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n8.doc

Le programme "Calcul des transformateurs de soudage" est écrit pour faciliter le calcul lors de la création de transformateurs de soudage maison. La méthode de calcul est tirée de V. Volodin

Données estimées

En utilisant cette technique, j'ai moi-même enroulé 2 transformateurs, cependant, le premier a dû être rembobiné quatre fois jusqu'à ce que j'atteigne ses performances.

Dans le programme, vous remplissez plusieurs champs de saisie avec vos données et lorsque vous cliquez sur le bouton "Calculer", il calculera le nombre de tours dans les enroulements, la section des fils et quelques autres données. Voici les champs que vous devez remplir

typographie ruban

La composition est faite de plaques de plaques de fer de transformateur en forme de L, P ou W. Bande, respectivement, d'une bande de fer à repasser. Le fer de transformateur est un acier électrique magnétique doux spécial recuit en utilisant une technologie spéciale).

Section transversale du noyau \u003d a * b.

La section transversale du noyau doit être suffisante pour le fonctionnement du transformateur.

Détermination de la section du circuit magnétique en cm2 S\u003e 0,015 * P (où P est en watts).

Pour les circuits magnétiques autres que toroïdaux, la section transversale doit être augmentée de 1,3 à 1,5 fois.

Estimé puissance du transformateur en watts est
Rtr \u003d 25 * Iw,
où Iw est le courant de soudage en ampères.

La puissance globale du transformateur en watts est
Рgab \u003d Uхх * Iсв,
où Uxx est la tension sur l'enroulement II

Si vous ne savez pas encore de quelle section vous avez besoin, le programme lui-même calculera et substituera les données requises dans le champ d'entrée en fonction du courant de soudage

En outre, vous devez sélectionner dans la liste déroulante le matériau du fil pour les enroulements primaire et secondaire et le type de noyau.

Les noyaux sont

Blindé (fig. En forme de W - a))
Tige (en forme de L Fig. - b))
Toroïdal (en forme de O Fig. - c))

Les noyaux blindés pour transformateurs sont rarement utilisés.

Les toroïdaux ont les meilleures performances.

Lors de la construction d'une machine à souder, il est préférable d'utiliser un circuit magnétique toroïdal avec des dimensions minimales et un champ parasite. Mais ils sont difficiles à enrouler.

Les transformateurs à tige sont plus faciles à assembler. C'est sur eux que j'ai enroulé mes transformateurs.

TRANSFORMATEUR DE SOUDAGE: CALCUL ET PRODUCTION

V. VOLODIN, ( http://valvolodin.narod.ru et http://valvol.nightmail.ru) Odessa, Ukraine

Spécificités du travail transformateur de soudage est que sa charge n'est pas constante. On considère généralement que la proportion du temps de fonctionnement sous charge dans un cycle constitué du soudage proprement dit et de la pause ne dépasse pas 60%. Pour les transformateurs de soudage domestiques, une valeur encore plus petite est souvent prise - 20%, ce qui permet, sans détérioration significative du régime thermique, d'augmenter la densité de courant dans les enroulements du transformateur et de réduire la surface de la fenêtre de son circuit magnétique, qui est nécessaire pour placer les enroulements. Pour un courant de soudage allant jusqu'à 150 A, la densité de courant admissible dans un enroulement en cuivre est de 8 A / mm2, dans un aluminium un - 5 A / mm2.

A une puissance donnée, les dimensions et le poids du transformateur seront minimes si l'induction dans son noyau magnétique atteint la valeur maximale autorisée pour le matériau sélectionné. Mais un designer amateur ne connaît généralement pas cette valeur, car il a affaire à de l'acier électrique d'une marque inconnue. Afin d'éviter les surprises, l'induction est généralement sous-estimée, ce qui entraîne une augmentation inutile de la taille du transformateur.

En utilisant la procédure ci-dessous, les caractéristiques magnétiques de tout acier de transformateur disponible peuvent être déterminées. Un noyau magnétique "expérimental" d'une section transversale de 5 ... 10 cm2 est assemblé à partir de cet acier (le produit des dimensions a et b sur la figure 8) et 50 ... 100 tours d'un fil à isolation douce d'une section transversale de 1,5 ... 2 sont enroulés sur l'un de ses noyaux. , 5 mm2. Pour des calculs ultérieurs, il faut trouver par la formule l CP \u003d 2h + 2c + 3,14 * et la longueur moyenne du ligne électrique et mesurer la résistance active de l'enroulement r environ.

