Расчет сварочного трансформатора

При выборе сварочного агрегата расчет сварочного трансформатора не требуется. Достаточно определиться с диаметром электродов планируемых для сварки стальных деталей. В технических характеристиках любого сварочного трансформатора указано, для каких диаметров электродов он предназначен. С необходимостью выполнения полного расчета элементов трансформатора сталкиваются умельцы, желающие собрать сварочник собственными руками.

Приведем расчет сварочного трансформатора для дуговой сварки.

• Напряжение дуги (максимальное) в соответствии с током сварки: Uдм = 20 + (0,04 х Iм) = 20 + (0,04 х 200) = 28в.
• Напряжение выходное без нагрузки (холостого хода) должно быть выше значения напряжения работы дуги до 2,5 раз: Uхх = (2…2,5) Uдм = 56 – 70в.
• Расчет, как правило, ведется по максимальному значению напряжения холостого хода, что улучшает параметры зажигания сварочной дуги и устойчивость горения. По нормам техники электробезопасности максимальное значение напряжения холостого хода составляет 80в.
• Мощность (габаритная) рассчитываемого трансформатора составит: Рг = Im x Uхх = 70 x 100 = 7000 ВА.
• При максимальной индукции магнитопровода Bm = 1,40, произведение площади сечения железного магнитопровода на площадь воздушного просвета (окна) составит: So Sc = Рг / [1,11 × Вm × J × F × Ко × Кс]
• J – плотность тока, для меди 8А/мм2, для алюминиевого материала 5, для комбинированной системы 6,5 А/мм²;
• F = 50, частота;
• Ко = 0,35-0,4, степень заполнения окна;
• Кс = коэфиц. заполнения стали.
• Принимаем для первичной обмотки медную, а для вторичной алюминиевую проволоку. So Sc = 7000 / [1.11 х 1.4 х 6.5 х 0.35 х 0.95] = ~ 2100 см⁴.
• Для двух стержневых устройств трансформатора соотношения рекомендованы: c / a = 1,6; b / a = 2 и h /a = 4. Отсюда So х Sc = а4 х 12,8.
• Тогда размер сердечника «а» в см: а = 4√ So х Sc / 12,8 = 4√ 2100/12,8 = 3,58 см, округляем до 4 см.
• c = 1,6а = 1,6 х4 = 6,4см;
• h = 4а = 4 х 4 = 16см.
• b = 2а = 2 х 4 = 8см;
• ЭДС (электродвижущая сила) одного витка: Eв = [4,44 × 10] – [4 × Вm × F × Sc × Кc] = [4,44 × 10] – [4 × 1,42 × 50 × 32 × 0,95] = 0,958в.
• Сумма витков для вторичной обмотки: W2 = Uхх / Eв = 70 / 0,958 = 67.
• Сумма витков для первичной обмотки: W1 = U1 / Eв = 220 / 0,958 = 230.
• Площадь сечения провода из алюминия на вторичной обмотке: S2 = [ Iм / Jal ] = 100 / 5 = 20 мм².
• Возможный ток в первичной обмотке: I1м = Iм × W2 / W1 = 100 × 67 / 230 = 29А.
• Площадь сечения провода из меди первичной обмотки: S1 = Iм / Jal= 29 / 8 = 3,63 мм².