(Dokumentas)
n8.doc
suvirinimo skaičiuotuvasPrograma "Suvirinimo transformatorių skaičiavimas" buvo parašyta, kad būtų lengviau atlikti skaičiavimus kuriant naminius suvirinimo transformatorius. Skaičiavimo metodas paimtas iš V. Volodino
Apskaičiuoti duomenys
Naudodamas šią techniką pats suvyniojau 2 transformatorius, tačiau pirmąjį teko pervynioti keturis kartus, kol pasiekiau jo našumą.
Programoje užpildote kelis įvesties laukus savo duomenimis ir paspaudus mygtuką "Skaičiuoti" ji apskaičiuos apvijų apsisukimų skaičių, laido skerspjūvį ir kai kuriuos kitus duomenis. Čia yra laukeliai, kuriuos privalote užpildyti
spausdinimas 
juosta
Tipo nustatymas pagamintas iš L, P arba W formos transformatorinės geležies plokščių. Juosta, atitinkamai, iš transformatoriaus geležies juostos. Geležies transformatorius – specialus magnetiškai minkštas elektrinis plienas, atkaitintas specialia technologija).
Pagrindinė dalis = a * b.
Šerdies skerspjūvis turi būti pakankamas transformatoriaus darbui.
Magnetinės grandinės skerspjūvio nustatymas kv.cm S> 0,015 * P (kur P – vatais).
Magnetinėms grandinėms, išskyrus toroidines, skerspjūvis turėtų būti padidintas 1,3 ... 1,5 karto.
Apskaičiuota transformatoriaus galia vatais yra
Рtr \u003d 25 * Iv,
kur Iw yra suvirinimo srovė amperais.
Bendra transformatoriaus galia vatais yra
Рgab \u003d Uxx * Iv,
kur Uxx yra II apvijos įtampa
Jei vis dar nežinote, kokios sekcijos jums reikia, programa automatiškai apskaičiuos ir pakeis reikiamus duomenis įvesties lauke, priklausomai nuo suvirinimo srovės
Taip pat iš išskleidžiamojo sąrašo turite pasirinkti pirminės ir antrinės apvijų laidų medžiagą ir šerdies tipą.
Yra šerdys
Šarvuotas (W formos pav. - a))
Strypas (L formos pav. - b))
Toroidinis (O formos pav. - c))
Transformatorių šarvo šerdys naudojamos retai.
Toroidal pasižymi geriausiu našumu.
Konstruojant suvirinimo aparatą, pageidautina naudoti toroidinę magnetinę grandinę, kurios matmenys yra minimalūs ir klaidinantis laukas. Tačiau juos sunku suvynioti.
Strypų transformatorius lengviau surinkti. Suvyniojau ant jų savo transformatorius.
SUVIRINIMO TRANSFORMACIJA: SKAIČIAVIMAS IR GAMYBA
V. VOLODINAS, ( http://valvolodin.narod.ru ir http://valvol.nightmail.ru) Odesa, Ukraina
Darbo specifika suvirinimo transformatorius yra tai, kad jo apkrova nėra pastovi. Paprastai laikoma, kad darbo su apkrova laiko dalis cikle, kurį sudaro tikrasis suvirinimas ir pauzė, neviršija 60%. Buitiniams suvirinimo transformatoriams dažnai imama dar mažesnė vertė - 20%, o tai leidžia be reikšmingo terminio režimo pablogėjimo padidinti srovės tankį transformatoriaus apvijose ir sumažinti magnetinio lango plotą. grandinė, reikalinga apvijoms pritaikyti. Kai suvirinimo srovė yra iki 150 A, srovės tankis varinėje apvijoje yra 8 A / mm2, aliuminio - 5 A / mm2.
Esant tam tikrai galiai, transformatoriaus matmenys ir svoris bus minimalūs, jei jo magnetinėje grandinėje indukcija pasieks didžiausią leistiną pasirinktos medžiagos vertę. Tačiau dizaineris mėgėjas šios vertės paprastai nežino, nes jis susiduria su nežinomo prekės ženklo elektriniu plienu. Norint išvengti netikėtumų, indukcija dažniausiai neįvertinama, todėl transformatoriaus dydis nepagrįstai padidėja.
Taikant toliau pateiktą procedūrą, galima nustatyti bet kurio turimo transformatoriaus plieno magnetines charakteristikas. Iš šio plieno (8 pav. a ir b matmenų sandauga) ir 50 ... 100 vijų minkštos izoliuotos vielos su skerspjūviu surenkama „eksperimentinė“ magnetinė grandinė, kurios skerspjūvis yra 5 ... 10 cm2. iš 1,5 ... 2 yra suvynioti ant vienos iš jo šerdžių .5 mm2. Norint atlikti tolesnius skaičiavimus, reikia rasti vidutinį magneto ilgį lauko linija ir išmatuoti aktyvus pasipriešinimas apvijos r t.
Be to, pagal schemą, parodytą fig. 9, surinkite bandymo sąranką. T1 - laboratorinis reguliuojamas autotransformatorius (LATR); L1 - apvija "eksperimentinėje" magnetinėje grandinėje. Bendra žeminančio transformatoriaus T2 galia ne mažesnė kaip 63 VA, transformacijos koeficientas 8...10.
Palaipsniui didindami įtampą, jie sukuria magnetinės grandinės V, T indukcijos priklausomybę nuo įtampos magnetinis laukas N, A/m, panašiai kaip parodyta fig. 10, apskaičiuojant šiuos kiekius pagal formules:
kur U ir I – voltmetro PV1, V ir ampermetro PA1, A rodmenys; F - dažnis, Hz; S - "eksperimentinės" magnetinės šerdies skerspjūvio plotas, cm 2; w – jo apvijos apsisukimų skaičius. Iš gauto grafiko, kaip parodyta paveikslėlyje, randama soties indukcija Bs, didžiausia indukcija Bm ir didžiausias kintamojo magnetinio lauko stiprumas Hm.
Pavyzdžiui, apskaičiuokime suvirinimo transformatorių, skirtą darbui iš tinklo kintamoji srovė 220V, 50Hz, nustatyta įtampa tuščiąja eiga U xx \u003d 65 V ir maksimali suvirinimo srovė I max \u003d 150 A.
Bendra transformatoriaus galia
P gab \u003d U xx * I max \u003d 65 * 150 \u003d 9750 VA.
Pagal gerai žinomą formulę nustatome magnetinės grandinės skerspjūvio ploto S m ir jos lango ploto S o sandaugą:
čia J – srovės tankis apvijose, A/mm2; k c \u003d 0,95 - magnetinės grandinės sekcijos užpildymo plienu koeficientas; k 0 \u003d 0,33 ... 0,4 - jo lango užpildymo variu (aliuminiu) koeficientas.
Tarkime, V m = 1,42 T, pirminė apvija apvyniota varine viela, antrinė - aliuminiu (imame vidutinę srovės tankio vertę J = 6,5A / mm2):
S M S O \u003d 9750 / (1,11 * 1,42 * 6,5 * 0,95 * 0,37) \u003d 2707 cm 4.
Darant prielaidą, kad a=40 mm, randame likusius magnetinės grandinės matmenis: b=2*a=80mm; c=1,6*a=32 mm; h=4а=160 mm.
Tokios magnetinės grandinės transformatoriaus apvijos vieno apsisukimo EMF E B \u003d 2,22 * 104 V m * a * b * k c \u003d 2,22 * 10-4 * 1,42 * 3200 * * 0,95 \u003d 0,958 V apsisukimų skaičius. antrinė apvija w 2 \u003d U xx / E B \u003d 65 / 0,958 \u003d 68. Antrinės apvijos laido skerspjūvis S 2 \u003d l max / J \u003d 150/5 \u003d 30 mm2 (J \u003d 5 A / mm2, nes antrinės apvijos viela yra aliuminio). Pirminės apvijos apsisukimų skaičius w 1 \u003d U 1 / E B \u003d 220 / 0,958 \u003d 230. Didžiausia pirminės apvijos srovė I 1max \u003d l max * w 2 / w 1 \u003d 150 * 68/230 \u003d 44,35 A. Pirminės apvijos varinės vielos skerspjūvis S 1 \u003d I 1max / J \u003d 44,35 / 8 \u003d 5,54 mm 2.
Tiek pirminė, tiek antrinė strypo tipo transformatoriaus apvijos paprastai yra padalinamos į dvi identiškas dalis, dedant jas ant dviejų magnetinės grandinės gyslų. Kiekviena iš nuosekliai sujungtų pirminės apvijos dalių yra 115 vijų vielos, kurios skersmuo ne mažesnis kaip 2,65 mm. Jei pirminės ritės dalys turėtų būti sujungtos lygiagrečiai, kiekvienoje turi būti 230 apsisukimų vielos pusės skerspjūvio - ne mažesnio kaip 1,88 mm skersmens. Panašiai jie yra padalinti į dvi dalis ir antrinę apviją.
