Metāla detaļu savienošana ar elektrisko loku ir zināma jau vairāk nekā 120 gadus, taču tikai daži zina visas šī procesa smalkumus, kas ir ļoti svarīgi, lai veiktu aprēķinus. metināšanas transformators vienkāršākajiem aparātiem un pusautomātiskajiem.
1 Uz ko balstās metināšanas transformatora aprēķins?
Pirms formulu izpratnes apskatīsim vienkāršākā aparāta darbības principu. Šāda mezgla pamatā ir pazeminošs transformators, kas ļauj mainīt ieejas spriegumu, kas atbilst sadzīvē 220 V, uz zemāku, līdz 60 V t.s. dīkstāves kustība jeb, citiem vārdiem sakot, atpūtas stāvoklis. Kuru var izmantot kopā ar ierīci, ir atkarīgs no strāvas stipruma, kam jābūt diapazonā no 120-130 A populārākajam trīs milimetru patērējamajam diametram.
Un šeit ir nepieciešami aprēķini, jo, ja elektroda stienis kūst pie noteiktas strāvas stipruma, tad tas vienādi sildīs transformatora serdi un tinuma vadu. Tāpēc, lai atrastu optimālo transformatora jauda, mums vispirms jāaprēķina darba spriegums, koncentrējoties uz darba strāvu. Tam ir formula U 2 \u003d 20 + 0,04I 2, kur U 2 - spriegums uz sekundārā tinuma un es 2 - maksimālā metināšanas strāva, ko izdod ierīce.
Tagad atgriezieties pie kodola, ko ne velti sauc, jo tā ir gan visvienkāršākā, gan pusautomātiskā transformatora sirds. Tas ir izgatavots no metāla plāksnēm, kas spēj izturēt noteiktu slodzi strāvas jaudas ziņā. Šī pieļaujamā vērtība ir atkarīga no serdes izmēriem un tiek saukta par kopējo jaudu, ko var atrast, zinot atvērtās ķēdes sprieguma vērtību. Pēdējo aprēķina pēc formulas Uxx = U 2 S, kur S- stieples šķērsgriezuma laukums sekundārais tinums. Šīs zonas atkarību no vadītāja diametra nosaka pēc formulas S = πd 2 /4, vai saskaņā ar šādām tabulām:
|
Pieļaujamās strāvas slodzes uz vadiem ar vara vadītājiem |
||||||
| stieples diametrs,mm | Pieļaujamā strāva, A | vadītāji, mm2 | stieples diametrs,mm | Pieļaujamā strāva, 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 | |
|
Pieļaujamās strāvas slodzes uz vadiem ar alumīnija vadītājiem |
||||||
| Vadošā serdeņa šķērsgriezuma laukums, mm 2 | stieples diametrs,mm | Pieļaujamā strāva, A | Vadošā šķērsgriezuma laukumsvadītāji, mm2 | stieples diametrs,mm | Pieļaujamā strāva, 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 Metināšanas transformatora aprēķins, izmantojot formulas un tiešsaistē
Tātad mums ir visi nepieciešamie parametri, lai aprēķinātu kodola kopējo jaudu. Tālāk mēs strādājam pēc formulas Pgab = Uxxes 2 cos(φ)/η , kur φ ir fāzes nobīdes leņķis starp spriegumu un strāvu (var ņemt 0,8), un η - efektivitāte (ņem 0,7). Atliek atrast pieļaujamo jaudu, ko aparāts var izturēt ilgstošas darbības laikā. Tajā pašā laikā mēs ņemam vērā, ka darba ilguma koeficients (mēs to apzīmējam kā PR) ir aptuveni 20% no laika, kad transformators ir pievienots tīklam.
Tāpēc mēs uzskatām sekojošo: P dl \u003d U 2 I 2 (PR / 100) 0,5 0,001, vai kā citādi P dl \u003d U 2 I 2 (20/100) 0,5 0,001, kas atbilst P dl \u003d U 2 I 2 0,00045. Kopumā darba ilgums un metināšanas strāvas stiprums praktiski nav saistīti. Loka režīma laiku lielākā mērā ietekmē tinuma stieples šķērsgriezums un izolācijas kvalitāte, kā arī tas, cik cieši un, pats galvenais, vienmērīgi tiek likti pagriezieni. Tāpēc tagad mēs varam noskaidrot viena apgrieziena elektromotora spēku voltos, izmantojot formulu E = P par 0,095 + 0,55.
Tālāk, saņemot empīriskās atkarības rezultātu pēc pēdējās formulas, mēs aprēķinām optimālo apgriezienu skaitu gan primārajam, gan sekundārajam tinumam. Abiem mēs izmantojam attiecīgi divas formulas N 1 = U1/E, kur U1 ir ieejas tīkla spriegums, un N 2 \u003d U 2/E. Metināšanas strāvas stiprumu regulē, palielinot vai samazinot attālumu starp primāro un sekundāro tinumu: jo lielāks tas ir, jo mazāka ir izejas jauda. Tiem, kas veic augstāk minēto aprēķinu ar mērķi pašmontāža transformators, un, lai neiegādātos gatavu pusautomātisko metināšanas iekārtu, jums būs jāaprēķina arī serdes izmēri.