En outre, selon le schéma illustré à la Fig. 9, assemblez la configuration de test. T1 - autotransformateur contrôlé en laboratoire (LATR); L1 - enroulement sur le circuit magnétique "expérimental". La puissance globale du transformateur abaisseur T2 est d'au moins 63 VA, le rapport de transformation est de 8 ... 10.

En augmentant progressivement la tension, la dépendance de l'induction dans le circuit magnétique B, T, de l'intensité du champ magnétique H, A / m, similaire à celle représentée sur la Fig. 10, calcul de ces valeurs par les formules:

où U et I - lectures du voltmètre PV1, V et de l'ampèremètre PA1, A; F - fréquence, Hz; S est la section transversale du circuit magnétique "expérimental", cm 2; w est le nombre de tours de son enroulement. A partir du graphique obtenu, comme le montre la figure, l'induction de saturation Bs, l'induction maximale Bm et la force maximale du champ magnétique alternatif Hm sont trouvées.

Par exemple, nous calculerons un transformateur de soudage conçu pour fonctionner à partir d'un réseau de courant alternatif 220 V, 50 Hz, en réglant la tension mouvement inactif U xx \u003d 65 V et courant de soudage maximal I max \u003d 150 A.

Puissance globale du transformateur

P gab \u003d U xx * I max \u003d 65 * 150 \u003d 9750 VA.

Selon la formule bien connue, nous déterminons le produit de l'aire de la section du circuit magnétique S m par l'aire de sa fenêtre S o:

où J est la densité de courant dans les enroulements, A / mm2; k c \u003d 0,95 est le facteur de remplissage de la section du circuit magnétique avec de l'acier; k 0 \u003d 0,33 ... 0,4 est le coefficient de remplissage de sa fenêtre avec du cuivre (aluminium).

Supposons que V m \u003d 1,42 T, l'enroulement primaire est enroulé avec du fil de cuivre, le secondaire - avec de l'aluminium (nous prenons la valeur moyenne de la densité de courant J \u003d 6,5 A / mm2):

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

En prenant a \u003d 40 mm, on trouve les dimensions restantes du circuit magnétique: b \u003d 2 * a \u003d 80mm; c \u003d 1,6 * a \u003d 32 mm; h \u003d 4 à \u003d 160 mm.

EMF d'un tour de l'enroulement du transformateur sur un tel circuit magnétique EB \u003d 2,22 * 104B m * a * b * kc \u003d 2,22 * 10-4 * 1,42 * 3200 * * 0,95 \u003d 0,958 V.Nombre de spires de l'enroulement secondaire w 2 \u003d U xx / EB \u003d 65 / 0,958 \u003d 68. Section du fil secondaire S 2 \u003d l max / J \u003d 150/5 \u003d 30 mm2 (J \u003d 5 A / mm2, car le fil secondaire est en aluminium). Le nombre de spires de l'enroulement primaire w 1 \u003d U 1 / E B \u003d 220 / 0,958 \u003d 230. Courant maximal de l'enroulement primaire I 1max \u003d l max * w 2 / w 1 \u003d 150 * 68/230 \u003d 44,35 A. Section du fil de cuivre de l'enroulement primaire S 1 \u003d I 1max / J \u003d 44,35 / 8 \u003d 5,54 mm 2.

Les enroulements primaire et secondaire d'un transformateur à tige sont généralement divisés en deux parties identiques, les plaçant sur deux noyaux du circuit magnétique. Chacune des parties connectées en série de l'enroulement primaire - 115 tours de fil d'un diamètre d'au moins 2,65 mm. Si les parties de la bobine primaire doivent être connectées en parallèle, chacune doit contenir 230 tours de fil avec la moitié de la section transversale - avec un diamètre d'au moins 1,88 mm. De même, l'enroulement secondaire est divisé en deux parties.

