величина нормирована для каждого диаметра электрода и уменьшать ее не рекомендуется, так как это ухудшает качество сварного шва. Например, для электродов 0 3 мм, 12р = 100 — 120, для электродов 0 4 мм 12р = 180-200 А и т.д. Остается напряжение холостого хода U2xx. Для сварочных трансформаторов промышленного назначения его величина выбирается равной 65—70 В. И это вполне оправдано, если не обращать внимание на энергопотребление сварочного аппарата. Около 14 лет назад автор данной статьи также столкнулся с проблемой снижения энергопотребления при постройке собственного сварочного аппарата. Эксперименты показали, что современная обмазка электродов позволяет зажигать дугу и поддерживать устойчивым ее горение даже при напряжении холостого хода U2xx = 28 В! Конечно, дуговой промежуток был очень маленьким, и любое небрежное движение сварщика приводило к гашению дуги. Кроме этого, дуга становилась «капризной» на зажигание, если поверхность свариваемых изделий содержала ржавчину или была покрыта оксидной пленкой. Да и не все типы электродов допускали такой режим. Лучшие результаты сварки под низким напряжением показали электроды 0 3 мм АНО-21 (торговая марка «Тигарбо») Каменского опытного механического завода. (Эти электроды очень популярны на Юге России!) Уйдем от этой нижней границы. Оказалось, что напряжение 12хх = 36-40 В позволяет успешно варить даже начина'ю- 36 |
