Как рассчитать тороидальный трансформатор сварочный: Расчет сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике

Содержание

Расчет сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике

Трансформатор является главным узлом сварочного аппарата независимо от его конструкции. При самостоятельном изготовлении этого элемента возникает много вопросов: Как выбрать форму магнитопровода? Какой требуется намоточный провод? Как сделать расчет необходимого количества витков?

Тороидальный трансформатор имеет ряд преимуществ перед трансформаторами другого типа:

Равномерное распределение обмоток;
Снижение массы на 20…30 % при сохранении мощности;
Сниженные токи Х.Х. в 10…20 раз;
Высокий К.П.Д;
Уменьшение полей рассеяния;
Низкий уровень шума.

Если приложить определенные усилия для создания тороидального трансформатора своими руками, то можно получить свой уникальный набор характеристик устройства, которое удовлетворит все потребности при работе со сваркой. И даже более того – можно учесть текущие реалии нашей действительности такие как, например пониженное напряжение в сети вашего дома.

Используя формулы и методы, приведенные в нашей статье, вы получите практическое пособие по расчету сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике.

Методика расчета – пошаговая инструкция

Сам же расчет тороидального трансформатора разделяется на две части:

Непосредственно рассчитать мощность тороидального сердечника, чтобы ее определить вы можете получить, при наличии у вас конкретного сердечника, или заданной мощности, то определить размеры будущего трансформатора.
Расчет собственно электрической части, которая включает в себя количество витков в обмотках, а также какое сечение будет применяться в обмотках и материал провода.

Расчет сердечника

Его мы произведем по формуле, которая уже включает в себя константы, для упрощения понимания его результатов. Дальше останется подставить в ниже приведенную формулу только переменные значения, а именно:

«P=1,9*Sc*So», где:

P – это мощность, которую возможно получить, применяя сердечник с таким габаритными размерами
1,9 – результат математических действий над всеми константами для данного вида трансформаторов
Sc- площадь сердечника, единица измерения сантиметры квадратные
So – площадь отверстия в теле сердечника, в «кв. см.»

Формулы расчета площади сечения тороидального сердечника

Если сделанный трансформатор будет иметь основное назначение – сварка, то размеры его сердечника должны быть адекватными, иначе полученной мощности устройства будет не достаточно для выполнения своих функций. Для примера возьмем следующие значения и применив калькулятор вычислим.

«P=1,9*70*70=9310 Ватт»

Определим количество витков первичной обмотки

В первую очередь рассмотрим расчет с единой первичной обмоткой, без регулировки. Для этого сначала выясним, сколько витков обмотки должен иметь тороидальный трансформатор для получения 1 вольта напряжения. Применим следующую формулу.
К=35/ Sc, где:

K – количество витков на 1 вольт напряжения.
35 – это константа, которая одинакова для всех типов тороидальных сердечников.

Sc- площадь сердечника, единица измерения сантиметры квадратные.

Таким образом, если у нас имеется сердечник площадью 70 «кв. см.», то подставив значения в формулу, получим следующую ситуацию.
«K=35/70=0,5» витка на каждый вольт, и соответственно объём первичной обмотки узнаем, применив соответствующую формулу.
«W1=U1*K», где:

W1- количество витков в первой обмотке.
U1 – необходимое напряжение в этой точке.
K – количество витков на 1 вольт напряжения.

«W1=220*0,5=110» – витков.
С учетом того, что мы проводим вычисления для сварочного трансформатора, то примем за рабочее напряжение вторичной равное 35 вольт, тогда исходя из аналогичной формулы, получим.

«W2=35*0,5=17,5» – витков.

Расчет сечения применяемых проводов

Чтобы рассчитать необходимые сечения нужно понять какой ток будет через них протекать, это единственный параметр который влияет на толщину используемого материала, итак, вычисление величины тока в обмотках трансформатора:
«I пер.=9310 Ватт/220 Вольт=42.3 Ампера»
С вторичной обмоткой несколько сложнее, все должно опираться на напряжение дуги и ток сварки.
«I свар.=(29 Вольт-14)/0.05=300 Ампер», где 29 вольт среднее значение дуги сварки. Теперь проверяем, возможна ли такая мощность у нашего устройства 300 Ампер*29 Вольт=8700 Ватт.

Это значение вполне укладывается в мощность, которой обладает тороидальный трансформатор, рассчитываемый нами, поэтому 300 Ампер, считаем током вторичной обмотки. Проведя эти нехитрые вычисления, для которых даже не всегда нужен калькулятор, можно перейти к определению сечения проводов и их материала.

Из руководящих документов таких как, например «ПУЭ», известно, что для продолжительной работы требуется 1 квадратный миллиметр сечения меди на каждые 5 ампер тока, а при использовании алюминия 2 ампера.
Исходя из этих данных, вычисляем сечение проводов в устройстве для меди:

Первичная обмотка=42,3/5=8,46 кв. мм, ближайший стандарт сечения это 10.
Вторичная обмотка=300/5=60 кв. мм, выбираем следующее по стандарту сечение в сторону увеличения это 70.

Применяем условие продолжительности нагрузки 40 процентов, так как никто не работает все время под нагрузкой. В этом случае сечение можно уменьшить в два раза, тогда получаем:

8,46/2=4,23 ближайший стандарт сечения -6 кв. мм.
60/2=30 следующий стандарт 35 кв. мм.

Как упростить задачу по намотке витков на сердечник

Зная как создать трансформатор во всех подробностях и всеми данными, остается перейти к практической работе, но намотка витков представляет собой достаточно трудоемкий процесс, требующий особой концентрации внимания. Правильность намотки также имеет значение и напрямую влияет на характеристики устройства, которое в итоге получится.

Но для таких случаев в помощь людям существует специальное устройство, станок для намотки тороидальных трансформаторов, цена такого приспособления не высока, но купить его не просто, поэтому на рынке часто встречаются самодельные устройства, и если почитать соответствующую литературу, то можно попробовать сделать этот станок самому.

Расчет тороидального трансформатора для сварочного полуавтомата

Подбор правильных параметров техники при сварке является очень важным делом. Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата имеет ярко выраженную специфику. Здесь могут использоваться как типовые схемы, так и другие варианты, которые подходят по параметрам. Для промышленных трансформаторов можно применять стандартные методики расчета, так как серийно выпускающиеся модели имеют одинаковые параметры, такие как напряжение сварочного трансформатора, тогда как для самодельных изделий такие методы не будут являться действительными. Это касается не только параметров изделия, но и материалов, которые применяются при создании трансформатора. Во втором случае получается намного больше погрешностей, что также следует учитывать. Стандартные методы расчета основаны на методике, которая может определить самое оптимальное значение геометрических и обмоточных параметров трансформатора. Но у данных методик имеются свои недостатки, так как если имеется какой-либо выход за стандартные параметры, то все расчеты могут оказаться недействительными из-за особенностей конструкции и используемых материалов. С учетом современного разнообразия техники, которую можно встретить на рынке для промышленного и частного использования, расчет сварочного трансформатора может оказаться весьма затруднительным.

Трансформатор для сварочного полуавтомата

Ведь не зря, одним из первых дел при расчете является определение количества и вид используемого железа. Таким образом, нужно определить значение наружного и внутреннего диаметра сердечника. Как правило, минимальное значение внутреннего диаметра составляет от 12 см. В некоторых случаях это значение может быть меньше, если обмотка выйдет очень плотной. Проблема здесь может возникнуть при размещении вторичной обмотки, так как в ином случае она может и не поместиться, если диаметр будет меньше предложенного значения. Минимальные рекомендуемые значения имеются и при выборе площади сердечника.