Si les enroulements sont cylindriques, afin d'obtenir une caractéristique de charge décroissante du transformateur, une résistance avec une résistance de 0,2 ... 0,4 Ohm provenant d'un fil nichrome d'un diamètre d'au moins 3 mm doit être connectée en série avec le secondaire. Cette résistance n'est pas nécessaire pour un transformateur à disque. Malheureusement, un calcul précis de l'inductance de fuite d'un tel transformateur est pratiquement impossible, car il dépend même de l'emplacement des objets métalliques à proximité. En pratique, le calcul est effectué par la méthode des approximations successives avec correction des données d'enroulement et de conception du transformateur en fonction des résultats d'essais des échantillons fabriqués. Une méthodologie détaillée peut être trouvée dans.

Dans un environnement amateur, il est difficile de réaliser un transformateur avec des enroulements mobiles (pour la régulation du courant). Pour obtenir plusieurs valeurs de courant fixes, un enroulement secondaire avec prises est réalisé. Un ajustement plus précis (dans le sens de la diminution du courant) est effectué en ajoutant une sorte de bobine d'inductance au circuit - posant le câble de soudage dans une bobine.

Avant de procéder à la fabrication du transformateur calculé, il est conseillé de s'assurer que ses enroulements seront situés dans la fenêtre du circuit magnétique, en tenant compte des lacunes technologiques nécessaires, de l'épaisseur du matériau à partir duquel le cadre est fabriqué et d'autres facteurs. Les dimensions c et h (voir Fig.8) doivent être "ajustées" de telle manière qu'un nombre entier de tours du fil sélectionné tienne dans chaque couche de l'enroulement, et le nombre de couches est également un entier ou légèrement inférieur à l'entier le plus proche. Une place doit être prévue pour l'isolation entre les couches et les enroulements.

L'option la plus réussie n'est pas toujours obtenue du premier coup, il est souvent nécessaire d'ajuster à plusieurs reprises et de manière assez significative la largeur et la hauteur de la fenêtre du circuit magnétique. Lors de la conception d'enroulements cylindriques, il est nécessaire de sélectionner de manière optimale les tailles de leurs sections. Habituellement, plus d'espace est alloué pour l'enroulement secondaire, enroulé avec un fil épais, que pour le primaire.

Un croquis de la conception d'un transformateur pour deux valeurs du courant de soudage - 120 et 150 A - est illustré à la Fig. 11, et le diagramme

ses inclusions sont illustrées à la Fig. 12. Un courant plus petit correspond à un plus grand nombre de spires de l'enroulement secondaire. Ce n'est pas une erreur. On sait que la tension d'un enroulement est proportionnelle au nombre de ses spires, et l'inductance de fuite augmente proportionnellement au carré de leur nombre. En conséquence, le courant diminue.

Les enroulements sont placés sur deux cadres en feuille de fibre de verre d'une épaisseur de 2 mm. Les sections primaire et secondaire de chaque cadre sont séparées par une joue isolante réalisée dans le même matériau. Les trous dans les cadres du circuit magnétique sont 1,5 ... 2 mm plus larges et plus longs que la section transversale de ce dernier. Cela élimine les problèmes de construction. Afin d'éviter la déformation du cadre, lors de l'enroulement, il est fermement poussé sur un cadre en bois. L'enroulement primaire se compose de deux sections (I "et I" "), situées sur des cadres différents et connectées en parallèle. Chacune des sections - 230 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 1,9 mm. S'il y a un fil d'un diamètre de 2,7 mm, dans les sections, vous pouvez enrouler 115 tours, mais ils devront être connectés en série.Chaque couche de fil avant d'enrouler la suivante doit être scellée avec de légers coups de marteau en bois et enduite d'un vernis d'imprégnation.En tant qu'isolant intercalaire, un panneau de compression (carton électrique) d'une épaisseur de 0,5 à 1 mm convient.

Pour le bobinage secondaire, l'auteur a utilisé un bus en aluminium d'une section de 30 mm 2 (5x6 mm). Si vous avez un bus d'environ la même section transversale, mais d'une taille différente, vous devrez modifier légèrement la largeur des sections de carcasse pour s'adapter à l'enroulement. Avant l'enroulement, un pneu non isolé doit être étroitement enveloppé avec du ruban adhésif ou un chiffon fin en coton, préalablement découpé en bandes de 20 mm de large. Épaisseur d'isolation - pas plus de 0,7 mm.

Les sections II "et II" comportent 34 tours, les sections III "et III" "- 8 tours. Le bus est posé sur le châssis en deux couches avec le côté large du circuit magnétique. Chaque couche est compactée à coups de marteau en bois et abondamment enduite d'un vernis d'imprégnation. Les bobines produites doivent être La température et la durée de séchage dépendent du type de vernis d'imprégnation.

