(Документ)

n8.doc

Програма "Розрахунок зварювальних трансформаторів" написана для полегшення розрахунку при створенні саморобних зварювальних трансформаторів. Методика розрахунку взята у В.Володін

Розрахункові дані

За цією методикою я сам намотав 2 трансформатора, правда, перший довелося перемотувати чотири рази, поки не добився його працездатності.

У програмі ви заповнюєте кілька полів введення своїми даними і при натискання кнопки "Розрахувати" вона розрахує кількість витків в обмотках, перетин проводів і деякі інші дані Ось поля, які ви повинні обов'язково заповнити

набірний стрічковий

Набірний виготовляється з пластин Г-, П- або Ш-образних пластин трансформаторного заліза. Стрічковий відповідно зі стрічки трансформаторного заліза. Трансформаторне залізо - спеціальна магнітомягкого електротехнічна сталь відпалена за особливою технологією).

Перетин сердечника \u003d а * b.

Перетин сердечника має бути достатнім для роботи трансформатора.

Визначення перетин муздрамтеатру в кв.см S\u003e 0,015 * P (де Р - у ВАТ).

Для магнітопроводів, відмінних від тороїдального, слід збільшити перетин в 1,3 ... 1,5 рази.

розрахункова потужність трансформатора у ВАТ дорівнює
РТР \u003d 25 * Iсв,
де Iсв - зварювальний струм в амперах.

Габаритна потужність трансформатора в ватах дорівнює
Ргаб \u003d Uхх * Iсв,
де Uxx напруга на II обмотці

Якщо ви ще не знаєте, яке перетин Вам потрібно, програма сама розрахує і підставить необхідні дані в поле вводу в залежності від струму зварювання

Також, ви повинні вибрати зі списку матеріал проводів для первинної та вторинної обмоток і тип сердечника.

сердечники бувають

Броньові (Ш-образні рис. - а))
Стрижневі (Г-образні рис. - б))
Тороїдальні (О-образні рис. - в))

Броньові сердечники для трансформаторів застосовуються рідко.

Тороїдальні мають кращі показники.

При побудові зварювального апарату переважно застосування тороїдального магнітопроводу, що володіє мінімальними габаритами і полем розсіювання. Але їх важко намотувати.

Більш прості при складанні стрижневі трансформатори. Я саме на них мотав свої трансформатори.

Зварювальний трансформатор: РОЗРАХУНОК І ВИГОТОВЛЕННЯ

В. Володін, ( http://valvolodin.narod.ru і http://valvol.nightmail.ru) Г. Одесса, Україна

специфіка роботи зварювального трансформатора полягає в тому, що його навантаження непостійна. Зазвичай вважають, що частка часу роботи під навантаженням в циклі, що складається з власне зварювання і паузи, не перевищує 60%. Для побутових зварювальних трансформаторів нерідко приймають ще меншу величину - 20%, що дозволяє без значного погіршення теплового режиму збільшити щільність струму в обмотках трансформатора і зменшити площу вікна його муздрамтеатру, необхідну для розміщення обмоток. При зварювальному струмі до 150 А вважають допустимої щільність струму в мідній обмотці 8 А / мм2, в алюмінієвій - 5 А / мм 2.

При заданій потужності габарити і маса трансформатора будуть мінімальні, якщо індукція в його магнітопроводі досягає максимально-допустимого для вибраного матеріалу значення. Але самодіяльний конструктор зазвичай не знає цієї величини, так як має справу з електротехнічної сталлю невідомої марки. Щоб уникнути несподіванок, індукцію зазвичай занижують, що призводить до невиправданого збільшення розмірів трансформатора.

Скориставшись що приводиться нижче методикою, можна визначити магнітні характеристики будь-трансформаторної сталі, наявної в розпорядженні. З цієї стали збирають "експериментальний" магнітопровода перетином 5 ... 10 см2 (твір розмірів а і b на рис. 8) і намотують на один з його кернів 50 ... 100 витків м'якого ізольованого проводу перетином 1,5 ... 2 , 5 мм2. Для подальших розрахунків необхідно знайти за формулою l СР \u003d 2h + 2с + 3,14 * а середню довжину магнітної силової лінії і виміряти активний опір обмотки r об.