Сварочный трансформатор для сварки полуавтоматом

Стоит отметить, что подавляющее большинство бытовых сварочных аппаратов, куда можно отнести и некоторые модели полуавтоматов, имеют достаточно простую структуру. Они состоят в большинстве случаев из источников переменного тока, что делает их боле дешевыми. Также становится легче ремонт и обслуживание сварочных трансформаторов, если с ними что-то случится. Сама система полуавтомата практически не влияет на принцип действия трансформатора, так как относится к удобству подачи электрода или проволоки. В самых простых моделях используется однофазный трансформатор, который разработан специально для сварки.

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

Основными положениями, на которых состоит расчет трансформатора для сварочного полуавтомата сварочного аппарата, являются те, на которых основан принцип его действия. Главным элементом системы является понижающий трансформатор. Этот элемент позволяет изменить стандартное сетевое напряжение 220 В, на пониженное, которое требует холостой ход сварочного трансформатора – 60 В. Ток может регулироваться исходя из вольтамперных характеристик самой системы. Средние характеристики тока для электрода в 3 мм составляет 120 А. Именно в этом случае и оказывается важным расчет сварочного аппарата, ведь когда стержень начинает плавиться при определенном значении силы тока, то он еще и нагревает проволоку обмотки и сердечник трансформатора при определенных значениях. Таким образом, для вычисления оптимальной мощности трансформатора следует узнать рабочее значение, которое можно определить по рабочей силе тока. Для этого применяют формулу U₂ = 20+0,04*I2. Здесь:

U₂ – напряжение, которое имеется на вторичной обмотке;
I2 – максимальный сварочный ток, который может выдать аппарат.

После этого можно перейти к сердечнику. Это центральная часть как простого сварочного аппарата, так и полуавтоматического. Состоит он из металлических пластин. Эти пластины в совокупности могут выдержать определенную нагрузку параметров тока. Данный параметр называется «габаритная мощность». Здесь имеется прямая зависимость от того, какие размеры занимает сердечник. Вычислить габаритную мощность можно зная такие параметры как напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Рассчитать все это можно при помощи формулы U_хх = U₂S. В данном случае S является площадью сечения вторичной обмотки. Чтобы узнать зависимость площади от диаметра используемого проводника, то следует использовать формулу S = πd²/4.

Также можно просто воспользоваться уже имеющимися готовыми таблицами:

Допустимые нагрузки по току для медных проводов
Площадь сечения медной жилы, мм²	Общий диаметр провода с обмоткой, мм	Максимальный ток, А	Площадь сечения медной жилы, мм²	Общий диаметр провода с обмоткой,мм	Максимальный ток, А
0.5	0.78	11	35	6,7	170
1,0	1,13	17	70	9.5	270
2,5	1,8	30	120	12,4	385
6.0	2,8	50	185	15,4	510
16	4,5	100	300	19,5	695

Допустимые нагрузки по току для алюминиевых проводов
Площадь сечения алюминиевой жилы, мм²	Общий диаметр провода с обмоткой, мм	Максимальный ток, А	Площадь сечения алюминиевой жилы, мм²	Общий диаметр провода с обмоткой, мм	Максимальный ток, А
2	1,6	21	35	6,7	130
3	1,95	27	70	9.5	210
5	2,52	36	120	12,4	295
8	3,19	46	185	15,4	390

Далее следует определение такого параметра ка габаритная мощность сердечника. P_габ = U_ххI₂cos*(φ)/η.Чтобы знать, как рассчитать сварочный трансформатор, требуется использовать ряд формул.Методика расчета с использованием формул

Здесь φ– является углом смещения фаз между током и напряжением;
η – коэффициентом полезного действия системы.

При этом следует найти допустимую мощность, с которой бы смог справиться аппарат во время длительной эксплуатации (значение ПР). Данный расчет происходит по следующей формуле P_дл = U₂I₂(ПР/100)^{0.5 *}0.001. В общем, продолжительность беспрерывной эксплуатации и сила тока не связаны между собой. Большее значение на данный параметр оказывает продолжительность дугового режима. Силу одного витка, которая исчисляется в вольтах, можно определить по формуле E=P_дл0.095+0.55.

После этого можно рассчитать наиболее подходящее количество витков для одной обмотки, отдельно для обмоток. Для обоих случаев используются две формулы:

Для первой обмотки N₁= U₁/E, здесь U1 – входящее напряжение сети;
Для второй обмотки N₂= U₂/E. здесь U2 – входящее напряжение сети.

Исходя из этого, сила тока регулируется изменением расстояния между обмотками, так как с его увеличением теряется и мощность на выходе.

Расчет тороидального трансформатора

Тор является замкнутой поверхностью, в виде которой и выполнен трансформатор тороид. Преимуществом такой формы является высокий коэффициент полезного действия в нем имеется прокладка меж обмоточной изоляции, а меж слоевая отсутствует, так как это невозможно сделать из-за особенностей конструкции. Это делает сборку сердечника более сложной. Чтобы определить габаритную мощность, следует узнать площадь сечения и площадь окна.

Самодельный тороидальный сварочный трансформатор

Площадь окна определяется по формуле S_окна = 3.14*(d²/4). Здесь d является внутренним диаметром тора.

Площадь сечения определяется по формуле S_сеч=h*((D-d)/2). Здесь D является внешним диаметром тора.

Для расчета габаритной мощности применяется самый простой способ умножения полученных результатов, используя формулу P_габ[Вт] = S_окна[кв.см] * S_сеч[кв.см]. Это предоставляет самые основные параметры расчета, на которых будут основывать все дальнейшие действия. Таким образом, это лишь начало, так как дальше придется использовать дополнительные значения. В дальнейшем, при вычислениях можно ориентироваться на таблицу.

P_габ	ω₁	ω₂	∆ (А/мм²)	Η^-10
менее 10	41	38	4.5	8
10…30	36	32	4	9
30…50	33.3	29	3.5	9,2
50…120	32	28	3	9,5

Изготовление тороидального трансформатора своими руками

Многие домашние мастера задумываются об изготовлении тороидального трансформатора своими руками. Объясняется это тем, что его эксплуатационные характеристики значительно лучше, чем у трансформаторов с сердечниками другой формы. Например, при тех же электрических характеристиках, его вес может быть до полутора раз меньше. К тому же и КПД такого трансформатора заметно выше.

Устройство тороидального сварочного трансформатора.

Основных причин, по которым изготовление тороида не всегда удается, две:

Трудно найти подходящий сердечник.
Трудоемкость изготовления, особенно сложна намотка трансформатора.

Читайте также:

Что такое плазморез и как он устроен.

Способ изготовления споттера своими руками.

Об аргонно-дуговой сварке читайте здесь.

Расчет тороидального трансформатора

Схема сварочного полуавтомата.

Для упрощенного расчета трансформатора на тороидальном магнитопроводе необходимо знать следующие исходные данные:

Подаваемое на первичную обмотку входное напряжение U₁.
Наружный диаметр D сердечника.
Его внутренний диаметр – d.
Толщина магнитопровода – H.

Площадь поперечного сечения магнитопровода S_c определяет мощность трансформатора и, соответственно, надежность работы будущего сварочного аппарата. Оптимальными считаются значения 45-55 см². Рассчитать ее значение можно по формуле:

S_c = H * (D – d)/2.

Важной характеристикой сердечника является площадь его окна S₀, поскольку этот параметр определяет не только удобство намотки обмоточных проводов и интенсивность отвода избытков тепла, но и оказывает влияние на характер магнитного рассеяния. Оптимальные значения этого параметра 80-110 см

2. Вычислить его значение позволяет формула:

S₀ = π * d² / 4.

Броневой тип трёхфазных трансформаторов.

Зная эти значения, можно рассчитать ориентировочную мощность трансформатора:

P = 1,9 * S_c * S₀, где S_c и S₀ берутся в квадратных сантиметрах, а P получается в ваттах.