Le noyau magnétique du transformateur est assemblé à partir de plaques d'acier de transformateur laminées à froid de 0,35 mm d'épaisseur. Contrairement à l'acier laminé à chaud presque noir, la surface de la tôle laminée à froid est blanche. Vous pouvez utiliser de la tôle d'acier provenant des noyaux magnétiques des transformateurs défectueux installés dans les sous-stations de transformation. Il est conseillé de tester l'acier selon la méthode décrite ci-dessus. Si la valeur de l'induction maximale B m obtenue expérimentalement diffère significativement de celle retenue dans le calcul (1,42 T), ce dernier devra être répété et les résultats pris en compte dans la fabrication du transformateur. Les tôles d'acier sont découpées dans le sens du laminage en bandes de 40 mm de large, qui sont découpées en plaques de 108 et 186 mm de long. Les bavures sont éliminées avec une lime aiguille ou une lime avec une encoche fine. Le circuit magnétique est assemblé "sur le couvercle" avec les plus petits espaces possibles au niveau des joints des plaques.

Le transformateur fini est placé dans un boîtier de protection en matériau non magnétique, tel que l'aluminium. Des trous de ventilation doivent être pratiqués dans le boîtier. Le transformateur est connecté à un réseau 220 V avec un câble avec des noyaux de puissance en cuivre d'une section d'au moins 6 mm 2 et un fil de terre, qui est connecté au noyau magnétique du transformateur et à son boîtier de protection. La prise secteur doit être à trois broches (la troisième est mise à la terre), conçue pour un courant d'au moins 63 A.

Les bornes des enroulements secondaires sont reliées de manière fiable à des goujons filetés en laiton d'un diamètre de 8 à 10 mm, installés sur un panneau diélectrique résistant à la chaleur, fixé sur le boîtier de protection du transformateur. Les fils de cuivre doux d'une section transversale de 16 à 25 mm 2 conviennent pour le soudage. Les électrodes de soudage (en l'absence de prêtes à l'emploi) peuvent être réalisées indépendamment, en utilisant, par exemple, les recommandations de. Le fil d'un diamètre de 2 ... 6 mm en acier doux est divisé en sections droites de 300 ... 400 mm de long. Le revêtement est préparé à partir de 500 g de craie et 190 g de verre liquide, en les diluant avec un verre d'eau. Cette quantité est suffisante pour 100 à 200 électrodes.

Les sections de fil préparées sont immergées dans le revêtement sur presque toute la longueur, ne laissant que les extrémités d'environ 20 mm de long non revêtues, retirées et séchées à une température de 20 à 30 ° C. Ces électrodes conviennent à la fois au soudage AC et DC. Bien sûr, ils ne peuvent servir que d'alternative temporaire aux versions industrielles. Vous ne devez pas les utiliser pour effectuer des travaux importants.

LITTÉRATURE

5. Zaks MI et al. Transformateurs pour le soudage à l'arc électrique. -L.: Energoatomizdat, 1988.

6. Machine à souder électrique Baranov V..-Radio, 1996, n ° 7, p. 52-54.

7. Gorskiy AN et al. Calcul des éléments électromagnétiques des sources d'alimentation secondaire. - M .: Radio et communication, 1988.

8. Ouvrage de référence de l'électricien. - M.: Energoizdat, 1934.

Présentation du CALCULATEUR automatisé

"Calcul du coin soudures"

(SP 16.13330.2011 Structures en acier, Manuel pour le calcul et la conception des assemblages soudés SK au chapitre SNiP II-23-81)

Les matériaux sont destinés aux ingénieurs concepteurs

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La composition du dossier de téléchargement des matériaux de la calculatrice est présentée ci-dessous:

La composition du dossier de vidéos (12 vidéos d'une durée totale de plus de 4 heures) de la calculatrice est présentée ci-dessous:

• Transformateur de puissance pour machine à souder
• Dispositif de transformateur de soudage
• Calcul standard d'un transformateur de soudage
• Calcul simple du transformateur pour le soudage
• Coupe du circuit magnétique et sélection des spires du transformateur