Далі за схемою, показаної на рис. 9, збирають випробувальну установку. Т1 - лабораторний регульований автотрансформатор (ЛАТР); L1 - обмотка на "експериментальному" магнітопроводі. Габаритна потужність понижуючого трансформатора Т2 - не менше 63 ВА, коефіцієнт трансформації - 8 ... 10.

Поступово збільшуючи напругу, будують залежність індукції в магнітопроводі В, Тл, від напруженості магнітного поля Н, А / м, подібну показаної на рис. 10, обчислюючи ці величини за формулами:

де U і I - свідчення вольтметра PV1, В, і амперметра РА1, A; F - частота, Гц; S - площа перетину "експериментального" магнітопровода, см2; w - число витків його обмотки. З отриманого графіка знаходять, як показано на малюнку, індукцію насичення Bs, максимальну індукцію Вm і максимальну напруженість змінного магнітного поля Нm.

Для прикладу розрахуємо зварювальний трансформатор, призначений для роботи від мережі змінного струму 220 В, 50 Гц, задавшись напругою холостого ходу U хх \u003d 65 В і максимальним струмом зварювання I max \u003d 150 А.

Габаритна потужність трансформатора

P габ \u003d U xx * I max \u003d 65 * 150 \u003d 9750 ВА.

За відомою формулою визначаємо твір площі перерізу магнітопроводу S м на площу його вікна S o:

де J - щільність струму в обмотках, А / мм 2; k з \u003d 0,95 - коефіцієнт заповнення перерізу магнітопроводу сталлю; k 0 \u003d 0,33 ... 0,4 - коефіцієнт заповнення його вікна міддю (алюмінієм).

Припустимо, В m \u003d 1,42 Тл, первинна обмотка намотана мідним дротом, вторинна - алюмінієвим (беремо середнє значення щільності струму J \u003d 6,5A / mm2):

S M S O \u003d 9750 / (1,11 * 1,42 * 6,5 * 0,95 * 0,37) \u003d 2707 см 4.

Прийнявши а \u003d 40 мм, знайдемо інші розміри магнітопровода: b \u003d 2 * а \u003d 80мм; з \u003d 1,6 * а \u003d 32 мм; h \u003d 4а \u003d 160 мм.

ЕРС одного витка обмотки трансформатора на такому муздрамтеатрі EB \u003d 2,22 * 104B m * a * b * kc \u003d 2,22 * 10-4 * 1,42 * 3200 * * 0,95 \u003d 0,958 В. Число витків вторинної обмотки w 2 \u003d U xx / EB \u003d 65 / 0,958 \u003d 68. Перетин дроту вторинної обмотки S 2 \u003d l max / J \u003d 150/5 \u003d 30 мм 2 (J \u003d 5 А / мм 2, так як провід вторинної обмотки алюмінієвий). Число витків первинної обмотки w 1 \u003d U 1 / E B \u003d 220 / 0,958 \u003d 230. Максимальний струм первинної обмотки I 1max \u003d l max * w 2 / w 1 \u003d 150 * 68/230 \u003d 44,35 А. Перетин мідного дроту первинної обмотки S 1 \u003d I 1max / J \u003d 44,35 / 8 \u003d 5,54 мм 2.

Як первинну, так і вторинну обмотки трансформатора стрижневий конструкції зазвичай ділять на дві однакові частини, розміщуючи їх на двох керна муздрамтеатру. Кожна з послідовно з'єднаних частин первинної обмотки - 115 витків дроту діаметром не менше 2,65 мм. Якщо ж частини первинної котушки припускають з'єднувати паралельно, кожна повинна містити по 230 витків дроту вдвічі меншого перетину - діаметром не менше 1,88 мм. Аналогічним чином ділять на дві частини і вторинну обмотку.

Якщо обмотки виконують циліндричними, для отримання падаючої характеристики навантаження трансформатора послідовно з вторинною слід включити резистор опором 0,2 ... 0,4 Ом з ніхромового дроту діаметром не менше 3 мм. Для трансформатора з дисковими обмотками цей резистор не буде потрібно. На жаль, точний розрахунок індуктивності розсіювання такого трансформатора практично неможливий, так як вона залежить навіть від розташування довколишніх металевих предметів. На практиці розрахунок ведуть методом послідовних наближень з коригуванням моткових і конструктивних даних трансформатора за результатами випробувань виготовлених зразків. Детальну методику можна знайти в.