Metāla šķērsgriezuma laukumu nosaka pēc formulas S \u003d U 2 10000 / (4,44fN 2 B m), kur f- rūpnieciskās strāvas frekvence (ņemta kā 50 Hz), B m - indukcija magnētiskais lauks(ņemts kā 1,5 T). Tagad jūs varat uzzināt tērauda plāksnes platumu transformatora iepakojumā: a = (100S /(p 1 k c)) 0,5, kur priekš lpp 1 pieņem vērtību diapazonu no 1,8 līdz 2,2 (ieteicams vidējais), kс – tērauda pildījuma koeficients (atbilst 0,95-0,97).
Pamatojoties uz plāksnes platuma vērtību, mēs noskaidrojam plecu plāksnes paketes biezumu, kuram izmantojam formulu b = ap 1, un pēc tam magnētiskās ķēdes loga platums c= b/p 2, kur lpp 2 vērtību diapazons ir no 1 līdz 1,2 (ieteicams maksimums). Starp citu, ja jau apņēmāmies izmērīt izmērus, atcerēsimies tērauda pildījuma koeficientu, kas norāda spraugas starp plāksnēm. Ņemot vērā šo rādītāju, serdes šķērsgriezuma laukums būs nedaudz atšķirīgs, tāpēc sauksim to par izmērīto vērtību un definēsim to no jauna. Formula tam būs šāda: S out \u003d S / k c. Vairumā gadījumu šie aprēķini nav nepieciešami, ja jums ir tiešsaistes kalkulators.
- Strāvas transformators metināšanas iekārtai
- Metināšanas transformatora iekārta
- Standarta metināšanas transformatora aprēķins
- Vienkāršs transformatora aprēķins metināšanai
- Magnētiskās ķēdes šķērsgriezums un transformatora pagriezienu izvēle
Metināšanas transformatora aprēķins tiek veikts pēc īpašām formulām. Tas ir saistīts ar faktu, ka metināšanas instrumentam nevar izmantot tipiskās transformatoru ķēdes, kā arī aprēķinu metodes. Metināšanas ražošanā ir jābalstās uz to, kas ir pieejams. Vissvarīgākais ir dzelzs. Kas ir, tas parasti ir iestatīts, viss aprēķins ir paredzēts konkrētai magnētiskajai ķēdei. Protams, tas ne vienmēr ir labi, tāpēc rodas karsēšana un vibrācija. Ir labi, ja jums ir pieejams dzelzs, kura parametri ir ļoti tuvi rūpnieciskajiem. Pēc tam varat droši izmantot tipisko ierīču aprēķināšanas metodes. Lai izgatavotu metināšanas iekārtu, jums būs jāzina tās pamatparametri un ierīce.
Strāvas transformators metināšanas iekārtai
Pirms sākat aprēķinus, jo īpaši ražošanu, jums pašam jānoskaidro, kādai jābūt metināšanas strāvai. Tā kā ikdienā visbiežāk tiek izmantoti elektrodi ar diametru 3-4 mm, aprēķinos ir vērts paļauties uz tiem. Mājas darbiem un darbiem pietiek ar trim milimetriem. Pat automašīnas virsbūves darbus var veikt, nebaidoties no nekvalitatīvām šuvēm, ko var izveidot metinot. Tātad, ja izvēle bija pirmajā trijniekā, jums jāizvēlas strāva aptuveni 115 A. Tieši pie šīs strāvas šie elektrodi darbojas ideāli. Ja jūs nolemjat izmantot deuce, strāvas stiprumam ierīces izejā jābūt aptuveni 70 A, bet četriem - divreiz lielākai.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka metināšanas transformatora jaudai nevajadzētu būt ļoti lielai. Strāvas patēriņš ir maksimums 200 A. Un arī tad šajā gadījumā būs pārmērīga ne tikai tinumu vadu, bet arī strāvas kabeļu uzkaršana. Līdz ar to palielinās tīkla slodze, un elektriskie drošinātāji var neizturēt. Tātad, ja jūs nolemjat izmantot elektrodus, kuru biezums ir 3 mm, sāciet ar strāvu, kas nepārsniedz 130 A. Lai aprēķinātu metināšanas transformatora jaudu, jums būs nepieciešams sekundārajā tinumā esošās strāvas reizinājums, kad loks aizdegas, fāzes leņķis, miera spriegums dalīts ar koeficientu noderīga darbība. Šajā gadījumā to var uzskatīt par nemainīgu vērtību, tā ir vienāda ar 0,7.
Atpakaļ uz indeksu
Metināšanas transformatora iekārta
Vissvarīgākais serdeņos ir forma. Tas var būt stieņa (U-veida) vai bruņu tipa (W-veida). Ja mēs tos salīdzinām, izrādās, ka pirmā tipa metināšanas ierīcēm efektivitāte ir augstāka. Tinumu blīvums var būt arī diezgan augsts. Protams, tos visbiežāk izmanto ražošanā elektriskā metināšana. Pašmāju metāla metināšanas iekārtai var būt šāda veida tinumi:
- cilindrisks (sekundārais tinums tiek uztīts pa tīklu);
- disks (abi tinumi atrodas zināmā attālumā viens no otra).
Cilindriskie tinumi: a - vienslāņa, b - divslāņu, c - apaļas stieples daudzslāņu, 1 - taisnstūra stieples apgriezieni, 2 - sadalīti izlīdzināšanas gredzeni, 3 - papīra-bakelīta cilindrs, 4 - pirmā tinuma slāņa gals , 5 - vertikālās sliedes, 6 - tinuma iekšējās zari.