Le calcul du transformateur de soudage est effectué selon des formules spécifiques. Cela est dû au fait que les circuits de transformateurs typiques, ainsi que les méthodes de calcul, ne peuvent pas être utilisés pour les outils de soudage. Dans la fabrication du soudage, il est nécessaire de s'appuyer sur ce qui est disponible. La chose la plus importante est le fer. Ce qui est, c'est généralement réglé, tout le calcul est fait spécifiquement pour un circuit magnétique spécifique. Bien sûr, ce n'est pas toujours bon, donc la chaleur et les vibrations se produisent. C'est bien si vous disposez de matériel dont les paramètres sont très proches de ceux de l'industrie. Ensuite, vous pouvez utiliser en toute sécurité les techniques de calcul des appareils typiques. Pour fabriquer une machine à souder, vous devez connaître ses paramètres de base et son appareil.

Transformateur de puissance pour machine à souder

Avant de commencer le calcul, en particulier la fabrication, vous devez déterminer par vous-même quel devrait être le courant de soudage. Étant donné que dans la vie quotidienne, les électrodes sont le plus souvent utilisées, dont le diamètre est de 3 à 4 mm, il convient de s'y fier dans les calculs. Trois millimètres suffisent amplement pour les travaux ménagers et les tâches ménagères. Même les travaux de carrosserie dans une voiture peuvent être effectués sans craindre les coutures de mauvaise qualité que le soudage peut produire. Donc, si le choix s'est porté sur les trois premiers, il faut choisir un courant d'environ 115 A. C'est à ce courant que ces électrodes fonctionnent idéalement. Si vous décidez d'utiliser un deux, le courant à la sortie de l'appareil devrait être d'environ 70 A, et pour un quatre - deux fois plus.

Veuillez noter que la puissance du transformateur de soudage ne doit pas être très élevée. La consommation de courant est au maximum de 200 A. Et même dans ce cas, il y aura un échauffement excessif non seulement des fils d'enroulement, mais également des câbles d'alimentation. Par conséquent, la charge sur le réseau augmente et les fusibles électriques peuvent ne pas pouvoir résister. Donc, si vous décidez d'utiliser des électrodes d'une épaisseur de 3 mm, poussez à partir d'un courant ne dépassant pas 130 A. Pour calculer la puissance d'un transformateur de soudage, vous avez besoin du produit du courant dans l'enroulement secondaire lorsque l'arc est allumé, l'angle de phase, la tension au repos divisé par Efficacité. Dans ce cas, elle peut être considérée comme une valeur constante, elle est égale à 0,7.

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Dispositif de transformateur de soudage

La chose la plus importante à propos des noyaux est la forme. Il peut être de type tige (en forme de U) ou de type armure (en forme de W). Si nous les comparons, il s'avère que l'efficacité est plus élevée pour le premier type d'appareils de soudage. La densité d'enroulement peut également être assez élevée. Bien entendu, ils sont le plus souvent utilisés pour faire du soudage électrique. Une machine à souder les métaux artisanale peut avoir les types d'enroulements suivants:

• cylindrique (l'enroulement secondaire est enroulé sur le réseau);
• disque (les deux enroulements sont situés à une certaine distance l'un de l'autre).

Enroulements cylindriques: a - monocouche, b - bicouche, c - multicouche de fil rond, 1 - tours de fil rectangulaire, 2 - anneaux d'alignement fendus, 3 - cylindre en papier-bakélite, 4 - extrémité de la première couche d'enroulement, 5 - lattes verticales, 6 - branches internes du bobinage.

Il convient d'examiner plus en détail chaque type d'enroulement. Quant à l'enroulement cylindrique, il présente des caractéristiques courant-tension très rigides. Mais il ne conviendra pas pour une utilisation dans des machines à souder à main. Vous pouvez sortir de la situation en utilisant des chokes et des rhéostats dans la conception de l'appareil. Mais ils ne font que compliquer l'ensemble du schéma, ce qui n'est pas pratique dans la plupart des cas.