Далее можно найти число витков на вольт:

k = 50 / S_c.

Зная значение k, можно рассчитать количество витков во вторичной обмотке:

2 = U₂ * k.

Количество витков в первичной обмотке лучше рассчитать, используя в качестве исходного данного напряжение на вторичной обмотке:

W₁ = (U₁ * w₂) / U₂, где U₁ – напряжение, подводимое к первичной обмотке, а U₂ – снимаемое со вторичной.

Дело в том, что регулировать сварочный ток лучше изменением числа витков первичной обмотки, поскольку величина тока в ней меньше, чем во вторичной. Пусть, например, нужно получить три значения выходного тока 60 А, 80 А и 100 А при мощности трансформатора 5000 Вт.

Этим значениям сварочного тока будут соответствовать следующие значения напряжений на вторичной обмотке:

U₂₁ = P / I₂₁ = 5000 Вт / 60 А = 83,3 В;

U₂₂ = P / I₂₂ = 5000 Вт / 80 А = 62,5 В;

Классификационная схема трансформаторов.

U₂₃ = P / I₂₃ = 5000 Вт / 100 А = 50 В.

Пусть вторичная обмотка содержит w₂= 70 витков. Теперь можно рассчитать число витков в соответствующих ступенях первичной обмотки для напряжения в сети U₁ = 220 В:

W₁₁ = (U₁ * w₂) / U₂₁ = 220 В * 70 / 83,3 В ≈ 185 витков;

W₁₂ = (U₁ * w₂) / U₂₂ = 220 В * 70 / 62,5 В ≈ 246 витков;

W₁₃ = (U₁ * w₂) / U₂₃ = 220 В * 70 / 50 В = 308 витков.

Последнее значение следует увеличить на 5%:

W₁₃ = 308 * 1,05 ≈ 323 витка – это и будет их необходимое число в первичной обмотке, а отводы следует сделать от 185-го и 246-го витка.

Для самодельных трансформаторов для сварки допустимая плотность тока в обмотках j = 3 А/мм². Зная ее, можно найти площадь поперечного сечения проводов обмоток. В приведенном ранее примере максимальный ток в первичной обмотке:

I₁_m = P / U₁ = 5000 Вт / 220 В ≈ 23 А.

Сечение этого провода должно составлять:

S₁ = I₁_m / j = 23 А / 3 А/мм² ≈ 8 мм².

Во вторичной обмотке следует применить провод с площадью поперечного сечения:

S₂ = I₂₃ / j = 100 А / 3 А/мм² ≈ 33 мм².

Вернуться к оглавлению

Вам может быть интересно: Сайт о сантехнике.

Подбор и изготовление тороидального сердечника

Наилучшим материалом для изготовления тороидального магнитопровода является ленточная трансформаторная сталь. Для изготовления сердечника эта лента сворачивается в рулон, имеющий форму тора прямоугольного сечения. Если имеется такая лента или сердечник из нее, то особых проблем при изготовлении магнитопровода для тороидального трансформатора не будет.

Характеристики сварочных трансформаторов.

При малом значении внутреннего диаметра d можно часть ленты с внутренней стороны тора отмотать, а затем намотать ее на наружную поверхность сердечника. В результате возрастут оба диаметра, а площадь внутренней части магнитопровода увеличится. Правда, несколько уменьшится площадь поперечного сечения сердечника S₀. При необходимости можно добавить ленту с другого магнитопровода.

Хороший готовый тороидальный сердечник можно взять от рассчитанного на ток 9 А лабораторного автотрансформатора ЛАТР 1М. Нужно только перемотать его обмотки. Бывает, что для изготовления тороидального сердечника для трансформатора используется магнитопровод статора подходящего электродвигателя.

Еще один способ изготовления тороидального сердечника – использование в качестве материала пластин от неисправного мощного промышленного или силового трансформатора, питавшего в свое время ламповый цветной телевизор. Сначала из этих пластин с помощью заклепок изготовляется обруч, имеющий диаметр около 26 см. Затем внутрь этого обруча начинают вставлять одну за другой пластины встык, придерживая их рукой от разматывания.

После набора нужного сечения S₀ магнитопровод готов. Для увеличения S₀можно изготовить два тороида одинаковых размеров, а затем соединить их вместе. Края тороидов следует слегка закруглить с помощью напильника. Из электроизоляционного картона следует изготовить два кольца, имеющих внутренний диаметр d и внешний D, а также две полоски на внутреннюю и наружную сторону тора. После наложения их на тороид, сердечник обматывается поверх картонных прокладок киперной или тканой изоляционной лентой. Магнитопровод готов, и можно начинать наматывать обмотки.

Вернуться к оглавлению

Намотка трансформатора

Основные части обмотки трансформатора.

Как уже говорилось, мотать обмотки на любой тороидальный трансформатор, в том числе и сварочный, непросто. Самый простой способ – это использование для этой цели челнока, на который предварительно наматывается провод нужной длины, а затем, пропуская челнок через внутреннее окно сердечника, виток за витком формируется соответствующая обмотка.

Челнок обычно изготовляют из дерева или выпиливают из оргстекла. Его толщина 5-6 мм, ширина сантиметра 3-4, а длина порядка 40 см. В его торцах делаются полукруглые вырезы для провода. Для оценки длины провода, который нужно намотать на челнок, производится оценка средней длины одного витка наматываемой обмотки, ее значение умножается на число витков, и на всякий случай делается запас в 15-20%.

Удобнее производить намотку с помощью так называемого кругового челнока. В качестве заготовок для изготовления кругового челнока могут служить согнутые в кольцо пластмассовые трубы или гимнастический обруч со спиленной наружной частью, обод от велосипедного колеса и т. д.

Обруч или колесо распиливаются в одном месте, продеваются сквозь внутреннее окно сердечника, а затем место распила фиксируется любым удобным способом. Намотанный на челнок провод можно в нескольких местах зафиксировать изолентой, но удобнее резиновая лента по длине челнока, натянутая поверх провода. Она не дает проводу рассыпаться, но не препятствует его вытаскиванию сбоку.

Из описания ясно, что хотя изготовление тороидального сварочного трансформатора не такое уж простое дело, но оно вполне выполнимо.

Были бы только нужные материалы, а самое главное – желание.

Делаем тороидальный сварочный трансформатор | Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы

Тороидальный трансформатор своими руками

По всем характеристикам тороидальные трансформаторы превосходят П и Ш образные трансформаторы примерно в 1.5.. 2 раза. Также по весу торы в намного легче.

В связи с этим лучше делать тороидальный трансформатор для сварочных аппаратов.

Об изготовлении тороидального трансформатора в домашних условиях пойдет речь в нашей статье.

В наличии имелось железо от какого то трансформатора размерами 7 см х 65 см.

Берем пластины и обкатываем их круглым предметом, например бутылкой.

Берем одну пластину сворачиваем ее в кольцо и закрепляем саморезами. Это будет оправка для набора пластин.

Начинаем укладывать пластины начиная от края во внутрь. Так как внутренний диаметр самом начале большой, то сначала укладываем ровные пластины, не обкатанные бутылкой.

Набрав небольшое количество пластин, обязательно поджимаем их.

Примерно вот что должно получится. Так как внутренний диаметр кольца уменьшается, то далее применяем пластины, которые обкатывали бутылкой.

Первое кольцо магнитопровода тороидального трансформатора готово. Выглядит оно вот так.

Далее подготавливаем вторую оправку для второго кольца магнитопровода нашего трансформатора.

Продолжаем укладывать пластины от края во внутрь. Процесс повторяется, делать нужно то же самое, что и для первого кольца.

Стремитесь укладывать пластины без зазорно, то есть стык в стык. Конечно в начале будет получаться хорошо, но в конце все равно не получится.