Ir vērts sīkāk apsvērt katru tinumu veidu. Kas attiecas uz cilindrisko tinumu, tam ir ļoti stingri strāvas-sprieguma raksturlielumi. Bet tas nebūs piemērots lietošanai manuālās metināšanas iekārtās. Jūs varat izkļūt no situācijas, izmantojot droseles un reostatus aparāta dizainā. Bet tie tikai sarežģī visu shēmu, kas vairumā gadījumu ir nepiemērota.
Izmantojot diska tinumu, tīkla tinums atrodas zināmā attālumā no sekundārā. Lielākā daļa magnētiskā plūsma, kas rodas ierīcē (vai, precīzāk, tā rodas tīkla tinumā), nekādā veidā nevar tikt savienota (pat induktīvi) ar sekundāro tinumu. Šo tinumu veidu vislabāk izmantot gadījumos, kad ir nepieciešama bieža metināšanas strāvas regulēšana. Šādu ierīču ārējās īpašības ir pieejamas vajadzīgajā daudzumā. Un metināšanas transformatora noplūdes induktivitāte tieši ir atkarīga no tīkla tinuma atrašanās vietas attiecībā pret sekundāro. Bet tas ir atkarīgs arī no magnētiskās ķēdes veida, pat no tā, vai metināšanas iekārtas tuvumā ir metāla priekšmeti. Nav iespējams precīzi aprēķināt induktivitātes vērtību. Aprēķinos tiek izmantoti aptuvenie aprēķini.
Metināšanas darbībai nepieciešamā strāva tiek regulēta, mainot atstarpi starp primāro un sekundāro tinumu. Tie, protams, ir jāizgatavo tā, lai tos varētu viegli pārvietot pa magnētisko ķēdi. Tikai mājās gatavotos apstākļos to ir diezgan grūti izdarīt, taču jūs varat izveidot noteiktu skaitu fiksētu metināšanas strāvas vērtību. Nākotnē izmantojot metināšanu, ja jums ir nepieciešams nedaudz samazināt strāvu, kabelis ir jānovieto gredzenos. Vienkārši paturiet prātā, ka no tā tas iesildīsies.
Transformatora tinumi ir izvietoti uz dažādiem pleciem: 1 - primārais, 2 - sekundārais.
Metināšanas iekārtām, kas aprīkotas ar U-veida serdeņiem, būs ļoti spēcīga izkliede. Turklāt tiem ir tīkla tinums jāatrodas uz viena pleca, bet sekundārais - uz otrā. Tas ir saistīts ar faktu, ka attālums no viena tinuma līdz otram ir diezgan liels. Galvenais metināšanas transformatora rādītājs ir transformācijas koeficients. To var aprēķināt, dalot apgriezienu skaitu sekundārajā tinumā ar apgriezienu skaitu primārajā tinumā. Jūs iegūstat tādu pašu vērtību, dalot izejas strāvu vai spriegumu ar atbilstošo ieejas raksturlielumu (strāvu vai spriegumu).
Atpakaļ uz indeksu
Standarta metināšanas transformatora aprēķins
Šo metodi izmanto tikai, aprēķinot konvertējošās ierīces, izmantojot tikai U veida magnētiskās ķēdes. Abi tinumi ir uztīti uz vieniem un tiem pašiem rāmjiem, kas atrodas uz dažādām rokām. Jāpatur prātā, ka ir nepieciešams savienot abu tinumu puses virknē ar otru. Piemēram, ir aprēķināts, ka devējs darbojas ar 4 mm elektrodiem. Tam nepieciešama strāva sekundārajā tinumā aptuveni 160 A. Izejas spriegumam jābūt 50 V. Tajā pašā laikā tīkla (barošanas) spriegumam jābūt 220 vai 240 V. Lai darbības laiks būtu 20%.
Aprēķiniem ir jāievada jaudas parametrs, kas ņem vērā darba ilgumu. Šī jauda būs vienāda ar: Rdl \u003d I2 x U2 x (PR / 100) 1/2 x 0,001.
Metināšanas iekārtas parametriem, kas tika ņemti par sākumpunktu, jaudas vērtība ir 3,58 kW. Tagad jums jāaprēķina tinumu pagriezienu skaits. Šim nolūkam: E = 0,55 + 0,095 × Pdl.
Tinumu izvietojums uz stieņiem transformatoros: 1 - stienis, 2 - HV tinums, 3 - LV tinums, 4,5 - spoļu grupas.
Šajā formulā E ir viena pagrieziena elektromotora spēks. Aprēķinātajai ierīcei šī vērtība būs vienāda ar 0,89 voltiem / apgriezienu. Tas ir, no katra pārveidotāja pagrieziena var noņemt 0,89 V. Tāpēc attiecība 220 / 0,89 ir primārā tinuma apgriezienu skaits. Un attiecība 50 / 0,89 ir sekundārā apgriezienu skaits.
Primārajā tinumā būs strāva, kas vienāda ar sekundārā tinuma strāvas un koeficienta k \u003d 1,1 reizinājuma attiecību pret transformācijas koeficientu. Piemērā tiks iegūta strāva, kas vienāda ar 40 A. Lai noteiktu metināšanas transformatora serdes šķērsgriezumu, jāizmanto formula: S = U2 × 10000 / (4,44 × f × N2 × Bm).
Aprēķiniem piemērā laukums būs vienāds ar 27 cm². Šajā gadījumā f tiek pieņemts vienāds ar 50 herciem, un Bm ir lauka indukcija (magnētiskā) ierīces kodolā. Tā vērtība tiek pieņemta vienāda ar 1,5 Tesla.