Lors de l'utilisation d'un enroulement de type disque, l'enroulement du réseau est à une certaine distance du secondaire. La majeure partie du flux magnétique apparaissant dans l'appareil (ou, plus précisément, dans l'enroulement du secteur) ne peut en aucun cas être reliée (même par induction) à l'enroulement secondaire. Ce type d'enroulement est mieux utilisé lorsqu'il est nécessaire d'ajuster fréquemment le courant de soudage. La caractéristique externe de ces appareils est disponible dans la quantité requise. Et l'inductance de fuite du transformateur de soudage dépend directement de l'emplacement de l'enroulement du secteur par rapport au secondaire. Mais cela dépend aussi du type de circuit magnétique, même de la présence ou non d'objets métalliques à proximité de la machine à souder. Il n'est pas possible de calculer la valeur exacte de l'inductance. Les calculs sont basés sur des calculs approximatifs.

Le courant requis pour l'opération de soudage est ajusté en modifiant l'écart entre les enroulements primaire et secondaire. Bien entendu, ils doivent être conçus de manière à pouvoir être facilement déplacés le long du circuit magnétique. Ce n'est que dans des conditions artisanales qu'il est assez difficile de le faire, mais vous pouvez définir un certain nombre de valeurs fixes du courant de soudage. Lors de l'utilisation future du soudage, si vous devez réduire légèrement le courant, vous devez poser le câble en anneaux. Considérez seulement que cela se réchauffera.

Les enroulements du transformateur sont séparés sur différents bras: 1 - primaire, 2 - secondaire.

Une diffusion très forte se produira dans les machines à souder équipées de noyaux en forme de U. De plus, leur enroulement secteur doit être situé sur un épaulement, et le secondaire sur le second. Cela est dû au fait que la distance d'un enroulement à l'autre est assez grande. L'indicateur principal d'un transformateur de soudage est le rapport de transformation. Il peut être calculé en divisant le nombre de tours secondaires par le nombre de tours primaires. Vous obtenez la même valeur en divisant le courant ou la tension de sortie par la caractéristique d'entrée correspondante (courant ou tension).

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Calcul standard d'un transformateur de soudage

La technique suivante est utilisée exclusivement lors du calcul de dispositifs de conversion utilisant uniquement des circuits magnétiques en forme de U. Les deux enroulements sont enroulés sur les mêmes cadres, situés sur des bras différents. Il convient de garder à l'esprit qu'il est nécessaire de connecter la moitié des deux enroulements en série l'un avec l'autre. Par exemple, un convertisseur est calculé pour fonctionner avec des électrodes de 4 mm. Cela nécessite un courant dans l'enroulement secondaire d'environ 160 A. La tension de sortie doit être de 50 V. En même temps, la tension du secteur (alimentation) doit être de 220 ou 240 V. Soit la durée de fonctionnement est de 20%.

Pour le calcul, il est nécessaire de saisir un paramètre de puissance qui prend en compte le temps de fonctionnement. Cette puissance sera égale à: Rdl \u003d I2 x U2 x (PR / 100) 1/2 x 0,001.

Pour les paramètres de la machine à souder, qui ont été pris comme point de départ, la valeur de puissance est de 3,58 kW. Vous devez maintenant calculer le nombre de tours des enroulements. Pour cela: E \u003d 0,55 + 0,095 × Pd.

Disposition des enroulements sur tiges dans les transformateurs: 1 - tige, 2 - enroulement HT, 3 - enroulement BT, 4,5 - groupes de bobines.

Dans cette formule, E est la force électromotrice d'un tour. Pour l'appareil calculé, cette valeur sera égale à 0,89 Volts / tour. C'est-à-dire que 0,89 V peut être retiré de chaque tour du convertisseur.Par conséquent, le rapport 220 / 0,89 est le nombre de tours de l'enroulement primaire. Et le rapport 50 / 0,89 est le nombre de tours du secondaire.

L'enroulement primaire aura un courant égal au rapport du produit du courant secondaire et du coefficient k \u003d 1,1 au rapport de transformation. Dans l'exemple, le courant sera de 40 A. Pour déterminer la section transversale du noyau du transformateur de soudage, vous devez utiliser la formule: S \u003d U2 × 10000 / (4,44 × f × N2 × Bm).

Pour le calcul de l'exemple, la surface sera de 27 cm². Dans ce cas, f est pris égal à 50 Hertz, et Bm est l'induction de champ (magnétique) dans le noyau du dispositif. Sa valeur est prise égale à 1,5 Tesla.

Pour un transformateur de soudage fonctionnant avec des électrodes de 4 mm d'épaisseur, les caractéristiques suivantes sont obtenues:

Types de noyaux magnétiques: a - blindé, b - tige.