В аматорських умовах важко виготовити трансформатор з рухомими (для регулювання струму) обмотками. Щоб отримати кілька фіксованих значень струму, роблять вторинну обмотку з відводами. Більш точне регулювання (в сторону зменшення струму) виробляють, додаючи в ланцюг своєрідну котушку індуктивності - укладаючи зварювальний кабель в бухту.

Перш ніж приступити до виготовлення розрахованого трансформатора, доцільно переконатися, що його обмотки розмістяться у вікні муздрамтеатру з урахуванням необхідних технологічних зазорів, товщини матеріалу, з якого виготовлений каркас, і інших чинників. Розміри з і h (див. Рис. 8) необхідно "підігнати" таким чином, щоб в кожному шарі обмотки вклалося ціле число витків обраного дроти, а число шарів також було цілим або трохи меншим найближчого цілого. Слід передбачити місце для межслойной і межобмоточной ізоляції.

Найбільш вдалий варіант не завжди отримують з першої спроби, найчастіше доводиться неодноразово і досить істотно коректувати ширину і висоту вікна муздрамтеатру. Проектуючи циліндричні обмотки, необхідно оптимальним чином вибрати розміри їх секцій. Зазвичай для вторинної обмотки, намотаною товстим проводом, відводять більше місця, ніж для первинної.

Ескіз конструкції трансформатора на два значення зварювального струму - 120 і 150 А - показаний на рис. 11, а схема

його включення - на рис. 12. Меншому току відповідає більше число витків вторинної обмотки. Це не помилка. Відомо, що напруга обмотки пропорційно числу її витоків, а індуктивність розсіювання зростає пропорційно квадрату їх числа. В результаті струм зменшується.

Обмотки розміщені на двох каркасах з листового склотекстоліти товщиною 2 мм. Секції первинної і вторинної обмоток на кожному каркасі розділені ізолюючої щічкою з того ж матеріалу. Отвори в каркасах для муздрамтеатру на 1,5 ... 2 мм ширшим і довшим поперечного перерізу останнього. Це позбавляє від проблем при складанні. Щоб не допустити деформації каркаса, під час намотування його щільно насаджують на дерев'яну оправлення. Первинна обмотка складається з двох секцій (I "і I" "), розташованих на різних каркасах і з'єднаних паралельно. Кожна із секцій - 230 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 1,9 мм. Якщо в наявності є дріт діаметром 2,7 мм, в секціях можна намотати по 115 витків, але з'єднати їх доведеться послідовно. Кожен шар дроти перед намотуванням наступного слід ущільнити легкими ударами дерев'яного молотка і промазати просочувальних лаком. як межслойной ізоляції підійде прессшпан (електрокартон) товщиною 0,5 ... 1 мм.

Для вторинної обмотки автором була застосована алюмінієва шина перетином 30 мм 2 (5x6 мм). Якщо є шина приблизно такої ж площі поперечного перерізу, але іншого розміру, доведеться трохи змінити ширину секцій каркаса, щоб розмістити обмотку. Неізольовану шину перед намотуванням слід щільно обмотати кіперному стрічкою або тонкої бавовняної тканиною, попередньо розрізаної на смуги шириною 20 мм. Товщина ізоляції - не більше 0,7 мм.

Секції II "і II" мають по 34, секції III "і III" "- по 8 витків. Шину укладають на каркас в два шари широкою стороною до магнітопроводу. Кожен шар ущільнюють легкими ударами дерев'яного молотка і рясно промащують просочувальних лаком. Виготовлені котушки слід просушити. Температура і тривалість сушіння залежать від марки просочувального лаку.

Магнитопровод трансформатора набраний з пластин холоднокатаної трансформаторної сталі товщиною 0,35 мм. На відміну від майже чорної гарячекатаної сталі поверхню листа холоднокатаної - біла. Можна скористатися листовою сталлю з магнітопроводів поламаних трансформаторів, що встановлюються на трансформаторних підстанціях. Сталь бажано випробувати за методикою, про яку розказано вище. Якщо отримане дослідним шляхом значення максимальної індукції В m значно відрізняється від прийнятого при розрахунку (1,42 Тл), останній доведеться повторити і врахувати результати при виготовленні трансформатора. Сталеві листи рубають в напрямку прокату на смуги шириною 40 мм, які розрізають на пластини завдовжки 108 і 186 мм. Задирки видаляють надфілем або напилком з дрібною насічкою. Магнитопровод збирають "вперекришку" з якомога меншими зазорами на стиках пластин.