Не забываем обжимать пластины. Делаем это постоянно. От этого зависит качество сборки тора. Лишние зазоры нам ни к чему.

Вот собственно оба кольца. Фотка получилась не резкой.

Далее обстукиваем торцы получившихся колец молотком.

Берем эпоксидный клей, разводим его растворителем.

Пропитываем клеем оба кольца магнитопровода. Клей не жалеем.

Затем склеиваем оба кольца.

Вот такой вот сердечник тороидального трансформатора у нас получился. Высота сердечника получилась 14 см и набор пластин 4 см. Площадь сердечника 56 см.кв. Учитывая небольшие зазоры, которые образовались при сборке, принимаем площадь сердечника 50 см.кв.

Теперь необходимо за изолировать сердечник. Для этого вырезаем из картона куги и накладываем на сердечник.

Далее берем тряпочную черную изоляционную ленту и обматываем сердечник.

Вот что получилось.

Обматываем еще раз сердечник молярным скотчем.

Все готово для намотки обмоток трансформатора. Провод для первичной обмотки наматываем на самодельный челнок, сделанный из куска ДСП.

Обматываем конец провода филенкой.

Начинаем мотать. Просовываем челнок через отверстие в торе и аккуратно прижимаем каждый виток, равномерно распределяя по поверхности сердечника.

Намотав первый ряд обмотки, обматываем обмотку изоляционной лентой.

Далее мотаем второй ряд первичной обмотки, делая отводы для регулирования тока по первичной обмотке.

После того как первичная обмотка намотана, проверяем ток холостого тока трансформатора. Он должен быть в пределах от 0,2 А до 1,2 А.

На изображениях показаны замеры тока в в нормальном и форсированном режиме работы трансформатора. Цифровым мультиметром производился замер напряжения вторичной обмотки (для дальнейшего точного расчета количества витков вторичной обмотки), в качестве которой был намотан кусок провода из 4 витков.

Обматываем второй конец первичной обмотки филенкой и изолируем первичную обмотку.

Далее мотаем вторичную обмотку точно так же как первичную, только без применения челнока.

После намотки изолируем ее.

Далее вырезаем из текстолита или подобного материала два круга, сверлим отверстия под крепление обмоток.

В результате мы получаем вот такой вот сварочный трансформатор.

Данный тороидальный трансформатор был установлен в сварочный полуавтомат. При интенсивном использовании сварочного полуавтомата, температура трансформатора не повышалась выше 60 градусов. Трансформатор работает тихо без потрескиваний и гула.

Вес данного экземпляра в собранном виде равен 16 кг.

Ответы на комментарии:

Изолирование проводов.

Пропитка сердечника эпоксидным клеем.

Расчет площади сердечника.

Площадь сердечника равна S=А*Б

Шпильки для тора

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор статьи и фото: Admin Svapka.Ru

Понравилась ли вам статья? Если не трудно, то проголосуйте пожалуйста:

Расчет сварочного трансформатора для самостоятельной сборки

Соединение металлических деталей электрической дугой известно уже более 120 лет, но немногие знают все тонкости этого процесса, что очень важно для того, чтобы сделать расчет сварочного трансформатора для простейшего аппарата и полуавтомата.

1 На чем базируется расчет сварочного трансформатора?

Прежде, чем разбираться в формулах, давайте рассмотрим принцип действия простейшего аппарата для дуговой сварки. Основой такого агрегата является понижающий трансформатор, позволяющий изменить входящее напряжение, соответствующее в быту 220 В, на более низкое, до 60 В для так называемого холостого хода или, иначе, состояния покоя. То, какие виды электродов можно будет использовать с устройством, зависит от силы тока, которая должна быть в пределах 120-130 А для наиболее популярного трехмиллиметрового диаметра расходного материала.

И вот здесь как раз требуются расчеты, поскольку, если стержень электрода плавится при определенной силе тока, значит, она будет в той же степени нагревать и сердечник трансформатора, а также проволоку обмотки. Следовательно, для того, чтобы узнать оптимальную мощность трансформатора, нам нужно сначала вычислить рабочее напряжение, ориентируясь на рабочую силу тока. Для этого существует формула U₂ = 20 + 0,04I₂, где U₂ – напряжение на вторичной обмотке, а I₂ – выдаваемый аппаратом максимальный сварочный ток.

Теперь вернемся к сердечнику, который не зря так называется, поскольку является сердцем трансформатора, как самого простого, так и полуавтомата. Он составляется из металлических пластин, которые способны выдержать определенную нагрузку по мощности тока. Это допустимое значение зависит от размеров сердечника и называется габаритной мощностью, которую можно найти, зная значение напряжения холостого хода. Последнее высчитывается по формуле U_хх = U₂S, где S – площадь сечения провода вторичной обмотки. Зависимость этой площади от диаметра проводника определяем по формуле S = πd²/4, или по следующим таблицам:

Допустимые токовые нагрузки на провода с медными жилами
Площадь сечения токопроводящей жилы, мм²	Диаметр провода,мм	Допустимая сила тока, А	Площадь сечения токопроводящейжилы, мм²	Диаметр провода, мм	Допустимая сила тока, А
0.5	0.78	11	35	6,7	170
0,75	0.98	15	50	8,0	215
1,0	1,13	17	70	9.5	270
1,5	1,4	23	95.	11.0	330
2,5	1,8	30	120	12,4	385
4,0	2,26	41	150	13.8	440
6.0	2,8	50	185	15,4	510
10	3,56	80	240	17,5	605
16	4,5	100	300	19,5	695
25	5,6	140	400	22,5	830

Допустимые токовые нагрузки на провода с алюминиевыми жилами
Площадь сечения токопроводящей жилы, мм²	Диаметр провода,мм	Допустимая сила тока, А	Площадь сечения токопроводящейжилы, мм²	Диаметр провода, мм	Допустимая сила тока, А
2	1,6	21	35	6,7	130
2,5	1,78	24	50	8,0	165
3	1,95	27	70	9.5	210
4	2,26	32	95.	11.0	255
5	2,52	36	120	12,4	295
6	2,76	39	150	13.8	340
8	3,19	46	185	15,4	390
10	3,56	60	240	17,5	465
16	4,5	75	300	19,5	535
25	5,6	105	400	22,5	645

2 Расчет для сварочного трансформатора по формулам и онлайн

Итак, у нас есть все необходимые параметры для того, чтобы вычислить габаритную мощность сердечника. Далее работаем по формуле P_габ = U_ххI₂cos(φ)/η, где φ – угол смещения фаз между напряжением и током (можно принять величину 0.8), а η – КПД (принимаем 0.7). Остается найти допустимую мощность, которую выдержит аппарат при длительной работе. При этом учитываем, что коэффициент продолжительности работы (обозначим его ПР) составляет около 20 % от времени подключения трансформатора к сети.

Поэтому считаем следующим образом: P_дл = U₂I₂(ПР/100)^0.50.001, или, иначе P_дл = U₂I₂(20/100)^0.50.001, что соответствует P_дл = U₂I₂0.00045. В целом продолжительность работы и сила сварочного тока практически не связаны. В большей степени на время дугового режима влияет сечение проволоки обмотки и качество изоляции, а также то, насколько плотно и, главное, ровно, уложены витки. Следовательно, теперь мы можем узнать электродвижущую силу одного витка в вольтах, используя формулу E = P_дл0.095 + 0.55.

Далее, получив результат эмпирической зависимости по последней формуле, высчитываем оптимальное количество витков для обмотки, как первичной, так и вторичной. Для той и другой используем две формулы, соответственно N₁ = U₁/E, где U1 – входящее напряжение сети, а N₂ = U₂/E. Сила сварочного тока регулируется увеличением или уменьшением расстояния между первичной и вторичной обмотками: чем оно больше, тем ниже мощность на выходе. Тем, кто делает приведенный расчет с целью самостоятельной сборки трансформатора, а не для приобретения готового сварочного полуавтомата, понадобится еще и вычисление габаритов сердечника.