• courant de soudage - 160 A;
• section transversale du noyau - 28,5 cm²;
• l'enroulement primaire contient 250 tours.

Mais ces caractéristiques sont valables pour un transformateur de soudage. Ce n'est que dans sa fabrication qu'un circuit a été utilisé dans lequel une valeur accrue de diffusion magnétique a été appliquée. Il est peu probable qu'un tel appareil puisse être reproduit à la maison, il sera donc plus facile de fabriquer un transformateur avec un enroulement secondaire directement sur le secteur. Même si nous prenons en compte la condition selon laquelle l'utilisation d'étranglement et la détérioration des caractéristiques sont inévitables, le flux magnétique d'un appareil aussi simple sera concentré en un certain point et autour de lui. Et toute l'énergie qu'il contient est capable d'être transférée rationnellement.

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Calcul simple du transformateur pour le soudage

Les méthodes standard de calcul des transformateurs sont inacceptables dans la plupart des cas, car on utilise à la fois du fer de formes non standard et un fil de section transversale inconnue, calculée approximativement. Dans le calcul, des caractéristiques du transformateur de soudage telles que la section transversale du circuit magnétique et le nombre de spires ont été obtenues. Il est à noter que lorsque la section transversale est doublée, les caractéristiques du transformateur lui-même ne se détériorent pas. Il vous suffit de modifier le nombre de tours de l'enroulement primaire pour obtenir la puissance requise.

Plus la section transversale du circuit magnétique est grande, moins vous avez de spires à enrouler. Utilisez cette qualité si vous rencontrez des problèmes avec le fil d'enroulement. Pour calculer le nombre de tours de l'enroulement primaire, vous pouvez utiliser des formules simples:

Dépendances du courant dans l'enroulement primaire du transformateur sur la tension d'alimentation, en mode sans charge.

• N1 \u003d 7440 × U1 / (S de × I2);
• N1 \u003d 4960 × U1 / (S à partir de × I2).

Le premier est utilisé lors du calcul des machines à souder dans lesquelles les deux enroulements sont situés sur le même bras. Pour les enroulements espacés, la deuxième formule s'applique. Dans ces formules, Sfrom est la section du circuit magnétique, mesurée avant d'effectuer les calculs. Veuillez noter que lorsque les enroulements sont espacés de bras différents, vous ne recevrez pas un courant de plus de 140 A en sortie du poste à souder. Et pour tout type d'appareil, il est également impossible de prendre en compte une valeur de courant supérieure à 200 A. Et n'oubliez pas que vous avez de nombreuses inconnues:

• qualité de fer de transformateur;
• tension dans le réseau et son évolution;
• résistance dans la ligne électrique.

Pour exclure la possibilité de l'influence de ces facteurs mineurs sur le fonctionnement du transformateur de soudage, il est nécessaire de faire un robinet tous les 40 tours. Vous pouvez changer le mode de fonctionnement du transformateur à tout moment en appliquant la tension d'alimentation à moins ou plus de tours.

La connexion de pièces métalliques avec un arc électrique est connue depuis plus de 120 ans, mais peu connaissent toutes les subtilités de ce procédé, qui est très important pour calculer un transformateur de soudage pour un appareil simple et un appareil semi-automatique.

1 Quelle est la base du calcul du transformateur de soudage?

Avant de comprendre les formules, examinons le principe de fonctionnement de l'appareil le plus simple pour. La base d'une telle unité est un transformateur abaisseur, qui vous permet de changer la tension d'entrée, qui correspond à 220 V dans la vie quotidienne, à une tension inférieure, jusqu'à 60 V pour le circuit dit ouvert ou, en d'autres termes, l'état de repos. Celui qui peut être utilisé avec l'appareil dépend de la force du courant, qui doit être comprise entre 120 et 130 A pour le diamètre de trois millimètres le plus courant du consommable.

Et c'est là que des calculs sont nécessaires, car si la tige d'électrode fond à une certaine intensité de courant, cela signifie qu'elle chauffera le noyau du transformateur et le fil d'enroulement dans la même mesure. Par conséquent, afin de déterminer la puissance optimale du transformateur, nous devons d'abord calculer la tension de fonctionnement, en nous concentrant sur le courant de fonctionnement. Pour cela, il existe une formule U 2 \u003d 20 + 0,04I 2où U 2 - tension sur l'enroulement secondaire, et je 2 - le courant de soudage maximal émis par l'appareil.

