Безкоштовна технічна бібліотека

Електрозварювання. Як розрахувати зварювальний трансформатор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / зварювальне обладнання

 Коментарі до статті

трансформатор - це перший статичний пристрій, що дозволяє перетворювати електричну енергію змінного струму.

Трансформатор використовується:

• для перетворення напруги та сили змінного струму;
• для узгодження та гальванічного поділу навантажень.

Мета цього розділу – не виходячи за межі знань, отриманих в обсязі курсу фізики для середньої школи, надати методику розрахунку трансформатора.

Розглянемо варіант трансформатора, що містить дві обмотки - первинну та вторинну.

Відносини числа витків W₁ первинної обмотки до витків W₂ вторинної обмотки називається коефіцієнтом трансформації трансформатора K_T:

де U₁, АБО₂ - напруга первинної та вторинної обмоток, В; I₁, Я₂ - Струм первинної та вторинної обмоток, А.

Електрорушійна сила (ЕРС) одного витка обмотки прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку Ф, що пронизує цей виток:

Так як обмотка трансформатора намотана на феромагнітному сердечнику, що має магнітну проникність у тисячі разів більшу, ніж навколишній простір, то практично весь потік зосереджений у сердечнику перетином S_c.

Якщо при цьому індукція в осерді змінюється від -В_m до +В_m із частотою В_m, То середнє значення напруги витка одно:

де До_ф- коефіцієнт форми, що враховує відношення діючого та середнього значення напруги, для синусоїдальної напруги_ф = 1,11; У_m - максимальна індукція в осерді, Тл; F – частота змінної напруги, Гц; S_c - площа перерізу сердечника, см2; До_c - Коефіцієнт заповнення сердечника.

Незважаючи на можливу різну кількість витків, обмотки трансформатора мають однакову потужність, рівну його потужності, і ділять порівну між собою площу вікна сердечника:

де S_o - Площа вікна сердечника, см2; До_o - Коефіцієнт заповнення вікна; J - густина струму в обмотках трансформатора, А/мм2.

Використовуючи (18.3) та (18.4), визначимо габаритну потужність трансформатора:

З формули (18.5) знайдемо габарити сердечника трансформатора:

Для вибору значень B, J, K_c, К._o можна використовувати рекомендації трансформаторів (табл. 18.5).

Для алюмінієвого дроту щільність струму слід зменшити у 1,6 раза.

Таблиця 18.5. Параметри сердечників

Незважаючи на те, що найпоширенішим типом трансформатора є двообмотувальний трансформатор, трапляється, що самодіяльний розробник стикається з проблемою конструктивного розрахунку багатообмотувального трансформатора.

Можливі, як мінімум, два випадки багатообмотувального трансформатора:

випадок 1. Трансформатор має дві основні обмотки, що займають понад 95 % площі вікна сердечника, а також одну або кілька додаткових малопотужних обмоток, що займають решту вікна. Вибравши менше значення Ко з табл. 18.5, можна розрахувати трансформатор як двообмотувальний. Швидше за все це припущення не викличе проблем із розміщенням додаткових обмоток.

випадок 2. Трансформатор має кілька обмоток, кожна з яких займає понад 5% площі вікна осердя. Трансформатор вже слід розраховувати як багатообмотувальний, інакше можуть виникнути проблеми з розміщенням обмоток у вікні сердечника.

Кількість обмоток не надають якогось впливу на закони електромагнітної індукції і тому при розрахунку багатообмотувального трансформатора достатньо вирішити проблему конструктивного розміщення багатьох обмоток у вікні осердя.

Як ми помітили раніше (18.4), обмотки трансформатора займають площу вікна, пропорційну їхній потужності. У цьому не важко переконатись.

Припустимо, що всі обмотки трансформатора виконані з аналогічного обмотувального матеріалу і для них вибрано однакову щільність струму J, взяту з табл. 18.5. Оскільки всі обмотки намотані на одному осерді, то, отже, один виток будь-якої обмотки генерує аналогічну напругу Е_в, Яке можна визначити за формулою (18.3).