Площадь сечения металла определяется по формуле S = U₂10000/(4.44fN₂B_m), где f – промышленная частота тока (принимаем за 50 Гц), B_m – индукция магнитного поля (принимаем за 1.5 Тл). Теперь можно узнать ширину стальной пластины в пакете трансформатора: a = (100S /(p₁k_c))^0.5, где за p₁ принимаем диапазон значений 1.8-2.2 (рекомендуется среднее), k_с – коэффициент заполнения стали (соответствует 0.95-0.97).

Исходя из значения ширины пластины, выясняем толщину пакета пластин плеча, для чего используем формулу b = ap₁, а затем и ширину окна магнитопровода c = b/p₂, где p₂ имеет диапазон значений 1–1.2 (рекомендуется максимальное). К слову, если уж мы взялись измерять габариты, вспомним про коэффициент заполнения стали, который обозначает промежутки между пластинами. С учетом этого показателя площадь сечения сердечника будет несколько иной, поэтому назовем ее измеряемой величиной и определим заново. Формула для этого потребуется следующая: S_из = S/k_c. В большинстве случаев эти расчеты не нужны при наличии онлайн-калькулятора.

3 Как сделать расчет самодельного тороидального сварочного трансформатора?

По сути, тор – это объемное геометрическое тело, хотя в математике бытует понятие «поверхность». То есть это даже не фигура, а замкнутая поверхность, имеющая одну общую для любой размещенной на ней точки сторону. Но, если не вдаваться в дебри терминологии, тор – это бублик, или окружность, вращающаяся вокруг некой не пересекающей ее оси, с которой располагается в одной плоскости. Именно в форме такого бублика может быть выполнен трансформатор-тороид.

Основная его характеристика – высокий КПД при небольших, в сравнении с другими типами сердечников, размерах. Что и является основополагающим критерием для предпочтения данной формы самодельных трансформаторов. Основное отличие тороидального трансформатора от прочих – прокладка только межобмоточной изоляции наряду с внешней. Межслоевая не делается по той простой причине, что витки провода, проходя сквозь отверстие тора, создают дополнительную толщину внутреннего диаметра, что исключает использование лишних слоев изоляции.

Именно это значительно усложняет сборку тороида, и потому он редко устанавливается в корпусе полуавтомата, где чаще можно увидеть стержневые сердечники. Чтобы не возникали пробивания, применяются провода с повышенной прочностью изоляционного покрова. В качестве прокладки можно взять лавсан или ленту ФУМ (фторопластовую).

Для определения габаритной мощности сердечника, выполненного в виде тора, нам достаточно узнать две площади: окна и сечения.

Первую вычисляем по формуле S_окна = 3.14(d²/4), где d – внутренний диаметр тора. Вторая формула выглядит следующим образом: S_сеч = h((D-d)/2), здесь D – внешний диаметр «бублика». Далее остается только рассчитать габаритную мощность трансформатора, для чего используем простейший способ умножения двух получившихся ранее результатов. Иными словами, P_габ[Вт] = S_окна[кв.см] * S_сеч[кв.см]. Дальнейшие вычисления ориентируем согласно таблице:

P_габ	ω₁	ω₂	∆ (А/мм²)	η
До 10	41/S	38/S	4.5	0.8
10-30	36/S	32/S	4	0.9
30-50	33.3/S	29/S	3.5	0.92
50-120	32/S	28/S	3	0.95

Здесь P_габ – габаритная мощность трансформатора, ω₁ – число витков на вольт (для стали Э310, Э320, Э330), ω₂ – число витков на вольт (для стали Э340, Э350, Э360), ∆–допустимая плотность тока в обмотках, ŋ – КПД трансформатора.

Определив количество витков на каждый вольт для сердечника из той или иной стали, можем узнать, сколько витков всего нужно будет выполнить при изготовлении трансформатора. Для этого используются две формулы, для первичной и вторичной обмотки соответственно: N₁ = ω₁U₁ и N₂ = ω₂U₂. Далее следует учесть некоторое падение напряжения, возникающее из-за небольшого сопротивления в обмотках, которое, впрочем, в тороиде довольно незначительное.

Для этого увеличиваем количество витков вторичной обмотки на 3 % (в других типах сердечников понадобилось бы больше): N_{2_компенс} = 1.03N₂. Для того чтобы узнать диаметр проволоки, используем формулу для первой обмотки d₁ = 1.13(I₁/∆)^0.5 и для второй: d₂ = 1.13(I₂/∆)^0.5. При этом результаты округляем в большую сторону и выбираем ближайшие доступные провода.

Расчет тороидального сварочного трансформатора

По сравнению с обычными конструкциями тороидальные трансформаторы имеют ряд существенных преимуществ. При незначительных размерах и массе, они обладают значительно большим коэффициентом полезного действия. Поэтому данные устройства нашли широкое применение в сварочных аппаратах и стабилизаторах напряжения. Большое значение имеет правильный расчет тороидального трансформатора, применительно к конкретным условиям эксплуатации. Существуют различные способы расчетов, позволяющие получить результаты с разной степенью точности. Чаще всего для расчетов используются таблицы.

Определение основных параметров

Перед началом расчетов необходимо определиться с основными параметрами трансформатора. В первую очередь это касается типа проводов и количества витков, от которых зависит общая длина проводника. Далее нужно сделать правильный выбор сечения, влияющего на показатели выходного тока и мощность устройства.

Следует учитывать и тот фактор, что при небольшом количестве витков, первичная обмотка будет нагреваться. Точно такая же ситуация возникает, когда мощность потребителей, включаемых во вторичную обмотку, превышает мощность, отдаваемую трансформатором. В результате перегрева снижается надежность устройства, иногда может произойти воспламенение трансформатора.

В качестве примера приводится таблица, с помощью которой можно рассчитать тороидальный трансформатор, работающий при частоте сети 50 Гц.

Сердечники устройств могут быть изготовлены из холоднокатаной стали марок Э310-330, толщиной от 0,35 до 0,5 мм. Может применяться и обычная сталь, марок Э340-360, где толщина ленты будет в пределах от 0,05 до 0,1 мм.

Условные обозначения в таблице соответствуют:

Pг – габаритная мощность трансформатора;
ω1 – количество витков на 1 вольт для стали Э310, Э320, Э330;
ω2 – количество витков на 1 вольт для стали Э340, Э350, Э360;
S – сечение сердечника;
∆ – значение допустимой плотности тока в обмотках;
ŋ – КПД трансформатора.

При наматывании тороидальной катушки используется только наружная и межобмоточная изоляция. Несмотря на ровную укладку обмоточных проводов, толщина намотки по внутреннему диаметру обязательно увеличивается вследствие разницы между наружным и внутренним диаметром сердечника. Поэтому рекомендуется использовать проводники, изоляция которых обладает повышенной механической и электрической прочностью, например, марки ПЭЛШО и ПЭШО, а в некоторых случаях – ПЭВ-2. Для наружной и межобмоточной изоляции чаще всего применяется батистовая лента, лакоткань ЛШСС, толщиной 0,06-0,12 мм, а также триацетатная или фторопластовая пленка, толщиной 0,01-0,02 мм.

Формулы для расчета тороидального трансформатора

Основными параметрами для расчета тороидального трансформатора служат напряжение сети питания (Uc), равное 220 В, значение выходного напряжения (Uн) – 24 В, токовая нагрузка (Iн) – 1,8 А. Для определения мощности вторичной обмотки существует формула: Р = Uн х Iн = 24 х 1,8 = 43,2 Вт.