Jei apvijos yra cilindrinės, norint gauti transformatoriaus krintančios apkrovos charakteristiką, 0,2 ... 0,4 omo varžos rezistorius turi būti nuosekliai sujungtas su antrine iš nichrominės vielos, kurios skersmuo ne mažesnis kaip 3 mm. Transformatoriui su diskinėmis apvijomis šis rezistorius nereikalingas. Deja, tiksliai apskaičiuoti tokio transformatoriaus nuotėkio induktyvumą praktiškai neįmanoma, nes tai netgi priklauso nuo netoliese esančių metalinių objektų vietos. Praktiškai apskaičiavimas atliekamas nuoseklių aproksimacijų metodu, koreguojant transformatoriaus apvijų ir konstrukcinius duomenis pagal pagamintų pavyzdžių bandymo rezultatus. Išsamią metodiką rasite .
Mėgėjiškomis sąlygomis sunku pagaminti transformatorių su kilnojamomis (srovei reguliuoti) apvijomis. Norint gauti keletą fiksuotų srovės verčių, antrinė apvija yra pagaminta su čiaupais. Tikslesnis reguliavimas (mažėjančios srovės kryptimi) atliekamas į grandinę pridedant savotišką induktyvumo ritę - suvirinimo kabelį tiesiant į nišą.
Prieš pradedant gaminti skaičiuojamąjį transformatorių, patartina įsitikinti, kad jo apvijos bus įdėtos į magnetinės grandinės langelį, atsižvelgiant į būtinus technologinius tarpus, medžiagos, iš kurios pagamintas rėmas, storį ir kt. faktoriai. Matmenys c ir h (žr. 8 pav.) turi būti „sureguliuoti“ taip, kad kiekvienas apvijos sluoksnis tilptų sveikam pasirinktos vielos apsisukimų skaičiui, o sluoksnių skaičius taip pat būtų sveikas arba šiek tiek mažesnis už artimiausias sveikasis skaičius. Reikėtų numatyti vietos tarpsluoksnei ir apvijų izoliacijai.
Sėkmingiausias variantas ne visada gaunamas iš pirmo bandymo, dažnai reikia pakartotinai ir gana reikšmingai koreguoti magnetinės grandinės lango plotį ir aukštį. Projektuojant cilindrines apvijas, būtina optimaliai parinkti jų sekcijų dydžius. Paprastai antrinei apvijai, apvyniotai stora viela, skiriama daugiau vietos nei pirminei.
Transformatoriaus konstrukcijos eskizas dviem suvirinimo srovės vertėms - 120 ir 150 A - parodytas fig. 11, ir schema
jo intarpai parodyti fig. 12. Mažesnė srovė atitinka didesnį antrinės apvijos vijų skaičių. Tai ne klaida. Yra žinoma, kad apvijos įtampa yra proporcinga jos apsisukimų skaičiui, o nuotėkio induktyvumas didėja proporcingai jų skaičiaus kvadratui. Dėl to srovė mažėja.
Apvijos dedamos ant dviejų rėmų, pagamintų iš 2 mm storio stiklo pluošto lakšto. Pirminės ir antrinės apvijų sekcijos ant kiekvieno rėmo yra atskirtos tos pačios medžiagos izoliaciniu skruostu. Magnetinės grandinės rėmuose esančios skylės yra 1,5 ... 2 mm platesnės ir ilgesnės už pastarosios skerspjūvį. Tai pašalina surinkimo problemas. Siekiant išvengti rėmo deformacijos, vyniojimo metu jis sandariai uždedamas ant medinio įtvaro. Pirminė apvija susideda iš dviejų sekcijų (I "ir I" "), esančių ant skirtingų rėmų ir sujungtų lygiagrečiai. Kiekviena iš sekcijų yra 230 vijų PEV-2 vielos, kurios skersmuo 1,9 mm. Jei yra viela su skersmuo 2,7 mm, atkarpomis galima suvynioti 115 vijų, tačiau jas reikės jungti nuosekliai.Kiekvieną vielos sluoksnį, prieš vyniojant kitą, sutankinti lengvais medinio plaktuko smūgiais ir ištepti impregnuojančiu laku .Tarpsluoksnei izoliacijai tinka preso kartonas (elektrinis kartonas), kurio storis 0,5 ... 1 mm.
Antrinei apvijai autorius naudojo 30 mm 2 (5x6 mm) skerspjūvio aliuminio magistralę. Jei turite maždaug vienodo skerspjūvio ploto, bet kitokio dydžio šyną, turėsite šiek tiek pakeisti karkaso sekcijų plotį, kad tilptų apvija. Prieš apvyniojant pliką šyną reikia tvirtai apvynioti fiksavimo juosta arba plonu medvilniniu audiniu, prieš tai supjaustytu 20 mm pločio juostelėmis. Izoliacijos storis – ne daugiau 0,7 mm.
II sekcijos "ir II" turi 34, III sekcijos "ir III" - po 8 apsisukimus. Autobusas ant rėmo klojamas dviem sluoksniais plačiąja puse į magnetinę grandinę. Kiekvienas sluoksnis sutankintas lengvais medinio smūgiais. plaktuku ir gausiai sutepti impregnuojančiu laku.Gaminami ritiniai turėtų Temperatūra ir džiūvimo trukmė priklauso nuo impregnuojamojo lako markės.
Transformatoriaus magnetinė šerdis surenkama iš 0,35 mm storio šaltai valcuoto transformatorinio plieno plokščių. Skirtingai nuo beveik juodo karšto valcavimo plieno, šaltai valcuoto plieno paviršius yra baltas. Galite naudoti lakštinį plieną iš sugedusių transformatorių magnetinių grandinių transformatorinės pastotės. Pageidautina išbandyti plieną pagal aukščiau aprašytą metodą. Jei empiriškai gauta didžiausios indukcijos B m reikšmė labai skiriasi nuo priimtos skaičiuojant (1,42 T), gaminant transformatorių teks pakartoti pastarąjį ir atsižvelgti į rezultatus. Plieno lakštai supjaustomi valcavimo kryptimi į 40 mm pločio juostas, kurios supjaustomos į 108 ir 186 mm ilgio plokštes. Įpjovos pašalinamos dilde arba dilde su smulkia įpjova. Magnetinė grandinė surenkama „perdengiant“ su kuo mažesniais tarpais plokščių sujungimo vietose.
Paruoštas transformatorius dedamas į apsauginį korpusą, pagamintą iš nemagnetinės medžiagos, pavyzdžiui, aliuminio. Korpuse turi būti padarytos ventiliacijos angos. Į 220 V tinklą transformatorius jungiamas ne mažesnio kaip 6 mm 2 skerspjūvio variniais maitinimo laidais ir įžeminimo laidu, kuris prijungiamas prie transformatoriaus magnetinės grandinės ir jo apsauginio korpuso. Maitinimo tinklo lizdas turi būti trijų kontaktų (trečiasis įžemintas), kurio vardinė srovė ne mažesnė kaip 63 A.
Antrinių apvijų išvados yra patikimai prijungtos prie srieginių žalvarinių smeigių, kurių skersmuo 8 ... 10 mm, sumontuotos ant karščiui atsparios dielektrinės plokštės, sumontuotos ant apsauginio transformatoriaus korpuso. Tinka suvirinti minkštas variniai laidai sekcija 16 ... 25 mm 2. Suvirinimo elektrodai (jei nėra paruoštų) gali būti pagaminti savarankiškai, naudojant, pavyzdžiui, rekomendacijas. 2 ... 6 mm skersmens viela iš švelnaus švelnaus plieno yra padalinta į tiesius 300 ... 400 mm ilgio segmentus. Danga ruošiama iš 500 g kreidos ir 190 g skysto stiklo, praskiesto stikline vandens. Šio kiekio pakanka 100-200 elektrodų.
Paruošti vielos gabaliukai panardinami į dangą beveik per visą ilgį, paliekant neuždengtus tik maždaug 20 mm ilgio galus, išimami ir džiovinami 20 ... 30 ° C temperatūroje. Tokie elektrodai tinka suvirinti tiek kintamuosius, tiek nuolatinė srovė. Žinoma, jie gali būti tik laikina alternatyva gaminamiems pramoniniu būdu. Jie neturėtų būti naudojami atsakingam darbui.
LITERATŪRA
5. Zaks M. I. ir kt.. Transformatoriai lankiniam suvirinimui. - L .: Energoatomizdat, 1988 m.
6. Baranovas V. Mažos galios elektrinis suvirinimo aparatas.-Radijas, 1996, Nr. 7, p. 52-54.
7. Gorsky A. N. ir kt.Antrinių energijos šaltinių elektromagnetinių elementų skaičiavimas. - M.: Radijas ir ryšys, 1988 m.