Щоб на висновках N-ої обмотки отримати необхідну напругу U_N, необхідно, щоб ця обмотка містила W_N = У_N /Є_B витків. Якщо через N-ю обмотку протікає струм I_N, то її необхідно мотати дротом, який має перетин S_ПР =I_N / J. Знаючи переріз проводу обмотки та кількість витків, можна визначити площу, яку дана обмотка займатиме у вікні сердечника:

де - Потужність обмотки

- Параметричний коефіцієнт, що зв'язує перетин обмотки з її потужністю.

З виразу видно, що переріз обмотки дорівнює добутку потужності обмотки коефіцієнт К_EJ. У свою чергу коефіцієнт К_EJ визначається параметрами сердечника трансформатора та має аналогічне значення для всіх обмоток трансформатора, незалежно від їх кількості та потужності. Отже, у вікні сердечника можна розмістити довільну кількість обмоток, за умови, що їхня сумарна потужність не перевищить значення:

Зрозуміло, отриманий вираз справедливо і для двообмотувального трансформатора, що дає можливість вибору габаритів сердечника багатообмотувального трансформатора за методикою, що застосовується для двообмотувального трансформатора. Для цього необхідно лише визначити габаритну потужність багатообмотувального трансформатора:

Приклад 1. Розрахуємо трансформатор Т2 220/27 габаритною потужністю 200 Вт.

Подібний трансформатор використовується для живлення механізму подачі і ланцюгів управління зварювального напівавтомата.

Трансформатор намотуватиметься на стандартному осерді типу ШЛ. З табл. 18.5 для трансформатора потужністю 200 Вт, намотаному на сердечнику ШЛ, виберемо значення В = 1,5 Тл, J = 2,5 А/мм2 і К_o = 0,32. Для стрічкового осердя приймемо значення K_c = 0,95.

Тепер знайдемо габаритні розміри сердечника трансформатора:

Виберемо сердечник ШЛ25x40, що має S_c = 10 см2 та S_o = 16 см2. Визначившись із перетином сердечника, за формулою (18.3) визначимо ЕРС одного витка трансформатора:

Знайдемо кількість витків первинної обмотки трансформатора:

Знайдемо кількість витків вторинної обмотки трансформатора:

Щоб знайти діаметр дроту первинної та вторинної обмоток, потрібно попередньо визначити струми, що поточні в цих обмотках:

Тепер, знаючи щільність струму в обмотках J = 2,5 А/мм2, можна визначити діаметр обмотувального дроту для первинної обмотки:

и вторинної обмотки:

Виберемо найближчі стандартні діаметри обмотувального дроту:

• D1 = 0,69 мм;
• D2 = 1,95 мм.

Отже, трансформатор Т2 намотується на стандартному Ш-подібному стрічковому осерді типу ШЛ25х40, первинна обмотка містить 696 витків мідного дроту діаметром 0,69 мм, вторинна обмотка містить 85 витків мідного дроту діаметром 1,95 мм.

Приклад 2. Розрахуємо триобмотувальний трансформатор, який використовується у джерелі безперебійного живлення.

На першу обмотку з виходу транзисторного DC-АС перетворювача надходить синусоїдальна змінна напруга амплітудою 10 і частотою 50 Гц. Максимальний струм, що діє, який здатний забезпечити перетворювач, дорівнює

Так як амплітудне значення синусоїдальної напруги в 1,414 рази більше діючого, то до першої обмотки трансформатора прикладатиметься діюча напруга:

Для підвищення напруги до U₂ = 220 служить друга обмотка, яка розрахована на струм I₂ = 1,36 А.

Для заряджання акумулятора служить третя обмотка, що має напругу U₃ = 20 В та розрахована на струм I₃ = 6 А.

За формулою (18.9) визначимо габаритну потужність трансформатора:

Допустимо, як і в попередньому випадку, трансформатор мотатиметься на стандартний сердечник типу ШЛ. З табл. 18.5 для трансформатора потужністю 360 Вт, намотаному на сердечнику ШЛ, виберемо значення В = 1,47 Тл, J = 2А/мм2 і К_o = 0,33. Для стрічкового осердя приймемо значення До_с = 0,95.