Далее определяется габаритная мощность трансформаторного устройства по формуле:

Величина коэффициента полезного действия и прочие данные, необходимые для расчетов, выбираются из таблицы, в соответствующей графе и ряде под конкретную габаритную мощность.

Следующим этапом будет расчет площади сечения сердечника по формуле:

Выбор размеров сердечника осуществляется следующим образом:

Ближайшим типом сердечника со стандартными параметрами будет ОЛ50/80-40, с площадью сечения S = 60 мм 2 , которая должна быть не менее расчетной. Внутренний диаметр сердечника определяется в соответствии с условием, что dc имеет значение большее или равное dc’:

Если в качестве примера взять сердечник, изготовленный из стали Э320, то в этом случае количество витков на один вольт будет определяться по формуле:

Теперь необходимо определить количество витков в первичной и вторичной обмотках:

Поскольку в любом тороиде рассеивание магнитного потока совсем незначительное, падение напряжения в обмотках возможно определить только по их активному сопротивлению. В результате, значение относительной величины падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора будет намного меньше, чем в обычных трансформаторах. В связи с этим, потери на сопротивлении вторичной обмотки компенсируются увеличением количества витков примерно на 3%. Расчет будет выглядеть следующим образом: W1-2=133 х 1,03=137 витков.

Диаметры обмоточных проводов можно определить по формуле:

Здесь I₁ является током первичной обмотки, определяемый по собственной формуле: I₁=1,1 (P2/Uc)=1,1 (48/220)=0,24A

Диаметр провода выбирается по ближайшему значению в сторону увеличения, что будет составлять 0,31 мм.

Трансформаторы, изготовленные по расчетам с помощью таблицы, прошли успешные испытания при постоянной максимальной нагрузке, воздействующей на протяжении нескольких часов. Таким образом, расчет тороидального трансформатора позволяет получить точные результаты, подтвержденные на практике. С помощью этой методики можно определить необходимые параметры для любого устройства.

Svapka.Ru

В этой статье попытаюсь вам рассказать, как рассчитать трансформатор для сварочного аппарата.

На самом деле ни чего сложного здесь нет. Этот расчет относится как к простым (П и Ш образным) так и к тороидальным трансформаторам.

Для начала определим габаритную мощность будущего сварочного трансформатора:

Подставляя нужные значения упрощаем формулу, она будет иметь вид:

P габаритн = 1.9*Sc*So для торов (ОЛ).

P габаритн = 1.7*Sc*So для ПЛ,ШЛ.

P габаритн = 1.5*Sc*So для П,Ш.

Например у нас ОЛ сердечник (тор).

Площадь сердечника Sс = 45 см.кв.

Площадь окна сердечника So = 80 см.кв.

Формула для тора (ОЛ):

P габаритн = 1.9*Sc*So

P = 1.9*45*80 = 6840 ватт.

Далее нужно рассчитать количество витков для первичной и вторичной обмотки. Для этого сначала рассчитаем необходимое количество витков на 1 вольт.

Для этого используем формулу:

K = 50/S

Так как у нас ОЛ сердечник (тор), примем коэффициент равный 35.

К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.

Далее рассчитываем сколько нужно витков для первичной и вторичной обмоток.

Здесь у нас два пути расчета:

если нам нужен трансформатор с единой первичной обмоткой, то есть мы не собираемся регулировать ток по первичной обмотке ступенями.
если мы собираемся регулировать ток по первичной обмотке и нам нужно рассчитать ступени регулирования.

Регулировка ступенями по вторичной обмотке трансформатора экономически не выгодна, требует дорогостоящих коммутирующих элементов, также требует увеличение длины провода вторичной обмотки, тем самым утяжеляя конструкцию и поэтому здесь не рассматривается.

1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.

Рассчитаем количество витков первичной обмотки по формуле:

W1 = U1*K

W1 = 220*0.77 = 170 витков.

Примем максимальное напряжение вторичной обмотки равным U2 = 35 вольт

Рассчитаем количество витков вторичной обмотки по формуле:

W2 = U2*K

W2=35*0.77=27 витков

Далее рассчитываем площадь сечения провода первичной и вторичной обмоток. Для этого нам нужно знать, какой максимальный ток течет в данной обмотке.

Для этого мы воспользуемся формулой:

Для первичной обмотки.

I первич_max = P габаритн/U первич

I первич_max = 6840/220 = 31 А

Для вторичной обмотки:

Сразу хочу сказать, что я не теоретик, но попытаюсь объяснить формирование величины сварочного тока в трансформаторе, как понимаю это я.

Напряжение дуги для сварки проволокой в среде углекислого газа равно:

Uд = 14+0.05*Iсв

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд – 14)/0.05

Далее рассчитаем для полуавтомата.

1. Принимаем напряжение дуги 25 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (25-14)/0.05 = 220 ампер

220*25 = 5500 вт.. Но у нас габаритная мощность трансформатора больше.

2. Принимаем напряжение дуги равным 26 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (26-14)/0.05 = 240 ампер

240*26 = 6240 вт. Почти рядом.

3. Принимаем напряжение дуги равным 27 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (27-14)/0.05 = 260 ампер.

260*27 = 7020вт. Требуемая габаритная мощность выше чем имеющаяся, это говорит о том, что при данном напряжении дуги не будет тока 260 ампер, так как не хватает габаритной мощности трансформатора.

Из выше перечислительных расчетов, можно сделать вывод, что при напряжении дуги в 26 вольт обеспечивается максимальный ток в 240 ампер при данной габаритной мощности трансформатора и именно этот ток вторички мы примем за максимальный:

Iвторич max = 240 ампер.

Для расчета максимального сварочного тока для сварки электродом, рассчитываем так же, только по другой формуле..

Uд = 20+0.04*Iсв

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд – 20)/0.04 (считать не будем, я думаю понятно).

Из справочных материалов нам известно, что плотность тока в меди равна 5 ампер на мм.кв, в алюминии 2 ампера на мм.кв.

Исходя из этих данных можно рассчитать площадь сечения обмоток трансформатора.

Сечения проводов для продолжительной работы трансформатора ПН = 80% и выше:

Для меди:

S первич медь = 31/5 = 6.2 мм.кв

S вторичн медь = 250/5 = 50 мм.кв.

Для алюминия:

S первич алюмин = 31/2 = 16 мм.кв.

S вторичн алюмин = 250/2 = 125 мм.кв.

Итак мы имеем трансформатор с габаритной мощностью 6840 ватт. Сетевое напряжение 220 вольт. Напряжение вторичной обмотки 35 вольт.

Первичная обмотка содержит 170 витков провода площадью 6.2 мм.кв из меди или 16 мм.кв. из алюминия.

Вторичная обмотка содержит 27 витков провода площадью 50 мм.кв. из меди или 125 мм.кв. из алюминия.

Для ПН = 40% сечения первички и вторички можно уменьшить в 2 раза.

Для ПН = 20% сечения первички и вторички можно уменьшить в 3 раза.

Например ПН = 20% – это значит, что если взять за 100% 1 час работы трансформатора под нагрузкой, то 12 минут варим 48 минут отдыхаем, иначе трансформатор перегреется и перегорит (этот режим больше всего годится для не больших домашних дел). Я думаю тут понятно.

ПН – продолжительность нагрузки.

ПВ – продолжительность включения.

ПР – продолжительность работы.

Все эти термины одно и тоже, измеряются в процентах.

2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.

Например, нам нужен трансформатор с регулированием сварочного тока 16 ступенями например используемого в этой схеме сварочного полуавтомата.

Выбираем номинальное напряжение вторичной обмотки.