Revenons maintenant au cœur, qui ne s'appelle pas ainsi pour rien, puisqu'il s'agit du cœur du transformateur, à la fois le plus simple et le semi-automatique. Il est composé de plaques métalliques pouvant supporter une certaine charge de courant. Cette valeur admissible dépend de la taille du noyau et est appelée la puissance globale, qui peut être trouvée en connaissant la valeur de la tension en circuit ouvert. Ce dernier est calculé par la formule U xx = U 2 Soù S - la section transversale du fil d'enroulement secondaire. La dépendance de cette zone sur le diamètre du conducteur est déterminée par la formule S \u003d πd 2/4, ou selon les tableaux suivants:

2 Calcul d'un transformateur de soudage par formules et en ligne

Nous avons donc tous les paramètres nécessaires pour calculer la puissance globale du noyau. Ensuite, nous travaillons selon la formule P bavarder = U xxje 2 cos(φ)/η où φ - l'angle de déphasage entre tension et courant (vous pouvez prendre la valeur 0.8), et η - efficacité (nous acceptons 0,7). Il reste à trouver la puissance admissible à laquelle l'appareil résistera pendant un fonctionnement à long terme. Dans le même temps, nous prenons en compte que le coefficient de temps de fonctionnement (nous le désignons par PR) est d'environ 20% du temps de connexion du transformateur au réseau.

Par conséquent, nous considérons comme suit: P dl \u003d U 2 I 2 (PR / 100) 0,5 0,001, ou autrement P dl \u003d U 2 I 2 (20/100) 0,5 0,001qui correspond P dl \u003d U 2 I 2 0,00045... En général, la durée du travail et la force du courant de soudage sont pratiquement sans rapport. Dans une plus grande mesure, le temps du mode arc est influencé par la section transversale du fil d'enroulement et la qualité de l'isolation, ainsi que par le degré de serrage et, surtout, de manière uniforme, les spires sont posées. Par conséquent, nous pouvons maintenant connaître la force électromotrice d'un tour en volts en utilisant la formule E = P pour 0,095 + 0,55.

De plus, après avoir reçu le résultat de la dépendance empirique selon la dernière formule, nous calculons le nombre optimal de spires pour l'enroulement, à la fois primaire et secondaire. Pour les deux, nous utilisons deux formules, respectivement N 1 = U 1 / Eoù U1 - tension secteur entrante, et N 2 \u003d U 2 / E... L'intensité du courant de soudage est régulée en augmentant ou en diminuant la distance entre les enroulements primaire et secondaire: plus elle est grande, plus la puissance de sortie est faible. Ceux qui effectuent le calcul ci-dessus dans le but de l'auto-assemblage du transformateur, et non pour l'achat d'un appareil semi-automatique de soudage prêt à l'emploi, devront également calculer les dimensions du noyau.

La surface en coupe du métal est déterminée par la formule S \u003d U 2 10000 / (4,44fN 2 B m)où f - fréquence du courant industriel (prise à 50 Hz), B m - induction de champ magnétique (prise égale à 1,5 T). Vous pouvez maintenant connaître la largeur de la plaque d'acier dans l'emballage du transformateur: a \u003d (100S / (p 1 k c)) 0,5où pour p 1 nous acceptons la plage de valeurs 1,8-2,2 (la moyenne est recommandée), k с - facteur de remplissage de l'acier (correspond à 0,95-0,97).

En fonction de la valeur de la largeur de la plaque, nous trouvons l'épaisseur du paquet de plaques d'épaule, pour lequel nous utilisons la formule b \u003d ap 1, puis la largeur de la fenêtre du circuit magnétique c \u003d b / p 2où p 2 a une plage de 1 à 1,2 (maximum recommandé). Au fait, si nous avons déjà entrepris de mesurer les dimensions, rappelons le facteur de remplissage acier, qui indique les écarts entre les plaques. En tenant compte de cet indicateur, la section transversale du noyau sera quelque peu différente, nous l'appellerons donc la valeur mesurée et la définirons à nouveau. La formule pour cela nécessitera les éléments suivants: S sortie \u003d S / k c... Dans la plupart des cas, ces calculs sont inutiles si vous disposez d'un calculateur en ligne.