8. Elektriko žinynas. - M.: Energoizdatas, 1934 m.
- Galios transformatorius suvirinimo aparatui
- Suvirinimo transformatorius
- Standartinis suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas
- Paprastas transformatoriaus skaičiavimas suvirinimui
- Magnetinės grandinės skerspjūvis ir transformatoriaus posūkių pasirinkimas
Suvirinimo transformatoriaus apskaičiavimas atliekamas pagal konkrečias formules. Taip yra dėl to, kad suvirinimo įrankiui negalima naudoti tipinių transformatorių grandinių, taip pat skaičiavimo metodų. Suvirinimo gamyboje būtina remtis tuo, kas yra. Svarbiausia – geležis. Kas yra, tai paprastai nustatoma, visas skaičiavimas skirtas konkrečiai magnetinei grandinei. Žinoma, tai ne visada gerai, todėl atsiranda kaitinimas ir vibracija. Gerai, jei turite geležies, kurios parametrai labai artimi pramoniniams. Tada galite saugiai naudoti tipinių įrenginių skaičiavimo metodus. Norėdami pagaminti suvirinimo aparatą, turėsite žinoti pagrindinius jo parametrus ir įrenginį.
Galios transformatorius suvirinimo aparatui
Prieš pradėdami skaičiuoti, ypač gamindami, turite patys išsiaiškinti, kokia turėtų būti suvirinimo srovė. Kadangi kasdieniame gyvenime dažniausiai naudojami 3-4 mm skersmens elektrodai, verta jais pasikliauti atliekant skaičiavimus. Namų darbams ir darbams užtenka trijų milimetrų. Net automobilio kėbulo darbus galima atlikti nebijant prastos kokybės siūlių, kurias gali padaryti suvirinimas. Taigi, jei pasirinkimas pateko į trejetuką, reikia rinktis apie 115 A srovę. Būtent tokia srove šie elektrodai veikia idealiai. Jei nuspręsite naudoti deuce, srovė įrenginio išvestyje turėtų būti apie 70 A, o keturiems - dvigubai daugiau.
Atkreipkite dėmesį, kad suvirinimo transformatoriaus galia neturėtų būti labai didelė. Srovės suvartojimas yra maksimalus 200 A. Ir net tada tokiu atveju bus per didelis ne tik apvijų laidų, bet ir maitinimo kabelių šildymas. Dėl to padidėja tinklo apkrova, o elektros saugikliai gali neatlaikyti. Taigi, jei nuspręsite naudoti 3 mm storio elektrodus, pradėkite nuo ne didesnės kaip 130 A srovės. Norint apskaičiuoti suvirinimo transformatoriaus galią, jums reikės antrinės apvijos srovės sandaugos, kai užsidega lankas, fazės kampas, poilsio įtampa padalinta iš koeficiento naudingas veiksmas. Šiuo atveju tai gali būti laikoma pastovia reikšme, ji lygi 0,7.
Atgal į rodyklę
Suvirinimo transformatorius
Svarbiausia šerdyje yra forma. Tai gali būti strypas (U formos) arba šarvuotas (W formos). Jei juos palygintume, paaiškėtų, kad pirmojo tipo prietaisų, skirtų suvirinimui, efektyvumas yra didesnis. Apvijų tankis taip pat gali būti gana didelis. Žinoma, jie dažniausiai naudojami gamybai elektrinis suvirinimas. Namų gamybos metalo suvirinimo aparatas gali turėti šių tipų apvijas:
- cilindrinis (antrinė apvija suvyniota per tinklą);
- diskas (abi apvijos yra tam tikru atstumu viena nuo kitos).
Cilindrinės apvijos: a - vieno sluoksnio, b - dvisluoksnės, c - daugiasluoksnės apvalios vielos, 1 - stačiakampės vielos posūkiai, 2 - suskaidyti išlyginamieji žiedai, 3 - popieriaus-bakelito cilindras, 4 - pirmojo apvijos sluoksnio galas , 5 - vertikalūs bėgiai, 6 - vidinės apvijos šakos.
Verta išsamiau apsvarstyti kiekvieną apvijų tipą. Kalbant apie cilindrinę apviją, ji turi labai griežtas srovės įtampos charakteristikas. Bet jis nebus tinkamas naudoti rankinio suvirinimo aparatuose. Iš padėties galite išeiti naudodami droselius ir reostatus aparato konstrukcijoje. Bet jie tik apsunkina visą schemą, o tai daugeliu atvejų yra netinkama.
Naudojant disko tipo apviją, tinklo apvija yra tam tikru atstumu nuo antrinės. Daugumaįrenginyje kylantis magnetinis srautas (tiksliau, jis atsiranda tinklo apvijoje) jokiu būdu (net indukciniu būdu) negali būti sujungtas su antrine apvija. Šio tipo apvijas geriausia naudoti tais atvejais, kai reikia dažnai reguliuoti suvirinimo srovę. Tokių prietaisų išorinė charakteristika yra prieinama reikiamu kiekiu. O suvirinimo transformatoriaus nuotėkio induktyvumas tiesiogiai priklauso nuo tinklo apvijos vietos, palyginti su antrine. Bet tai taip pat priklauso nuo magnetinės grandinės tipo, net nuo to, ar šalia suvirinimo aparato yra metalinių daiktų. Tikslios induktyvumo vertės apskaičiuoti neįmanoma. Skaičiuojant naudojami apytiksliai skaičiavimai.
Suvirinimo darbui reikalinga srovė reguliuojama keičiant tarpą tarp pirminės ir antrinės apvijų. Žinoma, jie turėtų būti pagaminti taip, kad juos būtų galima lengvai perkelti išilgai magnetinės grandinės. Tai gana sunku padaryti tik namų sąlygomis, tačiau galite nustatyti tam tikrą skaičių fiksuotų suvirinimo srovės verčių. Ateityje naudojant suvirinimą, jei reikia šiek tiek sumažinti srovę, kabelį reikia tiesti žiedais. Tiesiog nepamirškite, kad nuo to jis sušils.
Transformatoriaus apvijos yra išdėstytos skirtingais pečiais: 1 - pirminė, 2 - antrinė.
Suvirinimo aparatai su U formos šerdimis turės labai stiprią sklaidą. Be to, jų tinklo apvija turi būti ant vieno peties, o antrinė - ant antrojo. Taip yra dėl to, kad atstumas nuo vienos apvijos iki kitos yra gana didelis. Pagrindinis suvirinimo transformatoriaus rodiklis yra transformacijos koeficientas. Jį galima apskaičiuoti padalijus antrinės apvijos apsisukimų skaičių iš pirminės apvijos apsisukimų skaičiaus. Tą pačią reikšmę gausite padalydami išėjimo srovę arba įtampą iš atitinkamos įvesties charakteristikos (srovės arba įtampos).
Atgal į rodyklę
Standartinis suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas
Šis metodas naudojamas tik apskaičiuojant konvertuojančius įrenginius, naudojant tik U formos magnetines grandines. Abi apvijos suvyniotos ant tų pačių rėmų, esančių ant skirtingų svirčių. Reikėtų nepamiršti, kad abiejų apvijų puses būtina nuosekliai sujungti viena su kita. Pavyzdžiui, paskaičiuota, kad keitiklis veiktų su 4 mm elektrodais. Tam reikia maždaug 160 A antrinės apvijos srovės. Išėjimo įtampa turi būti 50 V. Tuo pačiu metu tinklo (maitinimo) įtampa turi būti 220 arba 240 V. Tegul veikimo laikas yra 20%.
Skaičiavimui būtina įvesti galios parametrą, kuriame atsižvelgiama į darbo trukmę. Ši galia bus lygi: Rdl \u003d I2 x U2 x (PR / 100) 1/2 x 0,001.
Suvirinimo aparato parametrams, kurie buvo imami kaip atskaitos taškas, galios vertė yra 3,58 kW. Dabar reikia apskaičiuoti apvijų apsisukimų skaičių. Tam: E = 0,55 + 0,095 × Pdl.
Apvijų vieta ant strypų transformatoriuose: 1 - strypas, 2 - HV apvija, 3 - LV apvija, 4,5 - ritių grupės.
Šioje formulėje E yra vieno apsisukimo elektrovaros jėga. Apskaičiuotam įrenginiui ši vertė bus lygi 0,89 volto / apsisukimo. Tai yra, iš kiekvieno keitiklio apsisukimo galima pašalinti 0,89 V. Todėl santykis 220 / 0,89 yra pirminės apvijos apsisukimų skaičius. O santykis 50 / 0,89 yra antrinio posūkių skaičius.