Тепер знайдемо габаритні розміри сердечника трансформатора:

Виберемо сердечник ШЛ32х50, що має S_c=16 см2 та S_o=26 см2. Визначившись із перетином сердечника, за формулою (18.3) визначимо ЕРС одного витка трансформатора:

Знайдемо кількість витків першої обмотки трансформатора:

Знайдемо кількість витків другої обмотки трансформатора:

Знайдемо кількість витків третьої обмотки трансформатора:

Визначимо діаметр обмотувального дроту для першої обмотки:

Швидше за все, буде досить проблематично знайти обмотувальний провід такого великого діаметру.

Тому першу обмотку краще намотати мідною прямокутною шиною перетином:

Визначимо діаметр обмотувального дроту для другої обмотки:

Визначимо діаметр обмотувального дроту для третьої обмотки:

Виберемо стандартні діаметри обмотувального дроту для другої та третьої обмоток:

Автор: Корякін-Черняк С.Л.

Дивіться інші статті розділу зварювальне обладнання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків 04.05.2024

Розвиток робототехніки продовжує відкривати перед нами нові перспективи у сфері автоматизації та управління різними об'єктами. Нещодавно фінські вчені представили інноваційний підхід до управління роботами-гуманоїдами із використанням повітряних потоків. Цей метод обіцяє революціонізувати способи маніпулювання предметами та відкрити нові горизонти у сфері робототехніки. Ідея управління об'єктами за допомогою повітряних потоків не є новою, проте донедавна реалізація подібних концепцій залишалася складним завданням. Фінські дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє роботам маніпулювати предметами, використовуючи спеціальні повітряні струмені як "повітряні пальці". Алгоритм управління повітряними потоками, розроблений командою фахівців, ґрунтується на ретельному вивченні руху об'єктів у потоці повітря. Система керування струменем повітря, що здійснюється за допомогою спеціальних моторів, дозволяє спрямовувати об'єкти, не вдаючись до фізичного. ...>>

Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні 03.05.2024

Турбота про здоров'я наших вихованців – це важливий аспект життя кожного власника собаки. Однак існує поширене припущення про те, що породисті собаки більш схильні до захворювань у порівнянні зі змішаними. Нові дослідження, проведені вченими з Техаської школи ветеринарної медицини та біомедичних наук, дають новий погляд на це питання. Дослідження, проведене в рамках Dog Aging Project (DAP), що охопило понад 27 000 собак-компаньйонів, виявило, що чистокровні та змішані собаки в цілому однаково часто стикаються з різними захворюваннями. Незважаючи на те, що деякі породи можуть бути більш схильні до певних захворювань, загальна частота діагнозів у обох груп практично не відрізняється. Головний ветеринарний лікар Dog Aging Project, доктор Кейт Криві, зазначає, що існує кілька добре відомих захворювань, що частіше зустрічаються у певних порід собак, що підтримує думку про те, що чистокровні собаки більш схильні до хвороб. ...>>

Випадкова новина з Архіву Небезпека їзди на електроскутерах 07.02.2019 Дослідження Consumer Reports, журналу американської некомерційної організації Consumers Union (Союз споживачів), показало, що минулого року в США сталося не менше 1545 аварій за участю електричних скутерів. Раптове поширення скутерів на міських вулицях викликало побоювання, що їхня кількість зростає швидше, ніж змінюється законодавство, що забезпечують їх регулювання. Великою проблемою є безпека використання електричних скутерів. Виробники радять водіям носити шоломи, хоча самі не надають їх своїм клієнтам при здачі в оренду електричних скутерів. Минулого року медичних закладів проходило лікування 1545 пацієнтів із травмами, отриманими під час їзди на скутерах.

Інші цікаві новини:

▪ Відлуння древнього землетрусу

▪ Універсальний блок сенсорів для керування аеротаксі

▪ Впровадження системи автомобільного зв'язку C-V2X

▪ Нанотехнології для зміцнення бетону

▪ Штучна шкіра від L`Oreal

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Кольорові установки. Добірка статей

▪ стаття Забруднення атмосфери внаслідок роботи рухливих джерел викидів. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Який фільм зазнав атаки оспіваних ним героїв? Детальна відповідь

▪ стаття Покрівельник по рулонних покрівлях та покрівлях із штучних матеріалів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Цікаві експерименти: деякі професії транзистора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Вгадування закресленої цифри. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024