Готовий трансформатор поміщають в захисний кожух з немагнітного матеріалу, наприклад, алюмінію. У кожусі обов'язково роблять вентиляційні отвори. До мережі 220 В трансформатор підключають кабелем з мідними силовими жилами перерізом не менше 6 мм 2 і заземлюючим проводом, який з'єднують з магнітопроводом трансформатора і його захисним кожухом. Розетка триконтактною (третій - заземлений), розрахованої на струм не менше 63 А.

Висновки вторинних обмоток надійно з'єднують з різьбовими латунними шпильками діаметром 8 ... 10 мм, встановленими на термостійкої діелектричної панелі, укріпленої на захисному кожусі трансформатора. Як зварювальних придатні м'які мідні дроти перетином 16 ... 25 мм 2. Електроди для зварювання (в разі відсутності готових) можна зробити самостійно, скориставшись, наприклад, рекомендаціями з. Дріт діаметром 2 ... 6 мм з м'якої маловуглецевої сталі ділять на прямі відрізки довжиною по 300 ... 400 мм. Тинк готують з 500 г крейди і 190 г рідкого скла, розвівши їх склянкою води. Цієї кількості вистачить на 100-200 електродів.

Підготовлені відрізки дроту занурюють в глину майже на всю довжину, залишаючи непокритими тільки кінці довжиною приблизно 20 мм, виймають і сушать при температурі 20 ... 30 ° С. Такі електроди придатні для зварювання як змінним, так і постійним струмом. Зрозуміло, вони можуть служити лише тимчасовою альтернативою випущеним промисловим способом. Для виконання відповідальних робіт ними користуватися не варто.

ЛІТЕРАТУРА

5. Закс М. І. та ін. Трансформатори для зварки. -Л .: Вища школа, 1988.

6. Баранов В. Малопотужний електрозварювальний апарат.-Радіо, 1996, № 7, с. 52-54.

7. Горський А. Н. та ін. Розрахунок електромагнітних елементів джерел вторинного електроживлення. - М .: Радио и связь, 1988.

8. Довідкова книга електромонтера. - М .: Енергоіздат, 1934.

Представляємо автоматизований КАЛЬКУЛЯТОР

"Розрахунок кутових зварних швів"

(СП 16.13330.2011 Стальні конструкції, Посібник з розрахунку і конструюванню зварних з'єднань СК до глави СНиП II-23-81)

Матеріали призначені для інженерів проектувальників

Короткий відео огляд:

МОЖЛИВОСТІ КАЛЬКУЛЯТОРА

Автоматизований розрахунок широкого класу кутових зварних швів.

Розроблений комплекс в своєму секторі перевершує програмний комплекс SCAD Office (розділ "Кристал. Зварні з'єднання") по спектру вирішуваних схем кутових швів, кількістю діючих на шви зовнішніх навантажень (Qx, Qy, N, Mx, My, Mz), при цьому також зрозумілий і зручний у використанні.

Калькулятор забезпечений 12 відео матеріалами (більше 4 годин) з розглядом теоретичних основ розрахунку кутових зварних швів і покроковим супроводом безлічі прикладів розрахунку швів різної конфігурації.

Досить ввести вихідні дані, щоб миттєво отримати коефіцієнт несучої здатності розрахункових швів.

Живі відгуки та коментарі з аккаунта Макєєв С.А.
http://bit.ly/1A1IQWr http://bit.ly/129OcAT

В рамках більш детального ознайомлення з матеріалами калькулятор розрахунку кутових зварних швів в даний час доступні для безкоштовного перегляду (ЮТ) і скачування наступні відео ( загальна посилання на плейлист):

1. Відеоогляд калькулятор матеріалів «Розрахунок кутових зварних швів» https://youtu.be/BE40vVJNPN4

2. Введення і коротка теорія розрахунку кутових зварних швів https://youtu.be/X7eRLGFt8X0

3. Розрахунок зварних кутових швів нахлесточного з'єднання (1, 2, 3) https://youtu.be/8W1iZIWP4l8

4. Розрахунок зварних кутових швів прямокутних в плані https://youtu.be/Yilrh6DmL0U

5. Розрахунок зварних кутових швів кільцевого обриси в плані https://youtu.be/R9AsQcdYz4s