Pirminėje apvijoje bus srovė, lygi antrinės apvijos srovės ir koeficiento k \u003d 1,1 sandaugai su transformacijos santykiu. Pavyzdyje bus gauta srovė, lygi 40 A. Norėdami nustatyti suvirinimo transformatoriaus šerdies skerspjūvį, turite naudoti formulę: S = U2 × 10000 / (4,44 × f × N2 × Bm).
Skaičiuojant pavyzdyje, plotas bus lygus 27 cm². Šiuo atveju f yra lygus 50 hercų, o Bm yra lauko indukcija (magnetinė) įrenginio šerdyje. Jo vertė yra lygi 1,5 teslos.
Suvirinimo transformatoriui, kuris veiks su 4 mm storio elektrodais, gautos šios charakteristikos:
Magnetinių šerdžių tipai: a - šarvai, b - strypas.
- suvirinimo srovė - 160 A;
- šerdies skerspjūvio plotas - 28,5 cm²;
- pirminėje apvijoje yra 250 apsisukimų.
Tačiau šios charakteristikos galioja ir suvirinimo transformatoriui. Tik jį gaminant buvo naudojama grandinė, kurioje buvo pritaikyta padidinta magnetinio sklaidos vertė. Mažai tikėtina, kad tokį įrenginį pavyks atkurti namuose, todėl bus lengviau pagaminti transformatorių su antrine apvija, apvyniota tiesiai ant tinklo. Net jei atsižvelgsime į sąlygą, kad droselių naudojimas ir veikimo pablogėjimas yra neišvengiami, tokio paprasto įrenginio magnetinis srautas bus sutelktas tam tikrame taške ir aplink jį. Ir visa jame esanti energija gali būti perduota racionaliai.
Atgal į rodyklę
Paprastas transformatoriaus skaičiavimas suvirinimui
Standartiniai transformatorių skaičiavimo metodai daugeliu atvejų yra nepriimtini, nes naudojama ir nestandartinių formų geležis, ir apytiksliai apskaičiuojamo nežinomo skerspjūvio viela. Skaičiuojant gautos tokios suvirinimo transformatoriaus charakteristikos kaip magnetinės grandinės skerspjūvio plotas ir apsisukimų skaičius. Verta paminėti, kad padvigubėjus skerspjūvio plotui, paties transformatoriaus charakteristikos nepablogės. Norėdami pasiekti reikiamą galią, turite pakeisti tik pirminės apvijos apsisukimų skaičių.
Kuo didesnis magnetinės grandinės skerspjūvis, tuo mažiau apsisukimų reikės suvynioti. Naudokite šią kokybę, jei kyla problemų su apvijos laidu. Norėdami apskaičiuoti pirminės apvijos apsisukimų skaičių, galite naudoti paprastas formules:
Srovės, esančios transformatoriaus pirminėje apvijoje, priklausomybės nuo maitinimo įtampos, esant tuščiosios eigos režimui.
- N1 = 7440 × U1 / (Pietinė × I2);
- N1 = 4960 × U1 / (Pietinė × I2).
Pirmasis naudojamas skaičiuojant suvirinimo aparatus, kurių abi apvijos yra ant tos pačios rankos. Apvijoms, išdėstytoms tarpais, turėtų būti taikoma antroji formulė. Šiose formulėse Siz yra magnetinės grandinės skerspjūvis, išmatuotas prieš skaičiavimus. Atkreipkite dėmesį, kad kai apvijos yra išdėstytos tarp skirtingų svirčių, suvirinimo aparato išėjime negausite didesnės nei 140 A srovės. Ir bet kokio tipo įrenginiams taip pat neįmanoma atsižvelgti į srovės vertę, kuri yra daugiau nei 200 A. Ir nepamirškite, kad turite daug nežinomųjų:
- transformatoriaus geležies klasė;
- tinklo įtampa ir jos kitimas;
- atsparumas elektros linijose.
Kad būtų išvengta tokių antrinių veiksnių įtakos suvirinimo transformatoriaus veikimui, būtina kas 40 apsisukimų padaryti čiaupą. Galite bet kada pakeisti transformatoriaus darbo režimą, tiekdami maitinimo įtampą mažesniam ar didesniam apsisukimų skaičiui.
Namuose pagamintų suvirinimo transformatorių skaičiavimas turi ryškų specifiškumą, nes daugeliu atvejų jie neatitinka tipinių schemų ir iš esmės jiems neįmanoma taikyti standartinių skaičiavimo metodų, sukurtų pramoniniams transformatoriams. Specifiškumas slypi tame, kad gaminant naminius gaminius, jų komponentų parametrai pritaikomi prie jau turimų medžiagų – daugiausia prie magnetinės grandinės. Dažnai transformatoriai surenkami ne iš pačios geriausios transformatorinės geležies, suvynioti netinkamu laidu, intensyviai įkaista, vibruoja.
Gaminant transformatorių, kurio konstrukcija yra panaši į pramoninį dizainą, galite naudoti standartinius skaičiavimo metodus. Tokie metodai nustato optimaliausias transformatoriaus apvijų ir geometrinių parametrų vertes. Tačiau, kita vertus, tas pats optimalumas yra standartinių metodų trūkumas. Kadangi jie yra visiškai bejėgiai, kai bet kuris parametras viršija standartines reikšmes.
Pagal šerdies formą išskiriami šarvuoti ir strypiniai transformatoriai.Strypinio tipo transformatoriai, lyginant su šarvuotaisiais, pasižymi didesniu efektyvumu ir leidžia didesnius srovės tankius apvijose. Todėl suvirinimo transformatoriai dažniausiai, išskyrus retas išimtis, yra tikmedžio strypai.
Pagal apvijų įrenginio pobūdį išskiriami transformatoriai su cilindrinėmis ir diskinėmis apvijomis.
Transformatorių apvijų tipai: a - cilindrinė apvija, b - disko apvija. 1 - pirminė apvija, 2 - antrinė apvija.
Transformatoriuose su cilindrinėmis apvijomis viena apvija vyniojama ant kitos. Kadangi apvijos yra minimaliu atstumu viena nuo kitos, beveik visas pirminės apvijos magnetinis srautas yra susietas su antrinės apvijos posūkiais. Tik tam tikra pirminės apvijos magnetinio srauto dalis, vadinama nuotėkio srautu, teka į tarpą tarp apvijų ir todėl nėra sujungta su antrine apvija. Toks transformatorius turi standžią charakteristiką (skaitykite apie suvirinimo aparato srovės įtampos charakteristikas). Transformatorius su šia charakteristika netinka rankiniam suvirinimui. Norint gauti krentančią išorinę suvirinimo aparato charakteristiką, šiuo atveju naudojamas balastinis reostatas arba droselis. Šių elementų buvimas apsunkina suvirinimo aparato įrenginį.
Transformatoriuose su diskinėmis apvijomis pirminė ir antrinė apvijos yra atskirtos viena nuo kitos. Todėl didelė pirminės apvijos magnetinio srauto dalis nėra susijusi su antrine apvija. Jie taip pat sako, kad šie transformatoriai sukūrė elektromagnetinę sklaidą. Toks transformatorius turi reikiamą krentančio išorinę charakteristiką. Transformatoriaus nuotėkio induktyvumas priklauso nuo santykinė padėtis apvijos, nuo jų konfigūracijos, iš magnetinės grandinės medžiagos ir net iš metalinių objektų, esančių šalia transformatoriaus. Todėl tiksliai apskaičiuoti nuotėkio induktyvumą praktiškai neįmanoma. Paprastai praktikoje apskaičiavimas atliekamas taikant nuoseklių aproksimacijų metodą, po to patikslinami apvijos ir projektiniai duomenys pagal praktinį pavyzdį.
Suvirinimo srovė paprastai reguliuojama keičiant atstumą tarp apvijų, kurios yra judamos. Buitinėmis sąlygomis sunku pagaminti transformatorių su kilnojamomis apvijomis. Išvestis gali būti gaminant transformatorių kelioms fiksuotoms suvirinimo srovės vertėms (kelioms atviros grandinės įtampos vertėms). Tikslesnis suvirinimo srovės reguliavimas mažėjimo kryptimi gali būti atliekamas suvirinimo kabelį tiesiant žiedais (kabelis bus labai karštas).
Ypač stiprus išsisklaidymas ir, atitinkamai, staigiai krentanti charakteristika, išsiskiria U formos transformatoriais, kuriuose apvijos yra išdėstytos viena nuo kitos skirtingose rankose, nes atstumas tarp apvijų yra ypač didelis.
Tačiau jie praranda daug galios ir gali neteikti laukiamos srovės.
