Jak vypočítat výkon svařovacího transformátoru?

Svařovací transformátor je běžná věc v každodenním životě a ne vždy je tovární výroby. Mnoho řemeslníků dává přednost Sestavení transformátoru svépomocí je levnější i zajímavější. Před zahájením práce je nutné správně vypočítat svařovací transformátor a je žádoucí, aby se jeho parametry blížily průmyslovým vzorům. S tímto přístupem bude možné použít

Níže uvedené vzorce poskytují optimální charakteristiky a správné připojení svařovacího transformátoru, parametry vinutí a také geometrické rozměry zařízení. Ale musíte mít na paměti, že tyto vzorce budou efektivně fungovat pouze tehdy, pokud budou splněny všechny standardní parametry požadované od svařovacího transformátoru.

Požadavky na elektrické zařízení jsou velmi úzké a je poměrně obtížné je splnit v reálném zařízení. A ne všichni radioamatéři mají dostatek příležitostí zajistit dobrou materiální základnu. Musíme proto hledat návrh magnetického obvodu, který by byl snadno realizovatelný a všechny potřebné materiály k němu bylo možné snadno zakoupit. Všechny tyto požadavky však slouží jedinému – technické a provozní parametry montovaného zařízení musí splňovat požadavky projektanta.

Vzorce pro výpočet standardní aparatury

Jak vypočítat svařovací transformátor pracující na střídavé napětí 220 V s frekvencí 50 Hz s maximálním proudem svařovacího oblouku IM = 150 A? Správný výpočet bude vyžadovat následující počáteční informace:

1. Vstup Urab na primárním vinutí transformátoru U1 (volty).
2. Urab na sekundárním vinutí U2 (volty).
3. Jmenovitý a maximální proud na sekundárním vinutí I (ampéry).
4. Plocha magnetického jádra Sc (cm2).
5. Plocha okna transformátoru So (cm2).
6. J je hustota proudu v drátu (A/mm2).

Maximální Uwork oblouku, který by odpovídal maximálnímu proudu oblouku, se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

Udm= 20 + 0,04 x 150 = 26 V

Předpokládá se, že na vinutí II svařovacího transformátoru by napětí naprázdno (označené Uхх) mělo být o 200%-220% vyšší než maximální přípustné napětí pracovního oblouku a je určeno vzorcem:

Uxx = Udm x (1,8…2,5) = 26 x (1,8…2,5) = 47…65 V

Čím vyšší (v rámci přípustných mezí) je napětí Uхх transformátoru, tím lepší je stabilita oblouku a okamžik jeho zapálení. Aktuální GOST 95-77E omezuje maximální napětí na vinutí II Uхх na 80 voltů. Optimální Uхх musí být zvoleno při 65 voltech, což zajišťuje kvalitu spalování elektrod a odpovídá GOST 95-77E.

Další výpočty se provádějí na základě referenční hodnoty indukce magnetického obvodu. Průměrná indukce – W = 1,42 T. Je také nutné vypočítat výkon svařovacího transformátoru Рг (celkový výkon):

Pr = Im x Uxx = 65 x 150 = 9750 W

Standardní vzorec pro oblast okna svařovacího transformátoru:

SoSc = 100 x Pr/2,22 x Bm x JX Frx Ko x Kc cm4, kde:

1. J – hustota svařovacího proudu ve vinutí I a II pro měděná (Cu) vinutí – 8 A/mm2, pro hliníková (Al) vinutí – 5 A/mm2 a 6,5 ​​A/mm2 pro vinutí kombinovaného typu (CuAl).
2. F – frekvence napětí v elektrické síti, Hz.
3. Ko – faktor plnění prázdného okénka svařovacího transformátoru (vzdálenost mezi sadou magnetických obvodů) – 0,33-0,4.
4. Kc – faktor plnění ocelových pásů (v závislosti na hustotě železné sestavy) – 0,95.

Pokud je primární (I) vinutí navinuto měděným drátem a sekundární (II) vinutí hliníkem, bude plocha rovna:

SoSc = 100 x 9750/2,22 x 1,42 x 6,5 x 50 x 0,33 x 0,95 = 3035 cm4

Domácí tyčový svařovací transformátor má následující rozměry:

Kde X = c/a, Y = b/a, Z = h/a

Při Z = 4 je výsledkem SoSc = a4 x 12,8

Po výpočtu všech těchto parametrů můžete vypočítat rozměry „a“ ​​magnetického jádra:

a = 4√ SoSc/12,8 = 4√3035/12,8 = 3,9 cm

S a = 4 cm můžete vypočítat zbývající rozměry – c, b, h:

1. c = sekera X = 4 X 1,6 = 6,4 cm
2. B = osa Y = 4 x 2 = 8 cm
3. V = osa Z = 4 x 4 = 16 cm

Aby bylo možné dále vypočítat počet závitů a Imax pro vinutí I a II zařízení, je třeba zjistit EMF pro jednu otáčku libovolného vinutí:

Eb = 4,44 x 10-4 x Bm x FX Sc x Kc = 4,44 x 10-4 x Bm x FX axbx Kc = 4,44 x 10-4 x 1/42 x 50 x 32 x 0,95 = 0,958 V/ot

Sekundární vinutí bude mít:

W2 = Uxx/Eb = 65/0,958 = 68 závitů s vinutím průřezu vodiče II z hliníku:

S2 = Im/JAI = 150/5 = 30 mm2 (místo kulatého drátu je povoleno použít čtvercovou hliníkovou sběrnici o průřezu 5×6 mm2).

Primární vinutí bude mít:

W1 = U1/Eb = 220/0,958 = 230 otáček při maximálním proudu: I1m = Im x W2/W1 = 150 X 68/230 = 44,35 A

Při výpočtu měděného drátu pro vinutí I se jeho průřez vypočítá pomocí následujícího vzorce:

S1 = I1m/JCu = 44,35/8 = 5,54 mm2

Transformátor jádra má primární a sekundární vinutí, které jsou umístěny na samostatných cívkách, takže když jsou zapojeny paralelně, budou mít cívky 230 závitů smaltovaného drátu odolného proti vlhkosti PEV-2 Ø 1,9 mm (2,827 mm2), a když jsou připojeny v sérii – 115 závitů drátu odolného proti vlhkosti PEV-2 Ø 2,7 milimetrů (5,7 mm2). Domácí svařovací transformátor pro domácnost je navržen pro proud 160-200 ampér. Tyto parametry jsou vybírány na základě optimální hmotnosti zařízení pro použití v domácnosti.

Průměr elektrody

Při práci se svařovacím transformátorem se používají tzv. svařované elektrody různých průměrů. Pro výběr správné elektrody potřebujete znát napětí svařovacího proudu konkrétního transformátoru a tloušťku dílu, na kterém bude práce prováděna. V tabulce jsou uvedeny hodnoty průměrů elektrod v závislosti na jmenovitém proudu a tloušťce součásti.