6. Розрахунок кутових зварних швів двотаврового обриси https://youtu.be/xhGO5Oxqi1g

7. Розрахунок вертикальних прямокутних в плані кутових зварних швів https://youtu.be/zYkY76tiVHw

8. Розрахунок горизонтальних в плані Н-образних кутових швів https://youtu.be/Lt4k6PoxFDQ

9. Розрахунок швів елементів ферм з спарених куточків https://youtu.be/Z5dFXq-jLX0

10. Розрахунок вертикальних кільцевих в плані кутових швів https://youtu.be/z6TI7rEFugU

11. Розрахунок горизонтальних радіально орієнтованих в плані швів https://youtu.be/22bUl_B5S3Y

12. Зварені шви при крученні стійки з коробки швелерів https://youtu.be/kXdxBXln__M

При замовленні калькулятора Вам на пошту буде відправлено посилання на скачування папки всіх матеріалів: 12 відео файлів, самого Excel-файлу калькулятор матеріалів і комплекту довідкової і нормативної літератури з хмари або Яндекс-диска.

Склад папки на скачування матеріалів калькулятор матеріалів представлений нижче:

Склад папки відеоматеріалів (12 відео загальною тривалістю більше 4 годин) калькулятор матеріалів представлений нижче:

• Потужність трансформатора для зварювального апарату
• Пристрій трансформатора для зварювання
• Стандартний розрахунок зварювального трансформатора
• Простий розрахунок трансформатора для зварювання
• Перетин муздрамтеатру і підбір витків трансформатора

Розрахунок зварювального трансформатора виконується за специфічними формулами. Це відбувається внаслідок того, що типові схеми трансформаторів, так само як і методи розрахунку, не можна використовувати для зварювального інструменту. При виготовленні зварювання необхідно відштовхуватися від того, що є в наявності. Найголовніше - це залізо. Яке є, таке і ставлять зазвичай, весь розрахунок йде саме для конкретного муздрамтеатру. Звичайно ж, не завжди він хороший, тому виникають нагрів і вібрації. Добре, якщо у вас в наявності є залізо, параметри якого дуже близькі до промислового. Тоді можна сміливо використовувати методики для розрахунку типових пристроїв. Щоб виготовити зварювальний апарат, потрібно знати його основні параметри і пристрій.

Потужність трансформатора для зварювального апарату

Перед тим як починати розрахунок, тим більше виготовлення, потрібно з'ясувати для себе те, яким повинен бути зварювальний струм. Так як в побуті найчастіше застосовують електроди, діаметр яких 3-4 мм, варто спиратися в розрахунках на них. Трьохміліметрового цілком достатньо для роботи по дому і господарству. Навіть кузовні роботи в автомобілі можна проводити, не побоюючись за неякісні шви, які може зробити зварювання. Значить, якщо впав вибір на трійку, потрібно вибирати струм близько 115 А. Саме при такому струмі ідеально працюють ці електроди. Якщо ж ви вирішили використовувати двійку, ток на виході апарату повинен бути близько 70 А, а для четвірки - вдвічі більше.

Врахуйте, що у зварювального трансформатора потужність не повинна бути дуже великою. Струм споживання - максимум 200 А. Та й то в такому випадку буде надмірний нагрів не тільки проводів обмотки, а й кабелів живлення. Отже, навантаження на мережу зростає, і електричні запобіжники можуть не витримувати. Так що, якщо вирішили використовувати електроди товщиною в 3 мм, відштовхуйтесь від струму не більше 130 А. Для того щоб обчислити у зварювального трансформатора потужність, вам буде потрібно твір струму у вторинній обмотці при запаленні дуги, кута зсуву фаз, напруги в режимі спокою розділити на коефіцієнт корисної дії. В даному випадку його можна вважати величиною постійною, вона дорівнює 0,7.

Повернутися до списку

Пристрій трансформатора для зварювання

Найголовніше в сердечниках - це форма. Вона може бути стрижневого (П-подібний) або броньового типу (Ш-подібний). Якщо порівнювати їх, то виявиться, що ККД вище у першого типу пристроїв для зварювання. Щільність намотування теж може бути досить високою. Звичайно ж, вони найчастіше застосовуються для виготовлення електричного зварювання. У саморобного апарату для зварювання металу можуть бути обмотки наступних типів:

• циліндричні (вторинна обмотка намотується поверх мережевий);
• дискові (обидві обмотки розташовуються на деякій відстані один від одного).