Metināšanas transformatoram, kas darbosies ar 4 mm bieziem elektrodiem, ir iegūti šādi raksturlielumi:
Magnētisko serdeņu veidi: a - bruņas, b - stienis.
- metināšanas strāva - 160 A;
- serdes šķērsgriezuma laukums - 28,5 cm²;
- primārais tinums satur 250 apgriezienus.
Bet šīs īpašības ir derīgas metināšanas transformatoram. Tikai tā ražošanā tika izmantota ķēde, kurā tika piemērota palielināta magnētiskās izkliedes vērtība. Maz ticams, ka šādu ierīci var reproducēt mājās, tāpēc būs vieglāk izgatavot transformatoru ar sekundāro tinumu, kas uztīts tieši uz elektrotīkla. Pat ja ņemam vērā nosacījumu, ka droseles izmantošana un veiktspējas pasliktināšanās ir neizbēgama, tad šādas vienkāršas ierīces magnētiskā plūsma tiks koncentrēta noteiktā punktā un ap to. Un visu tajā esošo enerģiju var racionāli pārnest.
Atpakaļ uz indeksu
Vienkāršs transformatora aprēķins metināšanai
Standarta metodes transformatoru aprēķināšanai vairumā gadījumu ir nepieņemamas, jo tiek izmantots gan nestandarta formas dzelzs, gan stieple ar nezināmu šķērsgriezumu, kas aprēķināta aptuveni. Aprēķinot, tika iegūti tādi metināšanas transformatora raksturlielumi kā magnētiskās ķēdes šķērsgriezuma laukums un apgriezienu skaits. Ir vērts atzīmēt, ka, dubultojot šķērsgriezuma laukumu, paša transformatora īpašības nepasliktināsies. Lai sasniegtu nepieciešamo jaudu, ir jāmaina tikai primārā tinuma apgriezienu skaits.
Jo lielāks ir magnētiskās ķēdes šķērsgriezums, jo mazāk pagriezienu būs jāveic. Izmantojiet šo kvalitāti, ja rodas problēmas ar stieples uztīšanu. Lai aprēķinātu primārā tinuma apgriezienu skaitu, varat izmantot vienkāršas formulas:
Strāvas atkarības transformatora primārajā tinumā no barošanas sprieguma, dīkstāves režīmā.
- N1 = 7440 × U1/(Sout × I2);
- N1 = 4960 × U1/(Sout × I2).
Pirmais tiek izmantots metināšanas iekārtu aprēķinā, kurā abi tinumi atrodas uz viena pleca. Tinumiem ar atstarpēm jāpiemēro otrā formula. Šajās formulās Siz ir magnētiskās ķēdes šķērsgriezums, kas mērīts pirms aprēķiniem. Lūdzu, ņemiet vērā, ka tad, kad tinumi ir izvietoti uz dažādām svirām, metināšanas iekārtas izejā nesaņemsiet strāvu, kas lielāka par 140 A. Un jebkura veida ierīcēm nav iespējams ņemt vērā arī strāvas vērtību, kas ir vairāk nekā 200 A. Un neaizmirstiet, ka jums ir daudz nezināmo:
- transformatora dzelzs pakāpe;
- tīkla spriegums un tā izmaiņas;
- pretestība elektropārvades līnijās.
Lai izslēgtu šādu sekundāro faktoru ietekmi uz metināšanas transformatora darbību, ir nepieciešams veikt krānu ik pēc 40 apgriezieniem. Transformatora darbības režīmu var mainīt jebkurā laikā, pieslēdzot barošanas spriegumu mazākam vai lielākam apgriezienu skaitam.
(dokuments)
n8.doc
metināšanas kalkulatorsProgramma "Metināšanas transformatoru aprēķins" tika uzrakstīta, lai atvieglotu aprēķinu, veidojot paštaisītus metināšanas transformatorus. Aprēķina metode ņemta no V. Volodina
Aprēķinātie dati
Pats ar šo paņēmienu uztinu 2 transformatorus, tomēr pirmo vajadzēja pārtīt četras reizes, līdz sasniedzu tā veiktspēju.
Programmā jūs aizpildāt vairākus ievades laukus ar saviem datiem un, noklikšķinot uz pogas “Aprēķināt”, tiks aprēķināts tinumu apgriezienu skaits, stieples šķērsgriezums un daži citi dati. aizpildīt
salikums 
lente
Tipa iestatījums ir izgatavots no L-, P- vai W-veida transformatora dzelzs plāksnēm. Lente, attiecīgi, no transformatora dzelzs lentes. Transformatora dzelzs - īpašs magnētiski mīksts elektrotērauds, kas atkausēts, izmantojot īpašu tehnoloģiju).
Galvenā daļa = a * b.
Serdes šķērsgriezumam jābūt pietiekamam transformatora darbībai.
Magnētiskās ķēdes šķērsgriezuma noteikšana kv.cm S> 0,015 * P (kur P ir vatos).
Magnētiskām ķēdēm, kas nav toroidālās, šķērsgriezums jāpalielina par 1,3 ... 1,5 reizes.
Transformatora aprēķinātā jauda vatos ir
Рtr \u003d 25 * Iv,
kur Iw ir metināšanas strāva ampēros.
