Расчет нестандартного трансформатора
Неприемлемость во многих случаях стандартных методик р^сче - , та заключается в том, что они устанавливают для конкретной мощности трансформатора только единые значения таких основных параметров, как измеренная площадь сечения магнитопровода (SH3) и количество витков первичной обмотки (А,), хотя последние. и считаются оптимальными. Выше нами было получено сечение магнитопровода для тока 160 А, равное 28 см2. На самом деле сечение магнитопровода для той же мощности может варьироваться в значительных пределах — 25.. .60 см2 и даже выше, без особой потери в качестве работы сварочного трансформатора. При этом под каждое произвольно взятое сечение необходимо рассчитать количество витков, прежде всего первичной обмотки, таким образом, чтобы получить на выходе заданную мощность. Зависимость между соотношением ShNi близка к обратно пропорциональной: чем больше площад ь сечения магнитопровода (S), тем меньше понадобиться витков обеих катущек.
Самой4 важной частью сварочного трансформатора является маг - нитопровод. Во многих случаях для самоделок используются магни - гопроводы от старых электроприборов, которые ДО'того ничего общего со сваркой не имели: всевозможные Крупные трансформаторы, автотрансформаторы (ЛАТРы), электродвигатели. Часто зїи магии -
топроводы обладают весьма экзотической конфигурацией, а их геометрические параметры невозможно изменить. И сварочный трансформатор приходится рассчитывать под то, что есть, — нестандартный магнитопровод, используя нестандартную методику расчета.
Наиболее важными при расчете параметрами, от которых зависит мощность, являются площадь сечения магнитопровода, количество витков первичной обмотки и расположение на магнитопроводе первичной и вторичной обмоток трансформатора. Сечение магнитопровода в данном случае измеряется по наружным размерам сжатого пакета пластин, без учета потерь на зазоры между пластинами, и выражается в см2. По расположению обмоток трансформаторы можно разделить на два типа: такие, у которых первичная и вторичная обмотки (или их части) находятся на одном плече (рис. 1.23, а); второй тип — у которых обмотки разнесены на разные плечи (рис. 1.23, б). При напряжении питания сети 220..,240 В, с незначительным сопротивлением в линии, я могу рекомендовать следующие формулы приближенного расчета витков первичной обмотки, которые дают положительные результаты для токов 120... 180 А для многих типов сварочных трансформаторов.
Для первого типа (с обмотками на одном плече (рис. 1.23, а):
N - 7440 • Uxt{Sm-h).
Для второго типа (с разнесенными обмотками (рис. 1.23, б):
Ni = 4960 • IVOSиз • h),
где N{ — примерное количество витков первичной обмотки, Sm — измеренное сечение магнитопровода (см2), /2 — заданный сварочный ток вторичной обмотки (A), £7, — сетевое напряжение.
При этом надо учитывать, что для трансформатора с разнесенными по разным плечам первичной и вторичной обмотками Вряд ли удастся получить ток более 140 А — сказывается сильное рассеивание магнитного поля. Нельзя также ориентироваться на ток выше 200 А для остальных типов трансформаторов. Формулы носят весьма приближенный характер. Некоторые трансформаторы с особенно несовершенными мапштопроводами дают значительно более низкие показатели выходного тока. Кроме того, существует много таких параметров, которые нельзя определить и учесть в полной мере. Обычно
неизвестно, из какого сорта железа изготовлен тот или иной, снятый со старого оборудования магнитопровод. Напряжение в электросети может сильно изменяться (190...250 В). Еще хуже, если линия электропередачи обладает значительным собственным сопротивлением, составляя всего единицы Ома, оно практически не влияет на показания вольтметра, обладающего большим внутренним сопротивлением, но может сильно гасить мощность сварки. Учитывая все вышеизложенное, рекомендуется первичную обмотку трансформатора выполнять с несколькими отводами через 20...40 витков (рис. 1.24). В этом случае всегда более точно можно будет подобрать мощность трансформатора или подрегулировать ее под напряжение конкретной сети.
Количество витков вторичной обмотки определяется из соотношения (кроме «ушастика», см. ниже):
N2 = 0,95 • У, • U2/Uu
где U2 — желаемое напряжение холостого хода на выходе вторичной обмотки (45...70 В), С/, — напряжение сети.
г