Pirminės apvijos N 1 vijų skaičiaus santykis su antrinės apvijos N 2 vijų skaičiumi vadinamas transformatoriaus n transformacijos koeficientu, o jei neatsižvelgsite į įvairius nuostolius, tada ši išraiška yra tiesa:
n \u003d N 1 / N 2 \u003d U 1 / U 2 \u003d I 2 / I 1
kur U 1 , U 2 - pirminės ir antrinės apvijų įtampa, V; I 1, I 2 - pirminės ir antrinės apvijų srovė, A.
Suvirinimo transformatoriaus galios pasirinkimas
Prieš pradedant skaičiuoti suvirinimo transformatorių, būtina aiškiai apibrėžti - kokia suvirinimo srovės verte jis turi būti eksploatuojamas. Buitiniam elektriniam suvirinimui dažniausiai naudojami 2, 3 ir 4 mm skersmens dengti elektrodai. Iš jų bene plačiausiai naudojami 3 mm elektrodai, kaip universaliausias sprendimas, tinkantis tiek palyginti plonam plienui, tiek nemažo storio metalui suvirinti. Suvirinimui dviejų milimetrų elektrodais pasirenkama 70A eilės srovė; "troika" dažniausiai veikia esant 110-120A srovei; už "keturis" reikės 140-150A srovės.Pradedant montuoti transformatorių, protingiausia būtų pačiam nusistatyti išėjimo srovės ribą, o apvijas apvynioti pasirinktai galiai. Nors čia galite sutelkti dėmesį į maksimalią galimą konkretaus mėginio galią, atsižvelgiant į tai, kad nuo vienfazis tinklas bet koks transformatorius vargu ar gali sukurti srovę, didesnę nei 200 A. Tuo pačiu metu būtina aiškiai suvokti, kad didėjant galiai didėja transformatoriaus įkaitimo ir susidėvėjimo laipsnis, reikalingi storesni ir brangesni laidai, didėja svoris, o ne kiekvienas elektros tinklas gali atlaikyti apetitą. galingi suvirinimo aparatai. Aukso viduriukas čia gali būti transformatoriaus galia, pakankama, kad veiktų dažniausiai naudojamas trijų milimetrų elektrodas, kurio išėjimo srovė yra 120-130A.
Suvirinimo transformatoriaus ir viso aparato energijos suvartojimas bus lygus:
P = U x.x. × I Šv. × cos(φ) / η
kur U x.x. - atviros grandinės įtampa, I St. - suvirinimo srovė, φ - fazės kampas tarp srovės ir įtampos. Kadangi pats transformatorius yra indukcinė apkrova, fazės kampas visada egzistuoja. Skaičiuojant energijos suvartojimą, cos(φ) gali būti lygus 0,8. η – efektyvumas. Suvirinimo transformatoriaus efektyvumas gali būti lygus 0,7.
Standartinis transformatoriaus projektavimo metodas
Šis metodas taikomas apskaičiuojant įprastus suvirinimo transformatorius su padidintu magnetiniu nuotėkiu, tokiu įrenginiu. Transformatorius pagamintas U formos magnetinės grandinės pagrindu. Jo pirminė ir antrinė apvijos susideda iš dviejų lygių dalių, kurios yra priešingose magnetinės grandinės atšakos. Tarpusavyje apvijų pusės yra sujungtos nuosekliai.
Pavyzdžiui, paimkime šią techniką, norėdami apskaičiuoti suvirinimo transformatoriaus, skirto antrinės ritės I 2 \u003d 160A darbo srovei, su atviros grandinės išėjimo įtampa U 2 \u003d 50 V, duomenis, tinklo įtampa U 1 \u003d 220 V, mes imsime PR (darbo trukmės) vertę, tarkime, 20% (apie PR, žr. toliau).
Pristatome galios parametrą, kuriame atsižvelgiama į transformatoriaus trukmę:
P dl \u003d U 2 × I 2 × (PR / 100) 1/2 × 0,001
P dl \u003d 50 × 160 (20/100) 1/2 × 0,001 \u003d 3,58 kW
kur PR – darbo trukmės koeficientas, %. Veikimo laiko koeficientas parodo, kiek laiko (procentais) transformatorius dirba lanko režimu (įšyla), likusį laiką – tuščiosios eigos režimu (atvėsta). Dėl naminiai transformatoriai PR gali būti laikomas lygiu 20-30%. Pats PR apskritai neturi įtakos transformatoriaus išėjimo srovei, tačiau, kaip ir transformatoriaus apsisukimų santykis, jie per daug neįtakoja gatavo produkto PR parametro. PR labiau priklauso nuo kitų faktorių: vielos skerspjūvio ir srovės tankio, izoliacijos ir laidų klojimo būdo, vėdinimo. Tačiau, atsižvelgiant į aukščiau pateiktą metodiką, manoma, kad įvairiems PR šiek tiek skirtingi santykiai tarp ritės apsisukimų skaičiaus ir magnetinės grandinės skerspjūvio ploto bus optimalesni, nors bet kuriuo atveju atveju išėjimo galia lieka nepakitusi, apskaičiuota nustatyti srovę aš 2. Niekas netrukdo priimti PR, tarkim, 60% arba visus 100%, o transformatorių eksploatuoti mažesne verte, kaip tai dažniausiai būna praktikoje. Tačiau geriausias apvijų duomenų ir transformatoriaus geometrijos derinys užtikrina mažesnės PR vertės pasirinkimą.
Norint pasirinkti transformatoriaus apvijų apsisukimų skaičių, rekomenduojama naudoti vieno posūkio E elektrovaros jėgos empirinę priklausomybę (voltais vienam apsisukimui):
E = 0,55 + 0,095 × Pdl (Pdl kW)
E \u003d 0,55 + 0,095 × 3,58 \u003d 0,89 V / apsisukimas
Ši priklausomybė galioja įvairiems galių diapazonams, tačiau didžiausią rezultatų konvergenciją duoda 5-30 kW diapazone.
Atitinkamai nustatomas pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičius (abiejų pusių suma):
N 1 \u003d U 1 / E; N 2 \u003d U 2 / E
N 1 \u003d 220 / 0,89 \u003d 247; N 2 \u003d 50 / 0,89 \u003d 56
Pirminės apvijos vardinė srovė amperais:
I 1 \u003d I 2 × k m / n
čia k m =1,05-1,1 - koeficientas, atsižvelgiant į transformatoriaus įmagnetinimo srovę; n \u003d N 1 /N 2 - transformacijos santykis.
n = 247/56 = 4,4
I 1 \u003d 160 × 1,1 / 4,4 \u003d 40 A
Transformatoriaus plieninės šerdies skerspjūvis (cm 2) nustatomas pagal formulę:
S = U 2 × 10 000/(4,44 × f × N 2 × Bm)
S = 50 × 10 000 / (4,44 × 50 × 56 × 1,5) \u003d 27 cm 2
kur f=50 Hz - pramoninės srovės dažnis; B m - magnetinio lauko indukcija šerdyje, Tl. Transformatoriniam plienui indukcija gali būti imta B m = 1,5-1,7 T, rekomenduojama ją priartinti prie mažesnės vertės.
Transformatoriaus konstrukciniai matmenys pateikiami atsižvelgiant į magnetinės grandinės šerdies struktūrą. Magnetinės grandinės geometriniai parametrai milimetrais:
- Plieninės plokštės plotis iš magnetinės šerdies pakuotės
a=(S×100/(p 1×k c)) 1/2=(27×100/(2×0,95)) 1/2=37,7 mm. - Magnetinės grandinės peties plokščių krūvos storis
b=a×p 1=37,7×2=75,4 mm. - Magnetinės grandinės lango plotis
c \u003d b / p 2 \u003d 75,4 × 1,2 \u003d 90 mm.
kur p 1 =1,8-2,2; p 2 \u003d 1,0-1,2. Matuojant pagal surinkto transformatoriaus šonų linijinius matmenis, magnetinės grandinės skerspjūvio plotas bus šiek tiek didesnis už apskaičiuotą vertę, reikia atsižvelgti į neišvengiamus tarpus tarp plokščių geležies komplekte , ir lygu:
S out \u003d S / k c
Išorė \u003d 27 / 0,95 \u003d 28,4 cm 2
kur k c =0,95-0,97 - plieno užpildymo koeficientas.
Vertė (a) parenkama arčiausiai iš transformatoriaus plieno asortimento, galutinė vertė (b) koreguojama atsižvelgiant į anksčiau pasirinktą (a), sutelkiant dėmesį į gautas S ir S vertes.
Magnetinės šerdies aukštis nėra griežtai nustatytas metodu ir parenkamas atsižvelgiant į ritių su viela matmenis, montavimo matmenis, taip pat imamas atstumas tarp ritių, kuris nustatomas reguliuojant transformatoriaus srovę. atsižvelgti. Ričių matmenys nustatomi pagal laido skerspjūvį, apsisukimų skaičių ir apvijos būdą.