Transformatora kopējā jauda vatos ir
Рgab \u003d Uxx * Iv,
kur Uxx ir II tinuma spriegums
Ja joprojām nezināt, kura sadaļa jums ir nepieciešama, programma automātiski aprēķinās un ievades laukā aizstās nepieciešamos datus atkarībā no metināšanas strāvas
Tāpat no nolaižamā saraksta jāizvēlas primārā un sekundārā tinuma vadu materiāls un serdeņa veids.
Ir serdeņi
Bruņots (W-veida att. - a))
Stienis (L-veida att. - b))
Toroidāls (O-veida att. - c))
Transformatoru bruņu serdeņi tiek izmantoti reti.
Toroidal ir vislabākā veiktspēja.
Būvējot metināšanas iekārtu, vēlams izmantot toroidālo magnētisko ķēdi, kurai ir minimāli izmēri un izkliedes lauks. Bet tos ir grūti ietīt.
Stieņu transformatorus ir vieglāk montēt. Es uztinu savus transformatorus uz tiem.
METINĀŠANAS TRANSFORMERS: APRĒĶINS UN RAŽOŠANA
V. VOLODINS, ( http://valvolodin.narod.ru un http://valvol.nightmail.ru) Odesa, Ukraina
Metināšanas transformatora specifika ir tāda, ka tā slodze nav nemainīga. Parasti tiek uzskatīts, ka slodzes darba laika daļa ciklā, kas sastāv no faktiskās metināšanas un pauzes, nepārsniedz 60%. Sadzīves metināšanas transformatoriem bieži tiek ņemta vēl mazāka vērtība - 20%, kas ļauj bez būtiskas termiskā režīma pasliktināšanās palielināt strāvas blīvumu transformatora tinumos un samazināt tā magnētiskā loga laukumu. ķēde, kas nepieciešama tinumu ievietošanai. Ar metināšanas strāvu līdz 150 A strāvas blīvums vara tinumā ir 8 A / mm2, alumīnijā - 5 A / mm2.
Noteiktai jaudai transformatora izmēri un svars būs minimāli, ja indukcija tā magnētiskajā ķēdē sasniegs atlasītajam materiālam maksimāli pieļaujamo vērtību. Bet dizainers amatieris parasti nezina šo vērtību, jo viņam ir darīšana ar nezināma zīmola elektrotēraudu. Lai izvairītos no pārsteigumiem, indukcija parasti tiek novērtēta par zemu, kā rezultātā nepamatoti palielinās transformatora izmērs.
Izmantojot tālāk norādīto procedūru, var noteikt jebkura pieejamā transformatora tērauda magnētiskos raksturlielumus. No šī tērauda (8. att. izmēru a un b reizinājums) un 50 ... 100 mīkstas izolētas stieples ar šķērsgriezumu ir salikta "eksperimentāla" magnētiskā ķēde ar šķērsgriezumu 5 ... 10 cm2. no 1,5 ... 2 ir uztīti uz vienas no tā serdeņiem 0,5 mm2. Lai veiktu turpmākus aprēķinus, ir jāatrod magnētiskā vidējais garums lauka līnija un izmērīt aktīvā pretestība tinumi r vol.
Turklāt saskaņā ar shēmu, kas parādīta attēlā. 9, salieciet testa iestatījumus. T1 - laboratoriski regulējams autotransformators (LATR); L1 - tinums uz "eksperimentālās" magnētiskās ķēdes. Pazeminošā transformatora T2 kopējā jauda nav mazāka par 63 VA, transformācijas koeficients ir 8...10.
Pakāpeniski palielinot spriegumu, izveidojiet indukcijas atkarību magnētiskajā ķēdē V, Tl no magnētiskā lauka intensitātes H, A / m, līdzīgi kā parādīts attēlā. 10, aprēķinot šos daudzumus pēc formulām:
kur U un I ir voltmetra PV1, V un ampērmetra PA1, A rādījumi; F - frekvence, Hz; S - "eksperimentālā" magnētiskā serdeņa šķērsgriezuma laukums, cm 2; w ir tā tinuma apgriezienu skaits. No iegūtā grafika, kā parādīts attēlā, tiek atrasta piesātinājuma indukcija Bs, maksimālā indukcija Bm un maiņstrāvas magnētiskā lauka Hm maksimālais stiprums.
Piemēram, aprēķināsim metināšanas transformatoru, kas paredzēts darbam no tīkla maiņstrāva 220 V, 50 Hz, iestatot atvērtās ķēdes spriegumu U xx \u003d 65 V un maksimālo metināšanas strāvu I max \u003d 150 A.
Transformatora kopējā jauda
P gab \u003d U xx * I max \u003d 65 * 150 \u003d 9750 VA.
Saskaņā ar labi zināmo formulu mēs nosakām magnētiskās ķēdes šķērsgriezuma laukuma S m reizinājumu ar loga laukumu S o:
kur J ir strāvas blīvums tinumos, A/mm2; k c \u003d 0,95 - magnētiskās ķēdes sekcijas piepildīšanas koeficients ar tēraudu; k 0 \u003d 0,33 ... 0,4 - tā loga piepildījuma koeficients ar varu (alumīniju).
Pieņemsim, ka V m = 1,42 T, primārais tinums ir uztīts ar vara stiepli, sekundārais ar alumīniju (ņemam strāvas blīvuma vidējo vērtību J = 6,5 A / mm2):
S M S O \u003d 9750 / (1,11 * 1,42 * 6,5 * 0,95 * 0,37) \u003d 2707 cm 4.
Pieņemot, ka a=40 mm, atrodam atlikušos magnētiskās ķēdes izmērus: b=2*a=80mm; c=1,6*a=32 mm; h=4а=160 mm.
