Все |0-9 |А |Б |В |Г |Д |Е |Ж |З |И |К |Л |М |Н |О |П |Р |С |Т |У |Ф |Х |Ц |Ч |Ш |Щ |Э |Ю |Я

Каталог статей Советы мастерам Электромеханикам

Поиск по тегам : техническое обслуживание электродвигателей, оценка технического состояния электродвигателей, проверка состояния щеточного механизма электродвигателей с фазным ротором, проверка работы электродвигателя, проверка посадки шкива, полумуфты или звездочки на валу


Сварочный аппарат своими руками PDF Печать E-mail
Оглавление
Сварочный аппарат своими руками
Основные характеристики источника питания сварочной дуги
Исправление внешней характеристики источника питания
Дополнительные характеристики
Улучшение свойств горения дуги
Дуга постоянного тока
Выбор мощности сварочного трансформатора
Расчет сварочного трансформатора
Стандартная методика расчета
Расчет нестандартного трансформатора

 


 

Стандартная методика расчета

Здесь приводится методика, применимая для расчета распростра­ненных в промышленности сварочных трансформаторов с увеличенным магнитным рассеянием. Трансформатор изготовлен на основе П-образного магнитопровода (рис. 1.22). Его первичная и вторичная обмотки состоят из двух равных частей, которые расположены на противоположных плечах магнитопровода. Соединены между собой половины обмоток на разных плечах последовательно.

 

Исходными данными при расчете сварочного трансформатора яв­ляются заданная мощность трансформатора, коэффициент продолжительности работы, номинальный ток, напряжение холостого хода и тепловой режим работы. Для выбора числа витков обмоток транс­форматора рекомендуется пользоваться эмпирической зависимостью параметра Е (в вольтах на виток):

 

E = 0,55 + 0,095 Pдл

 

Рис. 1.22

Эта зависимость справедлива для широкого диапазона мощно­стей, однако наибольшую сходимость результатов дает в диапазоне 5...30 кВа. Также вводится параметр мощности, учитывающий продолжительность работы трансформатора:

 

Pдл = U2 · I2 (ПР/100)1/2 · 10-3

 

где I2 - номинальный сварочный ток, A; U2 - напряжение холостого хода вторичной обмотки; ПР - коэффициент продолжительности ра­боты, %. Коэффициент продолжительности работы показывает, сколько времени (в процентах) трансформатор работает в дуговом ре­жиме (нагревается), остальное время он находится в режиме холосто­го хода (остывает). Для самодельных конструкций и переносных про­мышленных трансформаторов ПР можно считать равным 15...20%.

Комментируя вышесказанное, следует отметить, что сам ПР в об­щем-то не влияет на выходной ток трансформатора, впрочем, как и соотношения витков трансформатора не слишком-то сказываются на параметре ПР у готового изделия. ПР в большей степени зависит от других факторов: сечения провода и плотности тока, изоляции и спо­соба укладки провода, вентиляции. Однако с точки зрения приведен­ной методики считается, что для различных ПР более оптимальными будут несколько отличные соотношения между количеством витков катушек и площадью сечения магнитопровода, хотя, в любом случае, выходная мощность остается неизменной, рассчитанная на заданный ток I2. Ничто не мешает нам принять ПР, скажем, 60% или все 100%, а эксплуатировать трансформатор на меньшем значении, как на практике обычно и происходит. Хотя, по-моему, лучшее сочетание обмоточных данных и геометрии трансформатора обеспечивает вы­бор значения ПР пониже.

 

Числа витков (сумма обеих половин) первичной и вторичной об­моток определяются соответственно:

 

N1 = U1/E; N2 = U2/E

 

где U1 - напряжение сети, В.

Номинальный ток первичной обмотки в амперах:

 

I1 = I2·km/n,

 

где km = 1,05... 1,1 - коэффициент, учитывающий намагничивающий ток трансформатора; п =N1/ N2 - коэффициент трансформации.