Suvirinimo srovę galima reguliuoti perkeliant pirminės ir antrinės apvijų dalis viena kitos atžvilgiu. Kaip didesnis atstumas tarp pirminės ir antrinės apvijų, tuo mažesnė bus suvirinimo transformatoriaus išėjimo galia.
Taigi, suvirinimo transformatoriui, kurio suvirinimo srovė yra 160 A, buvo gautos pagrindinių parametrų reikšmės: bendras pirminių ritių apsisukimų skaičius N 1 = 247 apsisukimai ir išmatuotas magnetinio skerspjūvio plotas. grandinė S =28,4 cm 2 . Skaičiuojant su tais pačiais pradiniais duomenimis, išskyrus PR=100%, bus gauti šiek tiek skirtingi S nuo ir N 1 santykiai: atitinkamai 41,6 cm 2 ir 168, esant tokiai pačiai 160A srovei.
Į ką reikėtų atsižvelgti analizuojant gautus rezultatus? Visų pirma, šiuo atveju tam tikros srovės S ir N santykiai galioja tik suvirinimo transformatoriui, pagamintam pagal schemą su padidintu magnetiniu sklaida. Jei tokio tipo transformatoriams gautas S ir N vertes pritaikytume kitam transformatoriui - pastatytam pagal schemą galios transformatorius(žr. paveikslėlį žemiau), tada išėjimo srovė su tomis pačiomis S ir N 1 reikšmėmis žymiai padidėtų, tikriausiai 1,4–1,5 karto, arba tektų padidinti aparato apsisukimų skaičių. pirminę ritę N 1 maždaug tiek pat kartų, kad būtų išlaikytos nurodytos srovės vertės.
Suvirinimo transformatoriai, kuriuose antrinės ritės dalys suvyniotos virš pirminės, plačiai paplito nepriklausoma suvirinimo aparatų gamyba. Jų magnetinis srautas yra labiau koncentruotas ir energija perduodama racionaliau, nors dėl to pablogėja suvirinimo charakteristikos, tačiau tai gali būti pakoreguota droseliu ar balastu.
Supaprastintas suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas
Daugeliu atvejų standartinių skaičiavimo metodų nepriimtinumas slypi tame, kad jie tam tikrai transformatoriaus galiai nustato tik pavienes tokių pagrindinių parametrų reikšmes, kaip išmatuotas magnetinės grandinės skerspjūvio plotas (S). of) ir pirminės apvijos apsisukimų skaičius (N 1), nors pastarieji laikomi optimaliais. Aukščiau buvo gautas 160A srovės magnetinės grandinės skerspjūvis, lygus 28 cm 2. Tiesą sakant, tos pačios galios magnetinės grandinės skerspjūvis gali labai skirtis - 25–60 cm 2 ir net didesnis, be didelių suvirinimo transformatoriaus kokybės praradimo. Tokiu atveju kiekvienai savavališkai paimtai sekcijai reikia apskaičiuoti apsisukimų skaičių, visų pirma pirminės apvijos, taip, kad išėjimo metu būtų gauta tam tikra galia. Ryšys tarp S ir N 1 santykio yra artimas atvirkščiai proporcingas: nei daugiau ploto magnetinės grandinės (S) dalis, tuo mažiau reikia abiejų ritių apsisukimų.Svarbiausia suvirinimo transformatoriaus dalis yra magnetinė šerdis. Daugeliu atvejų naminiams gaminiams naudojamos magnetinės grandinės iš senos elektros įrangos, kuri iki tol neturėjo nieko bendra su suvirinimu: visokie dideli transformatoriai, autotransformatoriai (LATR), elektros varikliai. Dažnai šios magnetinės grandinės turi labai egzotišką konfigūraciją, o jų geometrinių parametrų keisti negalima. O suvirinimo transformatorius turi būti skaičiuojamas tam, kas tai yra - nestandartinė magnetinė grandinė, naudojant nestandartinį skaičiavimo metodą.
Svarbiausi skaičiavimo parametrai, nuo kurių priklauso galia, yra magnetinės grandinės skerspjūvio plotas, pirminės apvijos apsisukimų skaičius ir transformatoriaus pirminės bei antrinės apvijos vieta ant magnetinės. grandinė. Magnetinės grandinės skerspjūvis šiuo atveju matuojamas išoriniais suspausto plokščių paketo matmenimis, neatsižvelgiant į nuostolius dėl tarpų tarp plokščių, ir išreiškiamas cm 2. Esant 220–240 V maitinimo tinklo įtampai ir esant nedideliam pasipriešinimui linijoje, apytiksliai pirminės apvijos posūkių apskaičiavimui galima rekomenduoti šias formules, kurios duoda teigiamus rezultatus, kai daugelio tipų srovėms yra 120–180 A. suvirinimo transformatoriai. Žemiau pateikiamos dviejų kraštutinių apvijų padėčių formulės.
Transformatoriams su apvijomis ant vieno peties (paveikslas žemiau, a):
N 1 \u003d 7440 × U 1 / (S iš × I 2)
Transformatoriams su atskirtomis apvijomis (paveikslėlis žemiau, b):
N 1 \u003d 4960 × U 1 / (S iš × I 2)
kur N 1 – apytikslis pirminės apvijos apsisukimų skaičius, S of – išmatuotas magnetinės grandinės skerspjūvis (cm 2), I 2 – nurodyta antrinės apvijos suvirinimo srovė (A), U 1 – tinklo Įtampa.
Šiuo atveju reikia turėti omenyje, kad transformatoriui su pirminėmis ir antrinėmis apvijomis, išdėstytomis išilgai skirtingų svirties, mažai tikėtina, kad bus galima gauti didesnę nei 140 A srovę - tai turi stiprų magnetinio lauko išsklaidymą. Taip pat neįmanoma sutelkti dėmesio į srovę, viršijančią 200 A kitų tipų transformatoriams. Formulės labai apytikslės. Kai kurie transformatoriai su ypač netobulomis magnetinėmis grandinėmis suteikia žymiai mažesnes išėjimo sroves. Be to, yra daug tokių parametrų, kurių negalima iki galo nustatyti ir į juos atsižvelgti. Paprastai nežinoma, iš kokios geležies pagaminta ta ar kita iš senos įrangos pašalinta magnetinė grandinė. Tinklo įtampa gali labai skirtis (190-250V). Dar blogiau, jei elektros linija turi didelę vidinę varžą, siekiančią tik keletą omų, tai praktiškai neturi įtakos voltmetro rodmenims, turintiems didelę vidinę varžą, tačiau gali labai slopinti suvirinimo galią. Atsižvelgiant į visa tai, kas išdėstyta aukščiau, pirminę transformatoriaus apviją rekomenduojama atlikti keliais čiaupais kas 20–40 apsisukimų.
Tokiu atveju visada bus galima tiksliau pasirinkti transformatoriaus galią arba pritaikyti ją prie konkretaus tinklo įtampos. Antrinės apvijos apsisukimų skaičius nustatomas pagal santykį (išskyrus „ausias“, pavyzdžiui, iš dviejų LATR):
N 2 \u003d 0,95 × N 1 × U 2 / U 1
kur U 2 yra norima atviros grandinės įtampa antrinės apvijos išėjime (45-60 V), U 1 yra tinklo įtampa.
Magnetinės grandinės skerspjūvio parinkimas
Dabar mes žinome, kaip apskaičiuoti suvirinimo transformatoriaus ritių posūkius tam tikrai magnetinės grandinės atkarpai. Tačiau lieka klausimas - kaip tiksliai pasirinkti šią sekciją, ypač jei magnetinės grandinės konstrukcija leidžia keisti jos vertę?Optimali magnetinės šerdies skerspjūvio vertė tipiniam suvirinimo transformatoriui gauta skaičiavimo pavyzdyje pagal standartinį metodą (160A, 26 cm 2). Tačiau vertės, kurios toli gražu ne visada yra optimalios energijos rodiklių požiūriu, yra tokios arba apskritai galimos konstruktyvių ir ekonominių sumetimų požiūriu.