Transformatora tinuma viena apgrieziena EMF uz šādas magnētiskās ķēdes 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 apgriezienu skaits. sekundārais tinums w 2 \u003d U xx / E B \u003d 65 / 0,958 \u003d 68. Sekundārā tinuma stieples šķērsgriezums S 2 \u003d l max / J \u003d 150/5 \u003d 30 mm2 (J \u003d 5 A / mm2, jo sekundārā tinuma vads ir alumīnijs). Primārā tinuma apgriezienu skaits w 1 \u003d U 1 / E B \u003d 220 / 0,958 \u003d 230. Primārā tinuma maksimālā strāva I 1max \u003d l max * w 2 / w 1 \u003d 150 * 68/230 \u003d 44,35 A. Primārā tinuma vara stieples šķērsgriezums S 1 \u003d I 1max / J \u003d 44,35 / 8 \u003d 5,54 mm 2.
Stieņa tipa transformatora gan primāro, gan sekundāro tinumu parasti sadala divās identiskās daļās, novietojot tās uz diviem magnētiskās ķēdes serdeņiem. Katra no primārā tinuma sērijveidā savienotajām daļām ir 115 stieples apgriezieni ar diametru vismaz 2,65 mm. Ja primārās spoles daļas ir paredzēts savienot paralēli, katrā jābūt 230 stieples apgriezieniem ar pusi šķērsgriezuma - ar diametru vismaz 1,88 mm. Līdzīgi tie ir sadalīti divās daļās un sekundārajā tinumā.
Ja tinumus veido cilindriskus, lai iegūtu transformatoram raksturīgo krītošo slodzi, no nihroma stieples, kuras diametrs ir vismaz 3, virknē ar sekundāro jāsavieno rezistors ar pretestību 0,2 ... 0,4 omi. mm. Transformatoram ar disku tinumiem šis rezistors nav nepieciešams. Diemžēl precīzs šāda transformatora noplūdes induktivitātes aprēķins ir praktiski neiespējams, jo tas ir atkarīgs pat no tuvumā esošo metāla priekšmetu atrašanās vietas. Praksē aprēķins tiek veikts ar secīgu tuvinājumu metodi ar transformatora tinumu un konstrukcijas datu pielāgošanu atbilstoši izgatavoto paraugu pārbaudes rezultātiem. Detalizētu metodiku var atrast .
Amatieru apstākļos ir grūti izgatavot transformatoru ar kustīgiem (strāvas regulēšanai) tinumiem. Lai iegūtu vairākas fiksētas strāvas vērtības, tiek veikts sekundārais tinums ar krāniem. Precīzāka regulēšana (strāvas samazināšanās virzienā) tiek veikta, pievienojot ķēdei sava veida induktivitātes spoli - metināšanas kabeli ievietojot līcī.
Pirms turpināt aprēķinātā transformatora izgatavošanu, vēlams pārliecināties, ka tā tinumi tiks ievietoti magnētiskās ķēdes logā, ņemot vērā nepieciešamās tehnoloģiskās spraugas, materiāla biezumu, no kura izgatavots rāmis, un citus. faktoriem. Izmēri c un h (skat. 8. att.) ir "jānoregulē" tā, lai katrs tinuma slānis atbilstu veselam izvēlētās stieples apgriezienu skaitam, un arī slāņu skaits būtu vesels skaitlis vai nedaudz mazāks par tuvākais veselais skaitlis. Jānodrošina vieta starpslāņu un savstarpējo tinumu izolācijai.
Veiksmīgākais variants ne vienmēr tiek iegūts ar pirmo mēģinājumu, bieži vien ir nepieciešams atkārtoti un diezgan būtiski pielāgot magnētiskās ķēdes loga platumu un augstumu. Projektējot cilindriskos tinumus, ir nepieciešams optimāli izvēlēties to sekciju izmērus. Parasti sekundārajam tinumam ar biezu vadu tiek atvēlēts vairāk vietas nekā primārajam.
Transformatora konstrukcijas skice divām metināšanas strāvas vērtībām - 120 un 150 A - parādīta attēlā. 11, un shēma
tā ieslēgumi ir parādīti attēlā. 12. Mazāka strāva atbilst lielākam sekundārā tinuma apgriezienu skaitam. Tā nav kļūda. Ir zināms, ka tinuma spriegums ir proporcionāls tā apgriezienu skaitam, un noplūdes induktivitāte palielinās proporcionāli to skaita kvadrātam. Tā rezultātā strāva samazinās.
Tinumi tiek novietoti uz diviem rāmjiem, kas izgatavoti no lokšņu stikla šķiedras ar biezumu 2 mm. Primārā un sekundārā tinuma sekcijas uz katra rāmja ir atdalītas ar viena un tā paša materiāla izolācijas vaigu. Magnētiskās ķēdes rāmju caurumi ir par 1,5 ... 2 mm platāki un garāki nekā pēdējās šķērsgriezums. Tas novērš montāžas problēmas. Lai novērstu rāmja deformāciju, tinuma laikā tas tiek cieši uzlikts uz koka stieņa. Primārais tinums sastāv no divām sekcijām (I "un I" "), kas atrodas uz dažādiem rāmjiem un savienotas paralēli. Katra no sekcijām ir 230 apgriezieni PEV-2 stieples ar diametru 1,9 mm. Ja ir vads ar diametrs 2,7 mm, pa posmiem var uztīt 115 vijumus, bet tie būs jāsavieno virknē.Katrs stieples slānis pirms nākamās uztīšanas jāsablīvē ar viegliem koka āmura sitieniem un jānosmērē ar impregnējošu laku. .Kā starpslāņu izolācija ir piemērota preskartons (elektriskais kartons) ar biezumu 0,5 ... 1 mm.