 

Сечение стали сердечника трансформатора (см2) определяется по формуле:

 

S = U2·104/(4,44·ƒ·N2·Bm),

 

где ƒ = 50 Гц - промышленная частота тока; Вт - индукция магнит­ного поля в сердечнике, Тл. Для трансформаторной стали индукция может быть принята Вт = 1,5...1,7 Тл, рекомендуется принимать бли­же к меньшему значению.

 

Конструктивные размеры трансформатора приведены примени­тельно к стержневой конструкции магнитопровода. Линейные разме­ры даны в миллиметрах:

  • ширина пластины стали из пакета магнитопровода

 

α = (100/(p1·kc))1/2;

 

  • толщина пакета пластин плеча магнитопровода b = α·p1;

 

 

  • ширина окна магнитопровода c = b/p2, где p1 = 1,8...2,2; p2 = 1,0...1,2; kc = 0,95...0,97 - коэффициент запол­нения стали. 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.

 

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.

 

 

Пример расчета

 

Для примера возьмемся рассчитать с помощью вышеприведенной методики данные для сварочного трансформатора, рассчитанного на рабочий ток вторичной катушки I2 = 160 А, с выходным напряжением холостого хода U2 = 50 В, сетевым напряжением U1 = 220 В, значение ПР примем, скажем, 20%. Будем сразу подставлять заданные значения в приведенные выше формулы.

 

 

формула

Итак, параметр мощности:

 

 

формула

 

Определяем значение вольта на виток:

 

 

формула

 

Числа витков:

 

формула

Коэффициент трансформации:

 

 

формула
 

 

Ток первичной обмотки:

 

 

формула

где принимается km = 1,1.

 


И, наконец, сечение магнитопровода:

 

 

формула

 

где принимаем Вm = 1,5 Тл.

 

Сразу же рассчитаем измеряемое значение Sиз, так как на практике именно его приходится подбирать:

 
формула

Геометрические параметры магнитопровода:

 

  • ширина пластин плеч магнитопровода

 

формула

  • толщина пакета пластин магнитопровода

b = 37,7∙2 = 75,4 мм;

  • ширина окна магнитопровода с = 75,4 1,2 = 90 мм. (значение α подбирается ближайшее из сортамента трансформаторной стали, конечное значение b корректируется с учетом ранее вы­бранного α, ориентируясь на полученные значения S и SИЗ).

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.

 

Таким образом, для сварочного трансформатора с ходовым током 160 А нами были получены значения основных параметров: суммарное количество витков первичных катушек N1= 247 вит. и измеряемая площадь сечения магнитопровода SИЗ = 28,4 см . Так как был отдельно проведен расчет трансформатора для случая с ПР = 100%, то соотношения SИЗ и N1 в этом случае получились несколько иными: 41,6 см2 и 168 соответственно для того же тока 160 А.

Рис. 1-23
 

 

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 N1, полученные для этого типа трансформатора, для другого трансформатора - построенного по схеме силового трансформатора (рис. 1.23, а), то выходной ток при тех же значениях S, 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. Сварочные трансформаторы, у которых секции вторичной катушки намотаны поверх первичной, получили большее распространение при самостоятельном изготовлении. Магнитный поток у них более сконцентрирован и энергия передается более рационально, хотя это и может приводить к некоторому ухудшению сварочных характеристик, о чем уже было сказано выше. Также надо учитывать, что сложно получить ток дуги выше 200 А при работе от бытовой однофазной сети.



 

Комментарии  

 
#1 лЕОНИД 22.02.2009 21:46
Слишком заумноюКоличест во витков на вольт от 33/s s-объём сердечника . Провод 1й и 2й обмоток примерно10 а на квадрат.Жесткая или падающая характеристика зависит от способа намотки. Пропитка развести эпоксидную смолу разбавить ацетоном.Сушка дней 5. Можно развести спиртом или растворителем 646 но это хуже. Есть работающая надёжная схема от до100% но это другой разговор.
Цитировать
 
 
#2 voditelgaz 14.03.2009 15:34
Леонид:"слишком заумно."-это ты типа расписал все просто?
Предидущий текст мне понятнее.
Извини.
Цитировать
 