Циліндричні обмотки: а - одношарова, б - двошаровий, в - багатошарова з круглого дроти, 1 - витки з прямокутного проводу, 2 - розрізні вирівнюють кільця, 3 - паперово-бакелітовий циліндр, 4 - кінець першого шару обмотки, 5 - вертикальні рейки, 6 - внутрішні відгалуження обмотки.

Варто докладніше розглянути кожен тип обмоток. Що стосується циліндричної намотування, то вона має дуже жорсткі вольт-амперні характеристики. Але він не буде придатний для застосування в ручних зварювальних апаратах. Можна вийти з положення, застосувавши в конструкції апарату дроселі й реостати. Але вони тільки ускладнюють всю схему, що недоцільно в більшій частині випадків.

При використанні дискового типу намотування мережева віддалена на деяку відстань від вторинної. Велика частина виникає в пристрої магнітного потоку (а якщо точніше, то він виникає в мережевий обмотці) ніяк не може бути пов'язана (навіть индуктивно) з вторинною обмоткою. Такий тип намотування найкраще використовувати в тих випадках, коли є необхідність в частій регулювання струму зварювання. Зовнішня характеристика у таких пристроїв є в необхідній кількості. А від розташування мережевий обмотки щодо вторинної безпосередньо залежить індуктивність розсіювання зварювального трансформатора. Але вона ще залежить і від типу муздрамтеатру, навіть від того, чи є поряд із зварювальним апаратом металеві предмети. Обчислити точне значення індуктивності не представляється можливим. При розрахунку застосовуються приблизні обчислення.

Струм, необхідний для роботи зварювання, регулюється шляхом зміни зазору між первинною і вторинною обмотками. Їх, звичайно ж, слід робити так, щоб можна було без праці переміщати по магнітопровода. Ось тільки в умовах домашнього виготовлення таке зробити досить складно, але можна зробити певне число фіксованих значень струму зварювання. При використанні зварювання в подальшому, якщо буде потрібно трохи зменшити струм, потрібно укладати кільцями кабель. Врахуйте тільки, що він від цього буде грітися.

Обмотки трансформатора рознесені на різні плечі: 1 - первинна, 2 - вторинна.

Дуже сильне розсіювання буде у зварювальних апаратів, які обладнані сердечниками П-подібної форми. Причому у них мережева обмотка обов'язково повинна розташовуватися на одному плечі, а вторинна - на другому. Це через те, що відстань від однієї обмотки до іншої досить велика. Основний показник зварювального трансформатора - це коефіцієнт трансформації. Він може бути обчислений шляхом ділення числа витків вторинної обмотки на число витків первинної. Таке ж значення ви отримаєте, розділивши вихідний струм або напруга на відповідну вхідну характеристику (струм або напруга).

Повернутися до списку

Стандартний розрахунок зварювального трансформатора

Наступна методика застосовується виключно при проведенні розрахунків перетворюють пристроїв з використанням магнитопроводов тільки П-подібної форми. Обидві обмотки намотані на однакових каркасах, розташовуються на різних плечах. Слід враховувати, що необхідно половини обох обмоток з'єднувати послідовно між собою. Наприклад, проводиться розрахунок перетворювача для роботи з електродами 4 мм. Для цього необхідний струм у вторинній обмотці приблизно 160 А. Напруга на виході має скласти 50 В. В цей же час мережеве (живить) напруга приймати слід 220 або 240 В. Нехай тривалість роботи буде 20%.

Для розрахунку необхідно вводити параметр потужності, що враховує тривалість роботи. Ця потужність буде дорівнює: РДЛ \u003d I2 x U2 x (ПР / 100) 1/2 х 0,001.

Для параметрів зварювального апарату, які були взяті за відправну точку, значення потужності одно 3,58 кВт. Тепер необхідно обчислити число витків обмоток. Для цього: E \u003d 0,55 + 0,095 × Pдл.

Розташування обмоток на стрижнях в трансформаторах: 1 - стрижень, 2 - обмотка ВН, 3 - обмотка НН, 4,5- групи котушок.

У цій формулі Е - це електрорушійна сила одного витка. Для розраховується пристрою це значення дорівнюватиме 0,89 Вольт / виток. Тобто з кожного витка перетворювача можна зняти 0,89 В. Отже, ставлення 220 / 0,89 - це число витків первинної обмотки. А ставлення 50 / 0,89 - це число витків вторинної.