Sekundārajam tinumam autors izmantoja alumīnija kopni ar šķērsgriezumu 30 mm 2 (5x6 mm). Ja jums ir kopne ar aptuveni vienādu šķērsgriezuma laukumu, bet atšķirīgu izmēru, jums būs nedaudz jāmaina karkasa sekciju platums, lai pielāgotos tinumam. Pirms uztīšanas tukšā kopne ir cieši jāaptin ar lenti vai plānu kokvilnas audumu, kas iepriekš sagriezts 20 mm platās sloksnēs. Izolācijas biezums - ne vairāk kā 0,7 mm.
Sekcijas II "un II" ir 34, III sekcija "un III" "- katra pa 8 apgriezieniem. Autobuss ir uzlikts uz rāmja divās kārtās ar plato pusi uz magnētisko ķēdi. Katrs slānis ir sablīvēts ar viegliem koka sitieniem. ar āmuru un bagātīgi nosmērē ar impregnējošu laku.Ražotajām spoles vajadzētu Temperatūra un žūšanas ilgums ir atkarīgs no impregnējošās lakas markas.
Transformatora magnētiskā serde ir samontēta no auksti velmēta transformatora tērauda plāksnēm, kuru biezums ir 0,35 mm. Atšķirībā no gandrīz melna karsti velmēta tērauda, auksti velmēta tērauda virsma ir balta. Varat izmantot lokšņu tēraudu no magnētiskajām shēmām, kas ir uzstādīti neveiksmīgi transformatori transformatoru apakšstacijas. Ir vēlams pārbaudīt tēraudu saskaņā ar iepriekš aprakstīto metodi. Ja empīriski iegūtā maksimālās indukcijas B m vērtība būtiski atšķiras no aprēķinos pieņemtās (1,42 T), tad transformatora izgatavošanā nāksies atkārtot pēdējo un rezultātus ņemt vērā. Tērauda loksnes velmēšanas virzienā sagriež 40 mm platās sloksnēs, kuras sagriež 108 un 186 mm garās plāksnēs. Burs tiek noņemtas ar vīli vai vīli ar smalku iecirtumu. Magnētiskā ķēde ir samontēta "pārklājoties" ar mazākajām iespējamām atstarpēm plākšņu savienojumos.
Gatavo transformatoru ievieto aizsargapvalkā, kas izgatavots no nemagnētiska materiāla, piemēram, alumīnija. Korpusā ir jāizveido ventilācijas atveres. Transformators ir pievienots 220 V tīklam ar kabeli ar vara strāvas vadītājiem ar šķērsgriezumu vismaz 6 mm 2 un zemējuma vadu, kas ir savienots ar transformatora magnētisko ķēdi un tā aizsargapvalku. Tīkla kontaktligzdai jābūt ar trīs kontaktu (trešais ir iezemēts), kuras nominālā strāva ir vismaz 63 A.
Sekundāro tinumu secinājumi ir droši savienoti ar vītņotām misiņa tapām ar diametru 8 ... 10 mm, kas uzstādītas uz karstumizturīga dielektriskā paneļa, kas uzstādīts uz transformatora aizsargapvalka. Piemērots mīksta metināšanai vara vadi sadaļa 16 ... 25 mm 2. Metināšanas elektrodus (ja nav gatavu) var izgatavot neatkarīgi, izmantojot, piemēram, ieteikumus no. Stiepli ar diametru 2 ... 6 mm no viegla mīksta tērauda sadala taisnos segmentos, kuru garums ir 300 ... 400 mm. Pārklājumu sagatavo no 500 g krīta un 190 g šķidrā stikla, atšķaidot ar glāzi ūdens. Šis daudzums ir pietiekams 100-200 elektrodiem.
Sagatavotos stieples gabalus gandrīz visā garumā iegremdē pārklājumā, atstājot nenosegtus tikai aptuveni 20 mm garus galus, noņem un žāvē 20 ... 30 ° C temperatūrā. Šādi elektrodi ir piemēroti gan mainīgo, gan metināšanai līdzstrāva. Protams, tie var kalpot tikai kā pagaidu alternatīva tiem, kas ražoti rūpnieciski. Tos nedrīkst izmantot atbildīgam darbam.
LITERATŪRA
5. Zaks M. I. et al.. Transformatori loka metināšanai. - L .: Energoatomizdat, 1988.
6. Baranovs V. Mazjaudas elektriskā metināšanas iekārta.-Radio, 1996, 7.nr., lpp. 52-54.
7. Gorsky A. N. et al Sekundāro enerģijas avotu elektromagnētisko elementu aprēķins. - M.: Radio un sakari, 1988.
8. Elektriķa uzziņu grāmata. - M.: Energoizdat, 1934. gads.
Šis metināšanas transformatora aprēķins ir piemērots arī transformatora aprēķināšanai punktmetināšanai.
Kā jau vairākkārt aprakstīts, transformators sastāv no serdes un diviem tinumiem. Tieši šie konstrukcijas elementi ir atbildīgi par galvenajiem metināšanas elementiem. Iepriekš zinot, kādai jābūt nominālajai strāvai, primārā un sekundārā tinuma spriegumam, kā arī citiem parametriem (), tiek veikts aprēķins tinumiem, serdei un stieples sekcijai.