Uномин = Uмакс – Uмакс*10/100

Рассчитываем, Uмакс = 35 вольт

Uномин = 35 – 35*10/100 = 32 вольт.

Рассчитаем количество витков для вторичной обмотки номинальным напряжением 32 вольт, тип сердечника ОЛ (тор).

K = 35/S

К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.

W2 =U2*K = 32*0.77 = 25 витков

Теперь рассчитаем ступени первичной обмотки.

W1_ст = (220*W2)/Uст2

Как мы рассчитали ранее количество витков обмотки W2 = 25 витков.

Мотаем первичную обмотку трансформатора до 157 витка, делаем отвод, он будет соответствовать 35 вольтам на вторичке.

Далее мотаем 4 витка до 161 витка и делаем отвод, он будет соответствовать напряжению на вторичке 34 вольт.

Далее мотаем 5 витков и делаем отвод на 166 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 33 вольт и т.д. согласно выше приведенному расчету.

Заканчиваем намотку первичной обмотки на 275 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 20 вольт.

В итоге у нас получился трансформатор габаритной мощностью в 6840 ватт, первичной обмоткой с 16 ступенями регулирования.

Сечение обмоток такие же, как в первом варианте расчета.

На данном этапе мы заканчиваем расчет трансформатора.

Таким образом было рассчитано много трансформаторов и они прекрасно работают в сварочных полуавтоматах и сварочных аппаратах.

Не нужно бояться форсированного режима работы трансформатора (это такой режим, когда к обмотке трансформатора рассчитанного например на 190 вольт приложено напряжение 220 вольт), трансформатор прекрасно работает в таком режиме. Имея маломощный трансформатор, можно вытянуть из него все возможности используя форсированный режим для комфортного процесса сварки с помощью сварочного полуавтомата.

Ответ на комментарий.

Как наматывать на П-образный сердечник:

Первичная обмотка.

Вариант 1. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону и соединяем их начала. Концы этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вариант 2. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону, делаем отводы. Замыкая эти отводы, регулируем сварочный ток. Начало этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вторичная обмотка.

Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их концы. Начала этих обмоток используем для сварки.

Расчет площади сердечника и площади окна сердечника Sc и So.

По этим формулам, можно рассчитать требуемые величины.

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор замысловатых расчетов: Admin Svapka.Ru

Спасибо Вам большое за такое подробное описание.Все очень понятно и что немаловажно, все видно как это на практике происходит.Спасибо.

Добрый вечер, скажите как повлияет увеличение сечения провода обмоток, имеется алюминиевая шинка 8.13мм2 и 50мм2. нужно ли производить перерасчет или же увеличение сечения даст запас прочности?

Владимир

В вашем случае шинка 8.13 мм.кв будет выдерживать ток 8.13*2=16.26 ампер.

Шинка 50 мм.кв будет выдерживать ток 50*2=100 ампер.

Хотя на практике эти значения гораздо больше, то есть выдержат и токи 20 и 130 ампер соответственно. Сила тока, выдаваемая трансформатором, зависит от напряжения вторичной обмотки. Если вы будете использовать трансформатор для сварочного полуавтомата, то мощность трансформатора будет:

Р тр = 130*30 = 4000 вт. 30 – максимальное напряжение для вторичной обмотки сварочного полуавтомата и соответственно для этого нужно будет использовать сердечник площадью:

Если используется сердечник меньшего сечения, сварочный ток будет меньше , придется рассчитать по новой количество витков обоих обмоток. Увеличенные сечения проводов повлияют только на увеличение размера самих обмоток, и на массу трансформатора. Увеличенное сечение обмоток даст только запас по прочности.

Олег

Спасибо за комментарий. Мы рады, что статья является полезной.

Спасибо большое за ответ, хочу сделать полуавтомат, нашол Ваш сайт- очень всё грамотно и доходчиво написано, 5+ правда розмеры тора у меня у меня другие, но по расщетам получается все ок, были неясности с сечением, теперь всё понятно, спасибо!

что такое трансформатор сварочный

kak zdelono sto v mekrovolnofki 1.2kw a secenije sterznia transformatora tolko 21 kvadratnyj cm a okno dlia obmotok 9.6 kvadratnyj cm. chotelosby etu technologiju ispolzavat v drugich transformatorach dlia kontaknoi svarki

Здравствуйте
как сделано что в микроволновке 1.2 кВ а сечение стержня трансформатора только 21 квадратный см, а окно для обмоток 9.6 квадратный см. хотелось бы эту технологию использовать в других трансформаторах для контактной сварки.

Трансформаторы в микроволновке работают в режиме полного насыщения, это означает, что ток холостого тока трансформатора будет от 4 ампер и выше. Трансформатор в таком режиме будет очень сильно греется даже на холостом ходу, не говоря уже про режим сварки. Если попытаться сделать такой трансформатор для сварки, то скорей всего он у вас быстро перегорит.

P.S. Пишите пожалуйста кириллицей.

Спасибо! Очень полезная информация.

Здравствуйте, всегда с удовольствием читаю Ваши статьи. Спасибо Вам большое за все объяснения. Хочу спросить у Вас совет. Имею возможность собрать сварочный аппарат, из трансформаторной стали набрал уже сердечник, получилось 35 кв. см. железа. Хотелось бы ,чтоб ,,тянула ,,тройку,и четверку (по необходимости) Подскажите,какое напряжение лучше рассчитать для вторичной обмотки в моем случае (50,или 40 вольт) или может какая-то другая цифра. И еще такой вопрос,как рассчитать правильно кол-во витков, чтобы знать на каком этапе сделать отводы для работы с (тройкой, и четверкой) Хочется сделать один раз, и чтоб наверняка. очень не хочется доделывать и тем более разбирать потом. Буду очень признателен за Вашу помощь. Заранее Спасибо.

Возник еще один вопрос,подскажите в моем случае коэффициент К,как правильно рассчитать,чему должен равняться коэффициент для трансформаторов 50,или 40,ведь у меня мощность получается менее 1.5 Вт.Еще раз спасибо.

Олег
Возник еще один вопрос,подскажите в моем случае коэффициент К,как правильно рассчитать,чему должен равняться коэффициент для трансформаторов 50,или 40,ведь у меня мощность получается менее 1.5 Вт.Еще раз спасибо.

Олег
Здравствуйте, всегда с удовольствием читаю Ваши статьи. Спасибо Вам большое за все объяснения. Хочу спросить у Вас совет. Имею возможность собрать сварочный аппарат, из трансформаторной стали набрал уже сердечник, получилось 35 кв. см. железа. Хотелось бы ,чтоб ,,тянула ,,тройку,и четверку (по необходимости) Подскажите,какое напряжение лучше рассчитать для вторичной обмотки в моем случае (50,или 40 вольт) или может какая-то другая цифра……. И еще такой вопрос,как рассчитать правильно кол-во витков, чтобы знать на каком этапе сделать отводы для работы с (тройкой, и четверкой) Хочется сделать один раз, и чтоб наверняка…… очень не хочется доделывать и тем более разбирать потом….. Буду очень признателен за Вашу помощь. Заранее Спасибо.

При площади 35 см.кв. номинальное количество витков (220 вольт) равно 282 витка.

Вторичную обмотку рассчитывайте на 50 вольт (номинальная) равна 64 витка.

Сделайте 5 ступеней регулирования. две форсированных , одна номинальная и две пассивного режима.

Первый отвод делайте от 225 витка. напряжение на вторичной будет 60 вольт.

Второй от 253 витка. напряжение на вторичной будет 55 вольт.

Третий от 282 витка напряжение 50 вольт.

Четвертый от 310 витка, напряжение 45 вольт.

Пятый (последний, дальше не мотаем) 338 виток. напряжение на вторичке 40 вольт.