У первинній обмотці буде струм, рівний відношенню твори струму вторинної обмотки і коефіцієнта k \u003d 1,1 до коефіцієнта трансформації. У прикладі вийде струм, рівний 40 А. Для визначення перетину сердечника зварювального трансформатора потрібно використовувати формулу: S \u003d U2 × 10000 / (4.44 × f × N2 × Bm).

Для розрахунку в прикладі площа буде дорівнює 27 см². При цьому f приймається рівним 50 Герц, а Bm - це індукція поля (магнітного) в осерді пристрою. Її значення приймається рівним 1,5 Тесла.

Для зварювального трансформатора, який буде працювати з електродами товщиною в 4 мм, отримані такі характеристики, як:

Типи магнітних сердечників: а - броньовий, б - стрижневий.

• струм зварювання - 160 А;
• площа перетину сердечника - 28,5 см²;
• первинна обмотка містить 250 витків.

Але дані характеристики справедливі для зварювального трансформатора. Тільки при виготовленні його використовувалася схема, в якій застосовано збільшене значення магнітного розсіювання. Відтворити в домашніх умовах такий пристрій навряд чи вийде, тому виявиться простіше виготовити трансформатор з намотуванням вторинної обмотки безпосередньо поверх мережевий. Навіть якщо взяти до уваги умова того, що неминучі застосування дроселів, погіршення характеристик, то магнітний потік такого нехитрого пристрою буде сконцентрований в певній точці і навколо неї. А вся енергія в ній здатна передаватися раціонально.

Повернутися до списку

Простий розрахунок трансформатора для зварювання

Стандартні методи розрахунку трансформаторів неприйнятні в більшості випадків, так як застосовується і залізо нестандартних форм, і провід з невідомим перетином, обчисленим приблизно. При розрахунку були отримані такі характеристики зварювального трансформатора, як площа перерізу магнітопроводу і кількість витків. Варто зауважити, що при збільшенні площі перетину вдвічі характеристики самого трансформатора не погіршаться. Доведеться тільки змінити число витків первинної обмотки, щоб домогтися необхідної потужності.

Чим більше у муздрамтеатру перетин, тим менше витків доведеться намотувати. Використовуйте таку якість, якщо є труднощі з обмотувальним проводом. Для розрахунку числа витків первинної обмотки можна скористатися простими формулами:

Залежності струму в первинній обмотці трансформатора від напруги живлення, в режимі холостого ходу.

• N1 \u003d 7440 × U1 / (Sіз × I2);
• N1 \u003d 4960 × U1 / (Sіз × I2).

Перша застосовується при розрахунку зварювальних апаратів, у яких обидві обмотки розташовуються на одному і тому ж плечі. Для рознесених обмоток застосовуватися повинна друга формула. У цих формулах Sіз - це перетин муздрамтеатру, виміряний перед проведенням розрахунків. Врахуйте, що при рознесенні обмоток на різні плечі ви не отримаєте на виході зварювального апарату струм понад 140 А. А для будь-якого типу пристроїв брати до уваги значення струму, яке більше 200 А, теж не можна. І не забувайте про те, що у вас є безліч невідомих:

• сорт трансформаторного заліза;
• напруга в мережі і його зміна;
• опір в лінії електропередач.

Щоб виключити можливість впливу таких другорядних факторів на роботу зварювального трансформатора, необхідно через кожні 40 витків робити відвід. Ви зможете в будь-який момент змінити режим роботи трансформатора, подавши напругу харчування на меншу або більшу кількість витків.

З'єднання металевих деталей електричною дугою відомо вже більше 120 років, але мало хто знає всі тонкощі цього процесу, що дуже важливо для того, щоб зробити розрахунок зварювального трансформатора для найпростішого апарату і напівавтомата.

1 На чому базується розрахунок зварювального трансформатора?

Перш, ніж розбиратися в формулах, давайте розглянемо принцип дії найпростішого апарату для. Основою такого агрегату є понижуючий трансформатор, що дозволяє змінити вхідна напруга, відповідне в побуті 220 В, на більш низьке, до 60 В для так званого холостого ходу або, інакше, стану спокою. Те, які можна буде використовувати з пристроєм, залежить від сили струму, яка повинна бути в межах 120-130 А для найбільш популярного трьохміліметрового діаметра витратного матеріалу.