Veicam precīzu transformatora aprēķinu metināšanai!
Veicot metināšanas transformatora aprēķinus, par pamatu tiek ņemti šādi dati:
Primārais spriegums U1. Faktiski tas ir tīkla spriegums, no kura transformators darbosies. Var būt 220V vai 380V; Nominālais spriegums sekundārais tinums U2. Elektrības spriegums, kam vajadzētu būt pēc ienākošā pazemināšanas un nepārsniedzot 80 V. Nepieciešams, lai palaistu loku; sekundārā tinuma nominālā strāva I. Šo parametru izvēlas, pamatojoties uz to, kuri elektrodi tiks metināti un kāds ir maksimālais metināmā metāla biezums; serdes šķērsgriezuma laukums Sc. Ierīces uzticamība ir atkarīga no galvenās zonas. Optimālais šķērsgriezuma laukums ir no 45 līdz 55 cm2; logu laukums Tātad. Pamatloga laukums tiek izvēlēts, ņemot vērā labu magnētisko izkliedi, liekā siltuma noņemšanu un stieples uztīšanas vieglumu. Parametri no 80 līdz 110 cm2 tiek uzskatīti par optimāliem;
Tinuma strāvas blīvums (A/mm2). Tas ir diezgan svarīgs parametrs, kas ir atbildīgs par elektriskajiem zudumiem transformatora tinumos. Pašdarinātiem metināšanas transformatoriem šis rādītājs ir 2,5 - 3 A. vietā
Kā piemēru aprēķiniem ņemam metināšanas transformatoram sekojošus parametrus: tīkla spriegums U1=220 V, sekundārā tinuma spriegums U2=60 V, nominālā strāva 180 A, serdes šķērsgriezuma laukums Sc=45 cm2, loga laukums So= 100 cm2, strāvas blīvums tinumā 3 A.
P \u003d 1,5 * Sc * Tātad = 1,5 * 45 * 100 = 6750 W vai 6,75 kW.
Svarīgs! Šajā formulā transformatoriem ar П, Ш tipa serdi ir piemērojams koeficients 1,5. Toroidālajiem transformatoriem šis koeficients ir 1,9 un 
serdeņi, piemēram, PL, ShL 1.7.
Svarīgs! Tāpat kā pirmajā formulā, transformatoriem ar P, Sh tipa serdi izmanto koeficientu 50. Toroidālajiem transformatoriem tas būs vienāds ar 35, bet PL, ShL tipa serdeņiem 40.
Tagad mēs aprēķinām primārā tinuma maksimālo strāvas stiprumu pēc formulas: Imax \u003d P / U \u003d 6750/220 \u003d 30,7 A. Atliek aprēķināt pagriezienus, pamatojoties uz iegūtajiem datiem.
Lai aprēķinātu pagriezienus, mēs izmantojam formulu Wx \u003d Ux * K. Sekundārajam tinumam tas būs W2 = U2 * K = 60 * 1,11 = 67 pagriezieni. Primāro aprēķinu mēs veiksim nedaudz vēlāk, jo tur tiek izmantota cita formula. Diezgan bieži, īpaši toroidālajiem transformatoriem, tiek aprēķināti strāvas regulēšanas soļi. Tas tiek darīts, lai izvadītu vadu noteiktā pagriezienā. Aprēķins tiek veikts pēc šādas formulas: W1st \u003d (220 * W2) / Ust.
- Ust - sekundārā tinuma izejas spriegums.
- W2 - sekundārā tinuma pagriezieni.
- W1st - noteiktas pakāpes primārā tinuma pagriezieni.
Bet vispirms ir nepieciešams aprēķināt katra posma Ust spriegumu. Lai to izdarītu, mēs izmantojam formulu U=P/I. Piemēram, mūsu 6750 W transformatoram ir jāpadara regulējami četri soļi 90 A, 100 A, 130 A un 160 A. Aizvietojot datus formulā, mēs iegūstam U1st1 \u003d 75 V, U1st2 \u003d 67,5 V, U1st3 \u003d 52 V, U1st4 \u003d 42,2 V.
Iegūtās vērtības aizvietojam regulēšanas soļu pagriezienu aprēķināšanas formā un iegūstam W1st1=197 pagriezienus, W1st2=219 pagriezienus, W1st3=284 pagriezienus, W1st4=350 pagriezienus. Pieskaitot 4. posmam iegūto pagriezienu maksimālajai vērtībai vēl 5%, iegūstam reālo apgriezienu skaitu - 385 pagriezienus.
Visbeidzot, mēs aprēķinām stieples šķērsgriezumu uz primārā un sekundārā tinuma. Par to mēs sadalām maksimālā strāva katram tinumam uz strāvas blīvuma. Rezultātā mēs iegūstam Sprim = 11 mm2 un Ssecond = 60 mm2.
Svarīgs! Pretestības metināšanas transformatora aprēķins tiek veikts līdzīgi. Bet ir vairākas būtiskas atšķirības. Fakts ir tāds, ka šādu transformatoru sekundārā tinuma nominālā strāva ir aptuveni 2000 - 5000 A mazjaudas un līdz 150 000 A jaudīgiem. Turklāt šādiem transformatoriem regulēšana tiek veikta līdz 8 soļiem, izmantojot kondensatorus un diodes tiltu.
Kā aprēķināt video transformatoru.