Pavyzdžiui, tos pačios galios transformatorius gali turėti magnetinės grandinės sekciją, kurios skirtumas yra du kartus: tarkime, 30–60 cm 2. Šiuo atveju apvijų apsisukimų skaičius taip pat skirsis maždaug du kartus: už 30 cm 2 turėsite suvynioti dvigubai daugiau vielos nei už 60 cm 2. Jei magnetinėje grandinėje yra mažas langas, rizikuojate, kad visi posūkiai tiesiog netilps į jo tūrį arba turėsite naudoti labai ploną laidą - tokiu atveju reikia padidinti skerspjūvį. magnetinė grandinė, siekiant sumažinti laido apsisukimų skaičių (aktualu daugeliui naminių transformatorių). Antra priežastis – ekonominė. Jei apvijos laido trūksta, tada, atsižvelgiant į dideles išlaidas, šią medžiagą reikės maksimaliai sutaupyti, jei įmanoma, padidiname magnetinę grandinę iki didesnio skerspjūvio. Tačiau, kita vertus, magnetinė šerdis yra sunkiausia transformatoriaus dalis. Papildomas magnetinės grandinės skerspjūvio plotas yra papildomas ir, be to, labai apčiuopiamas svoris. Svorio padidėjimo problema ypač išryškėja suvyniojus transformatorių aliuminio viela, kurio svoris yra daug mažesnis nei plieno, o juo labiau vario. Turint dideles vielos atsargas ir pakankamo dydžio magnetinės grandinės langą, prasminga šį konstrukcinį elementą rinktis plonesnį. Bet kokiu atveju nerekomenduojama nukristi žemiau 25 cm 2 vertės, virš 60 cm 2 taip pat nepageidautina.
Empirinis transformatoriaus posūkių parinkimas
Kai kuriais atvejais transformatoriaus išėjimo galią galima spręsti pagal pirminės apvijos srovę tuščiosios eigos režimu. Greičiau čia galime kalbėti ne apie kiekybinį galios įvertinimą suvirinimo režimu, bet apie transformatoriaus nustatymą maksimaliai galiai, kurią gali pasiekti tam tikra konstrukcija. Arba mes kalbame apie pirminės apvijos apsisukimų skaičiaus kontrolę, kad būtų išvengta jų trūkumo gamybos procese. Norėdami tai padaryti, jums reikės tam tikros įrangos: LATR (laboratorinis autotransformatorius), ampermetro, voltmetro.Bendruoju atveju tuščiosios eigos srovė negali būti naudojama vertinant galią: srovė gali skirtis net ir tų pačių tipų transformatoriams. Tačiau ištyrus srovės priklausomybę pirminėje apvijoje tuščiosios eigos režimu, galima drąsiau spręsti apie transformatoriaus savybes. Norėdami tai padaryti, transformatoriaus pirminė apvija turi būti prijungta per LATR, kuri leis sklandžiai pakeisti įtampą joje nuo 0 iki 240 V. Į grandinę taip pat turi būti įtrauktas ampermetras.
Palaipsniui didinant apvijos įtampą, galite gauti srovės priklausomybę nuo maitinimo įtampos. Tai atrodys taip.
Iš pradžių srovės kreivė švelniai, beveik tiesiškai didėja iki mažos reikšmės, vėliau didėjimo greitis didėja – kreivė lenkiasi aukštyn, o po to sparčiai didėja srovė. Tuo atveju, kai kreivė linkusi į begalybę iki 240 V įtampos (1 kreivė), tai reiškia, kad pirminėje apvijoje yra nedaug apsisukimų ir ją reikia apvynioti. Reikia turėti omenyje, kad tokiai pačiai įtampai įjungtas transformatorius be LATR ims apie 30% daugiau srovės. Jei darbinės įtampos taškas yra kreivės posūkyje, tada suvirinimo metu transformatorius išduos maksimalią galią (2 kreivė). 3, 4 kreivių atveju transformatorius turės galios šaltinį, kurį galima padidinti sumažinus pirminės apvijos apsisukimus, ir nereikšmingą tuščiosios eigos srovę: dauguma naminių gaminių yra orientuoti į šią padėtį. Tiesą sakant, skirtingų tipų transformatorių tuščiosios eigos srovės skiriasi, daugeliu atvejų svyruoja nuo 100 iki 500 mA. Nerekomenduojama tuščiosios eigos srovės nustatyti didesnę nei 2A.
Naudodamiesi šios svetainės turiniu, turite įdėti aktyvias nuorodas į šią svetainę, matomas vartotojams ir paieškos robotams.
Šis suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas tinka ir taškinio suvirinimo transformatoriui apskaičiuoti.
Kaip jau ne kartą buvo aprašyta, transformatorius susideda iš šerdies ir dviejų apvijų. Būtent šie konstrukciniai elementai yra atsakingi už pagrindinius suvirinimo elementus. Iš anksto žinant, kokia turėtų būti vardinė srovė, pirminės ir antrinės apvijų įtampa, taip pat kiti parametrai (), atliekami apvijų, šerdies ir laido sekcijos skaičiavimai.
Atliekame tikslų transformatoriaus suvirinimui skaičiavimą!
Atliekant suvirinimo transformatoriaus skaičiavimus, remiamasi šiais duomenimis:
Pirminė įtampa U1. Tiesą sakant, tai yra tinklo įtampa, nuo kurios transformatorius veiks. Gali būti 220V arba 380V; Nominali įtampa antrinė apvija U2. Elektros įtampa, kuri turėtų būti nuleidus įeinančią ir neviršija 80 V. Būtina paleisti lanką; vardinė antrinės apvijos srovė I. Šis parametras parenkamas pagal tai, kokie elektrodai bus virinami ir koks didžiausias metalo storis, kurį galima suvirinti; šerdies skerspjūvio plotas Sc. Prietaiso patikimumas priklauso nuo pagrindinio ploto. Optimalus skerspjūvio plotas yra nuo 45 iki 55 cm2; lango plotas Taigi. Šerdies lango plotas parenkamas atsižvelgiant į gerą magnetinį sklaidą, perteklinės šilumos pašalinimą ir lengvą laido apvyniojimą. Parametrai nuo 80 iki 110 cm2 laikomi optimaliais;
Apvijos srovės tankis (A/mm2). Tai gana svarbus parametras, atsakingas už elektros nuostolius transformatoriaus apvijose. Namų gamybos suvirinimo transformatoriams šis skaičius yra 2,5 - 3 A. svetainėje
Skaičiavimų pavyzdžiu imame šiuos suvirinimo transformatoriaus parametrus: tinklo įtampa U1=220 V, antrinės apvijos įtampa U2=60 V, vardinė srovė 180 A, šerdies skerspjūvio plotas Sc=45 cm2, lango plotas So= 100 cm2, srovės tankis apvijoje 3 A.
P \u003d 1,5 * Sc * Taigi \u003d 1,5 * 45 * 100 = 6750 W arba 6,75 kW.
Svarbu! Šioje formulėje transformatoriams, kurių šerdies tipas P, Sh, taikomas koeficientas 1,5. Toroidiniams transformatoriams šis koeficientas yra 1,9, o 
branduoliai, tokie kaip PL, ShL 1.7.
Svarbu! Kaip ir pirmoje formulėje, transformatoriams su P, Sh tipo šerdimi naudojamas koeficientas 50. Toroidiniams bus 35, o PL, ShL tipo gyslėms 40.
Dabar apskaičiuojame didžiausią srovės stiprumą pirminėje apvijoje pagal formulę: Imax \u003d P / U \u003d 6750/220 \u003d 30,7 A. Belieka apskaičiuoti posūkius pagal gautus duomenis.
Norėdami apskaičiuoti posūkius, naudojame formulę Wx \u003d Ux * K. Antrinei apvijai tai bus W2 = U2 * K = 60 * 1,11 = 67 apsisukimai. Pirminį skaičiavimą atliksime šiek tiek vėliau, nes ten naudojama kita formulė. Gana dažnai, ypač toroidiniams transformatoriams, skaičiuojami srovės reguliavimo žingsniai. Tai daroma norint išvesti laidą tam tikru posūkiu. Skaičiavimas atliekamas pagal šią formulę: W1st \u003d (220 * W2) / Ust.
- Ust - antrinės apvijos išėjimo įtampa.
- W2 - antrinės apvijos posūkiai.
- W1st - tam tikros pakopos pirminės apvijos posūkiai.
Bet pirmiausia reikia apskaičiuoti kiekvienos pakopos įtampą Ust. Norėdami tai padaryti, naudojame formulę U=P/I. Pavyzdžiui, mūsų 6750 W transformatoriui turime padaryti keturis reguliuojamus žingsnius 90 A, 100 A, 130 A ir 160 A. Pakeitę duomenis į formulę, gauname U1st1 \u003d 75 V, U1st2 \u003d 67,5 V, U1st3 \u003d 52 V, U1st4 \u003d 42,2 V.
Gautas vertes pakeičiame į reguliavimo žingsnių posūkių skaičiavimo formą ir gauname W1st1=197 posūkius, W1st2=219 posūkius, W1st3=284 posūkius, W1st4=350 apsisukimų. Pridėjus dar 5% prie maksimalios gautų posūkių vertės 4 etapui, gauname realų apsisukimų skaičių – 385 posūkius.
