Сечение стали сердечника трансформатора (см2) определяется по формуле:
S = U2 × 10000/(4.44 × f × N2 × Bm)
где f=50 Гц - промышленная частота тока;
Bm - индукция магнитного поля в сердечнике, Тл. Для трансформаторной стали индукция может быть принята Bm=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:
Sиз = S/kc
Sиз = 27/0,95 = 28,4 см2
где kc=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 Sиз.
|
|
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.
|
|
- 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:
Pдл = U2 × I2 × × 0.001=
E = 0,55 + 0,095 × Pдл=
N1 = U1/E= N2 = U2/E=
I1 = I2 × km/n=
n = N1/N2=
S = U2 × 10000/(4.44 × f × N2 × Bm)=
Ширина пластины стали из пакета магнитопровода: a= = Толщина пакета пластин плеча магнитопровода: b=a×p1= Ширина окна магнитопровода: c=b/p2=
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 Sиз = …..
· 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:
- https://konspekta.net/studopedianet/baza7/1538384805918.files/image072.jpg
- https://zdamsam.ru/a64648.html
- https://tool-land.ru/raschet-svarochnogo-transformatora.php#2
- file:///C:/Users/Света/Desktop/ДИСТ%20ОБУЧ/749/МДК%2001.02/d_t_102_gruppa_elektrotekhnika.pdf