N - коэффициент трансформации

Сечение стали сердечника трансформатора (см²) определяется по формуле:

S = U₂ × 10000/(4.44 × f × N₂ × B_m)

где f=50 Гц - промышленная частота тока;

B_m - индукция магнитного поля в сердечнике, Тл. Для трансформаторной стали индукция может быть принята B_m=1.5-1.7 Тл, рекомендуется принимать ближе к меньшему значению.

Конструктивные размеры трансформатора приведены применительно к стержневой конструкции магнитопровода. Геометрические параметры магнитопровода в миллиметрах:

Ширина пластины стали из пакета магнитопровода, мм:

a=

Толщина пакета пластин плеча магнитопровода, мм: b=a×p₁

Ширина окна магнитопровода, мм: c=b/p₂

где p₁=1.8-2.2; p₂=1.0-1.2.

Измеряемая по линейным размерам сторон собранного трансформатора площадь сечения магнитопровода будет несколько больше рассчитанного значения, надо учитывать неизбежные зазоры между пластинами в наборе железа, и равняется:

S_из = S/k_c
S_из = 27/0,95 = 28,4 см²

где k_c=0.95-0.97 - коэффициент заполнения стали.

Значение (a) подбирается ближайшее из сортамента трансформаторной стали, конечное значение (b) корректируется с учетом ранее выбранного (a), ориентируясь на полученные значения S и S_из.

Высота магнитопровода методикой строго не устанавливается и выбирается исходя из размеров катушек с проводом, крепежных размеров, а также учитывается расстояние между катушками, которое выставляется при подстройке тока трансформатора. Размеры катушек определяются сечением провода, количеством витков и способом намотки.

Сварочный ток можно регулировать, перемещая секции первичной и вторичной обмоток относительно друг друга. Чем больше расстояние между первичной и вторичной обмотками, тем меньшим будет выходная мощность сварочного трансформатора.

На что нужно обратить внимание, анализируя полученные результаты? Прежде всего, в этом случае соотношения между S и N для определенного тока действительны только для сварочного трансформатора, изготовленного по схеме с увеличенным магнитным рассеиванием. Если бы мы применили значения S и N, полученные для этого типа трансформатора, для другого трансформатора - построенного по схеме силового трансформатора (см. рисунок ниже), то выходной ток при тех же значениях S и N₁ значительно возрос бы, предположительно в 1,4-1,5 раза или пришлось бы примерно во столько же раз увеличить количество витков первичной катушки N₁ для сохранения заданной величины тока.

Рисунок 3 – Схема силового трансформатора:

1 - первичная обмотка, 2 - вторичная обмотка.

Сварочные трансформаторы, у которых секции вторичной катушки намотаны поверх первичной, получили значительное распространение при самостоятельном изготовлении сварочных аппаратов. Магнитный поток у них более сконцентрирован и энергия передается более рационально, хотя это приводит к ухудшению сварочных характеристик, которые однако, можно выправить дросселем или балластным сопротивлением.

 

 

1. Практическая часть: Необходимо рассчитать основные параметры для изготовления сварочного трансформатора. Исходные данные принимаем в соответсвии с вариантом по таблице 1 (вариант выбираем в соответствии со своим порядковым номером):

Таблица 1

Вариант	1 11 21	2 12 22	3 13 23	4 14 24		5 15 25	6 16 26	7 17 27	8 18 28	9 19 29	10 20 30
U1, В	220
ПР, %	20				25				30
I1, А	120		130			140		150		160
U2, В	50
km	1,05…1,1
f, Гц	50
Bm	1,5…1,7
p1	1,8…2,2
p2	1,0…1,1
kc	0,95…0,97

 

СТРУКТУРА РЕШЕНИЯ:

ДАНО: U1 ПР I1, U2 km f Bm p1 p2 kc

РЕШЕНИЕ: Зачертим схему сварочного трансформатора: Определим параметр мощности, учитывающий продолжительность работы трансформатора (кВт): Pдл = U2 × I2 × × 0.001=   Электродвижущая сила одного витка E (в В/виток): E = 0,55 + 0,095 × Pдл= Количество витков первичной и вторичной обмоток(витков): N1 = U1/E= N2 = U2/E= Номинальный ток первичной обмотки (А): I1 = I2 × km/n= Коэффициент трансформации: n = N1/N2= Сечение стали сердечника трансформатора (см2): S = U2 × 10000/(4.44 × f × N2 × Bm)=   Геометрические параметры магнитопровода (мм): Ширина пластины стали из пакета магнитопровода: a= = Толщина пакета пластин плеча магнитопровода: b=a×p1= Ширина окна магнитопровода: c=b/p2= Площадь сечения магнитопровода: Sиз = S/kc=

 

ВЫВОД: В результате выполнения практической работы для сварочного трансформатора током …………А, были получены основные параметры:

• Количество витков первичных катушек N₁ = …..,
• Количество витков вторичных катушек N₂ = …..,
• Измеряемая площадь сечения магнитопровода S_из = …..

 

· Контрольные вопросы

· 1 Объясните принцип работы однофазного трансформатора

· 2 Почему трансформатор работает только на переменном токе?

· 3 Как практически определить коэффициент трансформации?

 

Используемые интернет ресурсы:

 

1. https://konspekta.net/studopedianet/baza7/1538384805918.files/image072.jpg
2. https://zdamsam.ru/a64648.html
3. https://tool-land.ru/raschet-svarochnogo-transformatora.php#2
4. file:///C:/Users/Света/Desktop/ДИСТ%20ОБУЧ/749/МДК%2001.02/d_t_102_gruppa_elektrotekhnika.pdf