 
#3 Владимир 09.06.2009 16:35
Почему все предлагают изготовить сердечник после расчета? Такие штуки практически не применимы, как из чего изготовить сердечник? Вот лучше бы плясать от имеющегося в наличии сердечника, так более реально.
Цитировать
 
 
#4 URA 04.09.2009 00:46
чИТАЙ КНИГУ дальше. там все описано
Цитировать
 
 
#5 Alexey 03.10.2009 19:14
Приветы тут не понятно ничего простым слушателям нельзя ши проще взял железо ихмерил и по нему подобрал витки и сечение м???слабо,,,?кто может помогите
Цитировать
 
 
#6 Sevas 07.10.2009 09:45
Цитирую Alexey:
Приветы тут не понятно ничего простым слушателям нельзя ши проще взял железо ихмерил и по нему подобрал витки и сечение м???слабо,,,?кто может помогите

Попробуй запостить тему на форуме ...
Цитировать
 
 
#7 billi 09.10.2009 08:51
Если так интересна тема изготовления и эксплуатации трансформаторов , то напишу ка я ряд статей сюда по этой теме. Будет все подробно, и сечение, и витки, и почему так надо, а не иначе. Будет и про однофазные, и про трехфазные. Опыт у меня в этих делах есть, так что поделюсь. Времени у меня не много, но думаю, что небольшими порциями выложу в ближайшее время.
Цитировать
 
 
#8 Sevas 09.10.2009 10:45
Цитирую billi:
Если так интересна тема изготовления и эксплуатации трансформаторов , то напишу ка я ряд статей сюда по этой теме. Будет все подробно, и сечение, и витки, и почему так надо, а не иначе. Будет и про однофазные, и про трехфазные. Опыт у меня в этих делах есть, так что поделюсь. Времени у меня не много, но думаю, что небольшими порциями выложу в ближайшее время.

Ждём с нетерпением!
Цитировать
 
 
#9 AlexM24 22.10.2009 21:49
Есть такая заготовка.Силовой трансформатор со списанной закалочной электропечи.Шихтованный Ш-образный сердечник из пластин толщиной около 0,2мм с битумной пропиткой.Мощность 10кВт.Габариты 225х257х137мм,окно 158х224мм,масса примерно 60-70 кг. Sсеч.=103кв.см.Первичная обмотка:220V, медная шина 2х8мм(16кв.мм).Вторичная обмотка:с отводами,40+10+10+10V,медная шина 3х16мм(48кв.мм).Изоляция проводов лакотканевая,об мотки пропитаны лаком.Имеется наружный электростатичес кий экран, соединённый с втор.об.
Цитировать
 
 
#10 AlexM24 22.10.2009 22:10
Выходная характеристака жёсткая. Переделке не подлежит. Можно ли с помощью каких-либо добавлений сделать на его основе сварочный аппарат?
Цитировать
 
 
#11 billi 25.10.2009 21:32
10 кВт, ого! Это много. Для бытовых нужд? Да, в принципе, переделывать ничего не надо. Вторичку, цепляй на 60V и через балластное сопротивление можно варить. Балластное сопротивление подбирать опытным путем, в зависимости от диаметра электрода. Но варить будет не очень конфортна из-за жесткой характеристики. Фактически очень слабо будет падать напряжение на дуге. Большой минус - будет очень большой ток по первичке в момент залипания электрода. В быту можно сжечь всю проводку.
Цитировать
 
 
#12 billi 25.10.2009 21:39
Вместо балластного сопротивления, можно сделать дроссель, но это сложнее и дороже, и вес будет приличный. Хотя кому-как. И дроссель и балластник служат для ограничения тока нагрузки. Только балластник активное сопротивление, а дроссель реактивное.
Цитировать
 

Добавить комментарий

Я надеюсь, что наши посетители воспитанные люди, и не будут употреблять не нормативную лексику. Не умеющие выражаться нормальным языком, больше не смогут никогда оставлять комментарии.


Защитный код
Обновить

Добавить в избранное | Сделать стартовой

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

(c)