І ось тут якраз потрібні розрахунки, оскільки, якщо стрижень електрода плавиться при певній силі струму, отже, вона буде в тій же мірі нагрівати і сердечник трансформатора, а також дріт обмотки. Отже, для того, щоб дізнатися оптимальну потужність трансформатора, нам потрібно спочатку вирахувати робоча напруга, орієнтуючись на робочу силу струму. Для цього існує формула U 2 \u003d 20 + 0,04I 2, де U 2 - напруга на вторинній обмотці, а I 2 - видається апаратом максимальний зварювальний струм.

Тепер повернемося до сердечника, який не дарма так називається, оскільки є серцем трансформатора, як самого простого, так і напівавтомата. Він складається з металевих пластин, які здатні витримати певне навантаження по потужності струму. Це допустиме значення залежить від розмірів сердечника і називається габаритної потужністю, яку можна знайти, знаючи значення напруги холостого ходу. Останнє вираховується за формулою U хх = U 2 S, де S - площа перетину дроту вторинної обмотки. Залежність цієї площі від діаметра провідника визначаємо за формулою S \u003d πd 2/4, Або за такими таблицями:

2 Розрахунок для зварювального трансформатора за формулами і онлайн

Отже, у нас є всі необхідні параметри для того, щоб обчислити габаритну потужність сердечника. Далі працюємо за формулою P габ = U ххI 2 cos(φ)/η , де φ - кут зсуву фаз між напругою і струмом (можна прийняти величину 0.8), а η - ККД (приймаємо 0.7). Залишається знайти допустиму потужність, яку витримає апарат при тривалій роботі. При цьому враховуємо, що коефіцієнт тривалості роботи (позначимо його ПР) становить близько 20% від часу підключення трансформатора до мережі.

Тому вважаємо такий спосіб: P дл \u003d U 2 I 2 (ПР / 100) 0.5 0.001, Або, інакше P дл \u003d U 2 I 2 (20/100) 0.5 0.001, що відповідає P дл \u003d U 2 I 2 0.00045. В цілому тривалість роботи і сила зварювального струму практично не пов'язані. Більшою мірою на час дугового режиму впливає перетин дроту обмотки і якість ізоляції, а також те, наскільки щільно і, головне, рівно, укладені витки. Отже, тепер ми можемо дізнатися електрорушійну силу одного витка в вольтах, використовуючи формулу E = P дл 0.095 + 0.55.

Далі, отримавши результат емпіричної залежності по останній формулі, вираховуємо оптимальну кількість витків для обмотки, як первинної, так і вторинної. Для того й іншого використовуємо дві формули, відповідно N 1 = U 1 / E, де U1 - вхідна напруга мережі, а N 2 \u003d U 2 / E. Сила зварювального струму регулюється збільшенням або зменшенням відстані між первинною і вторинною обмотками: чим воно більше, тим нижча потужність на виході. Тим, хто робить наведений розрахунок з метою самостійного складання трансформатора, а не для придбання готового зварювального напівавтомата, знадобиться ще й обчислення габаритів сердечника.

Площа перетину металу визначається за формулою S \u003d U 2 10000 / (4.44fN 2 B m), де f - промислова частота струму (приймаємо за 50 Гц), B m - індукція магнітного поля (приймаємо за 1.5 Тл). Тепер можна дізнатися ширину сталевої пластини в пакеті трансформатора: a \u003d (100S / (p 1 k c)) 0.5, Де за p 1 приймаємо діапазон значень 1.8-2.2 (рекомендується середнє), k с - коефіцієнт заповнення стали (відповідає 0.95-0.97).

Виходячи із значення ширини пластини, з'ясовуємо товщину пакета пластин плеча, для чого використовуємо формулу b \u003d ap 1, А потім і ширину вікна муздрамтеатру c \u003d B / p 2, де p 2 має діапазон значень 1-1.2 (рекомендується максимальне). До слова, якщо вже ми взялися вимірювати габарити, згадаємо про коефіцієнт заповнення стали, який позначає проміжки між пластинами. З урахуванням цього показника площа перетину сердечника буде дещо іншою, тому назвемо її вимірюваноївеличиною і визначимо заново. Формула для цього буде потрібно наступна: S з \u003d S / k c. У більшості випадків ці розрахунки не потрібні при наявності онлайн-калькулятора.