Galiausiai apskaičiuojame laido skerspjūvį ant pirminės ir antrinės apvijų. Tam mes skirstome maksimali srovė kiekvienai apvijai pagal srovės tankį. Dėl to gauname Sprim = 11 mm2 ir Ssecond = 60 mm2.
Svarbu! Panašiai atliekamas varžinio suvirinimo transformatoriaus apskaičiavimas. Tačiau yra keletas reikšmingų skirtumų. Faktas yra tas, kad tokių transformatorių antrinės apvijos vardinė srovė yra apie 2000 - 5000 A mažos galios ir iki 150 000 A galingų. Be to, tokiems transformatoriams reguliavimas atliekamas iki 8 žingsnių naudojant kondensatorius ir diodinį tiltelį.
Kaip apskaičiuoti vaizdo transformatorių.
Metalinių dalių sujungimas su elektros lanku žinomas daugiau nei 120 metų, tačiau mažai kas žino visas šio proceso subtilybes, kurios yra labai svarbios norint apskaičiuoti suvirinimo transformatorių paprastam aparatui ir pusiau automatiniam įrenginiui.
1 Kuo pagrįstas suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas?
Prieš suprasdami formules, pažvelkime į paprasčiausio aparato veikimo principą. Tokio bloko pagrindas yra žeminamasis transformatorius, leidžiantis pakeisti įėjimo įtampą, atitinkančią 220 V kasdieniame gyvenime, į žemesnę, iki 60 V vadinamajai tuščiąja eiga arba, kitaip tariant. , ramybės būsena. Kuris gali būti naudojamas su prietaisu, priklauso nuo srovės stiprumo, kuris turėtų būti 120–130 A, esant populiariausiam trijų milimetrų vartojimo skersmeniui..
Ir čia reikia atlikti skaičiavimus, nes jei elektrodo strypas išsilydo esant tam tikram srovės stiprumui, tada jis vienodai šildys transformatoriaus šerdį ir apvijos laidą. Todėl, norėdami sužinoti optimalią transformatoriaus galią, pirmiausia turime apskaičiuoti darbinę įtampą, sutelkdami dėmesį į darbinę srovę. Tam yra formulė U 2 \u003d 20 + 0,04I 2, kur U 2 - antrinės apvijos įtampa ir aš 2 - didžiausia įrenginio skleidžiama suvirinimo srovė.
Dabar grįžkime prie šerdies, kuri ne veltui taip vadinama, nes tai yra transformatoriaus, tiek paprasčiausio, tiek pusiau automatinio, širdis. Jis pagamintas iš metalinių plokščių, kurios gali atlaikyti tam tikrą apkrovą srovės galios atžvilgiu. Ši leistina vertė priklauso nuo šerdies matmenų ir vadinama bendra galia, kurią galima rasti žinant atviros grandinės įtampos vertę. Pastarasis apskaičiuojamas pagal formulę Uxx = U 2 S, kur S- antrinės apvijos laido skerspjūvio plotas. Šios srities priklausomybė nuo laidininko skersmens nustatoma pagal formulę S = πd 2 /4, arba pagal šias lenteles:
|
Leidžiamos srovės apkrovos laidams su variniais laidininkais |
||||||
| vielos skersmuo,mm | Leidžiama srovė, A | laidininkai, mm2 | vielos skersmuo,mm | Leidžiama srovė, A | ||
| 0.5 | 0.78 | 11 | 35 | 6,7 | 170 | |
| 0,75 | 0.98 | 15 | 50 | 8,0 | 215 | |
| 1,0 | 1,13 | 17 | 70 | 9.5 | 270 | |
| 1,5 | 1,4 | 23 | 95. | 11.0 | 330 | |
| 2,5 | 1,8 | 30 | 120 | 12,4 | 385 | |
| 4,0 | 2,26 | 41 | 150 | 13.8 | 440 | |
| 6.0 | 2,8 | 50 | 185 | 15,4 | 510 | |
| 10 | 3,56 | 80 | 240 | 17,5 | 605 | |
| 16 | 4,5 | 100 | 300 | 19,5 | 695 | |
| 25 | 5,6 | 140 | 400 | 22,5 | 830 | |
|
Leidžiamos srovės apkrovos laidams su aliuminio laidininkais |
||||||
| Laidžios šerdies skerspjūvio plotas, mm 2 | vielos skersmuo,mm | Leidžiama srovė, A | Laidžios skerspjūvio plotaslaidininkai, mm2 | vielos skersmuo,mm | Leidžiama srovė, A | |
| 2 | 1,6 | 21 | 35 | 6,7 | 130 | |
| 2,5 | 1,78 | 24 | 50 | 8,0 | 165 | |
| 3 | 1,95 | 27 | 70 | 9.5 | 210 | |
| 4 | 2,26 | 32 | 95. | 11.0 | 255 | |
| 5 | 2,52 | 36 | 120 | 12,4 | 295 | |
| 6 | 2,76 | 39 | 150 | 13.8 | 340 | |
| 8 | 3,19 | 46 | 185 | 15,4 | 390 | |
| 10 | 3,56 | 60 | 240 | 17,5 | 465 | |
| 16 | 4,5 | 75 | 300 | 19,5 | 535 | |
| 25 | 5,6 | 105 | 400 | 22,5 | 645 | |
2 Suvirinimo transformatoriaus skaičiavimas naudojant formules ir internetu
Taigi, turime visus reikalingus parametrus, kad galėtume apskaičiuoti bendrą šerdies galią. Toliau dirbame pagal formulę Pgab = Uxxaš 2 cos(φ)/η , kur φ yra fazės poslinkio kampas tarp įtampos ir srovės (galima paimti 0,8), ir η - efektyvumas (imkite 0,7). Belieka rasti leistiną galią, kurią aparatas gali atlaikyti ilgai veikiant. Tuo pačiu atsižvelgiame į tai, kad veikimo trukmės koeficientas (žymime PR) yra apie 20% transformatoriaus prijungimo prie tinklo laiko.
Todėl manome, kad: P dl \u003d U 2 I 2 (PR / 100) 0,5 0,001, arba kitaip P dl \u003d U 2 I 2 (20/100) 0,5 0,001, kuris atitinka P dl \u003d U 2 I 2 0,00045. Apskritai darbo trukmė ir suvirinimo srovės stiprumas praktiškai nesusiję. Didesnę įtaką lanko režimo laikui turi apvijos laido skerspjūvis ir izoliacijos kokybė, taip pat tai, kaip sandariai ir, svarbiausia, tolygiai klojami posūkiai. Todėl dabar pagal formulę galime sužinoti vieno apsisukimo elektrovaros jėgą voltais E = P už 0,095 + 0,55.
Be to, gavę empirinės priklausomybės rezultatą pagal paskutinę formulę, apskaičiuojame optimalų pirminės ir antrinės apvijos apsisukimų skaičių. Abiem atitinkamai naudojame dvi formules N 1 = U1/E, kur U1 yra įvesties tinklo įtampa ir N 2 \u003d U 2 / E. Suvirinimo srovės stiprumas reguliuojamas didinant arba mažinant atstumą tarp pirminės ir antrinės apvijų: kuo jis didesnis, tuo mažesnė išėjimo galia. Tiems, kurie atlieka aukščiau pateiktus skaičiavimus siekdami tikslo savarankiškas surinkimas transformatorius, o ne pirkti gatavą pusiau automatinį suvirinimo aparatą, taip pat turėsite apskaičiuoti šerdies matmenis.
Metalo skerspjūvio plotas nustatomas pagal formulę S \u003d U 2 10000 / (4,44fN 2 B m), kur f- pramoninės srovės dažnis (laikomas 50 Hz), B m yra magnetinio lauko indukcija (laikoma 1,5 T). Dabar galite sužinoti plieninės plokštės plotį transformatoriaus pakuotėje: a = (100S /(p 1 k c)) 0,5, kur p 1 priimti verčių diapazoną nuo 1,8 iki 2,2 (rekomenduojamas vidurkis), kс – plieno užpildymo koeficientas (atitinka 0,95-0,97).
Remdamiesi plokštės pločio verte, išsiaiškiname pečių plokštės paketo storį, kuriam naudojame formulę b = ap 1, o tada magnetinės grandinės lango plotis c= b/p 2, kur p 2 vertės diapazonas yra 1–1,2 (rekomenduojama maksimali). Beje, jei jau ėmėmės matuoti matmenis, prisiminkime plieninį užpildymo koeficientą, kuris rodo tarpus tarp plokščių. Atsižvelgiant į šį rodiklį, šerdies skerspjūvio plotas bus šiek tiek kitoks, todėl pavadinkime jį išmatuota verte ir iš naujo apibrėžkime. To formulė bus tokia: S out \u003d S / k c. Daugeliu atvejų šie skaičiavimai nereikalingi, jei turite internetinį skaičiuotuvą.