Хочу заметить, что нормальная работа трансформатора будет зависеть от многих факторов, например от напряжения сети.. если будет 220 вольт, то нормально. а вот если пониженное.. например 190-200 вольт или еще меньше (такое напряжение обычно бывает в гаражных массивах или в часы повышенной нагрузки на сеть.. вечером и т.д.), то ни о какой сварке на повышенных токах не может идти речи.

P.S. При намотке трансформатора придерживайтесь правила.. ток холостого хода трансформатора должен быть в пределах от 0.2 ампер (пассивный режим) до 1.5 ампер максимум (форсированный режим).

Проверяйте ток холостого хода при намотке трансформатора, если вы попадете в эти значения тока, то считайте, что намотали правильно. Всё остальное – ток сварки, качество шва и т.п. будет зависеть только от вашего сердечника.

И еще.. варить четверкой при данной площади трансформатора, занятие сомнительное.. Варить будет (плохо), и трансформатор будет греться и греться очень сильно.. так что учтите этот момент.

Удачи.

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

U₂ – напряжение, которое имеется на вторичной обмотке;
I2 – максимальный сварочный ток, который может выдать аппарат.

Также можно просто воспользоваться уже имеющимися готовыми таблицами:

Допустимые нагрузки по току для медных проводов

Расчет сварочного трансформатора для полуавтомата

Как бы ни развивалась электроника, но всё же отказаться от такого устройства, как трансформатор пока не удаётся. Каждый надёжный блок питания и преобразователь напряжения содержит этот электромагнитный аппарат с гальванической развязкой обмоток. Они применяются широко и на производстве, и в быту, и представляют собой статическое электромагнитное устройство, работающее по принципу взаимоиндукции. Состоят такие устройства из двух основных элементов:

замкнутого магнитопровода;
двух и более обмоток.

Обмотки трансформаторов не имеют между собой никакой связи, кроме индуктивной. Предназначен он для преобразования только переменного напряжения, частота которого, после передачи по магнитопроводу, будет неизменна.

Расчет параметров трансформатора необходим для того, чтобы на вход этого устройства было подано одно напряжение, а на выходе генерировалось пониженное или повышенное напряжение другой заданной величины. При этом нужно учесть токи, протекающие во всех обмотках, а также мощность устройства, которая зависит от подключаемой нагрузки и от назначения.

Любой даже простейший расчет трансформатора состоит из электрической и конструктивной составляющей. Электрическая часть включает в себя:

Определение напряжений и токов, протекающих по обмоткам;
Определение коэффициента трансформации.

К конструктивным относятся:

Размеры сердечника и тип устройства;
Выбор материала сердечника трансформатора;
Возможные варианты закрывающего корпуса и вентиляции.

Через один квадратный сантиметр сечения магнитопровода протекает магнитная индукция, единица измерения её — Тесла. Тесла, в свою очередь, выдающийся физик, в честь которого и она и названа. Это значение напрямую зависит от частоты тока. И так при частоте 50 Гц и, допустим, 400 Гц величины индукция (тесла) будет разной, а значит и габариты устройства с увеличением частоты снижаются.

После этого определяют падение напряжения и потери в магнитопроводе, на этапе электрического расчёта все эти величины определяются лишь примерно. Расчет нагрузки в трансформаторе является ключевым в его исполнении. В сварочном, например, нагрузочную особенность выражают из режима короткого замыкания. Большое значение тока короткого замыкания, связано с малым значением сопротивления трансформатора в данных условиях работы.

Важнейшим элементом всех формул данного расчёта является коэффициент трансформации, который определяется как соотношение числа намотанных витков в первичной обмотке, к количеству витков во вторичной обмотке. Если обмоток не две, а больше, значит и соответственно таких коэффициентов тоже будет несколько. Если известны напряжения обмоток, то можно его рассчитать как отношение напряжений первичной обмотки, ко вторичной.

Расчет силового трансформатора

Расчет силового трансформатора напрямую зависит от количества фаз в питающей сети, то есть однофазной или же трехфазной. Прежде всего в силовом трансформаторе основную роль играет его мощность. Упрощенный расчет трансформаторов малой мощности и большой можно выполнить и в домашних условиях. Расчёт потерь неизбежен, как и для любых электромагнитных устройств, здесь же он состоит из двух основных магнитных составляющих:

Расчет однофазного трансформатора

Рассчитывая понижающие трансформаторы однофазного тока, как самые распространенные в быту, для начала нужно выяснить его мощность. Конечно, понизить напряжение можно и другими способами, но этот самый эффективный и даёт ещё вдобавок гальваническую развязку, а значит возможность подключения силовой нагрузки.

Например, если напряжение первичной обмотки 220 Вольт, что свойственно для стандартных сетей однофазного тока, то вторичное напряжение нужно определить по нагрузке, которая будет подключаться к нему. Это может быть как низшее, так и высшее напряжение. Например, для зарядки автомобильных аккумуляторов необходимо напряжение 12-14 Вольт. То есть вторичное напряжение и ток тоже должно быть заранее известно.

Примерная мощность будет равна произведению тока на напряжение. Стоит учесть также и КПД. Для силовых аппаратов он составляет примерно 0,8–0,85. Тогда с учётом этого коэффициента полезного действия расчётная мощность будет составлять:

Именно эта мощность и ложится в основу расчёта поперечного сечения сердечника, на котором будут произведены намотки обмоток. Кстати, видов этих сердечников магнитопровода может быть несколько, как показано на рисунке снизу.

Далее, по этой формуле определяем сечение

Коэффициент 1–1,3 зависит от качества электротехнической стали. К электротехнической стали относится чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1–8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров.

После чего определяется количество витков, на один вольт напряжения.

Берем среднюю величину коэффициента 60.

Теперь зная количество витков на один вольт есть возможность подсчитать количество витков в каждой обмотке. Осталось всего лишь найти сечение провода, которым выполнится намотка обмоток. Медь, для этого лучший материал, так как обладает высокой токопроводимостью и быстро остывает в случае нагрева. Тип провода ПЭЛ или ПЭВ. Кстати, нагрев даже самого идеального электромагнитного устройства неизбежен, поэтому при изготовлении сетевого трансформатора актуален и вопрос вентиляции. Для этого хотя бы предусмотреть на корпусе естественную вентилируемую конструкцию путём вырезания отверстий.

Ток в обмотке равен

Диаметр сечения проводника для обмотки определяется по формуле:

где 0,7-0,9 это коэффициент плотности тока в проводнике. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе.

Существует множество методов расчёта характеристик и параметров, этот же самый простой, но и примерный (неточный). Более точный расчет обмоток трансформатора применяется для производственных и промышленных нужд.

Расчёт трехфазного трансформатора

Изготовление трехфазного трансформатора и его точный расчёт процесс более сложный, так как здесь первичная и вторичная обмотка состоят уже из трёх катушек. Это разновидность силового трансформатора, магнитопровод которого выполнен чаще всего стержневым способом. Здесь уже появляются такие понятие, как фазные и линейные напряжения. Линейные измеряются между двумя фазами, а фазные между фазой и землёй. Если трансформатор трехфазный рассчитан на 0,4 кВ, то линейное напряжение будет 380В, а фазное 220 В. Обмотки могут быть соединены в звезду или треугольник, что даёт разные величины токов и напряжений.

Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном, т. е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН — на обмотках низшего напряжения.

Высоковольтные трансформаторы трёхфазного тока рассчитываются и изготавливаются исключительно в промышленных условиях. Кстати, любой понижающий трансформатор при обратном включении, выполняет роль повышающего напряжение устройства.

Расчет тороидального трансформатора

Такая конструкция трансформаторов используется в радиоэлектронной аппаратуре, они обладают меньшими габаритами, весом, а также повышенным значением КПД. За счёт применения ферритового стержня помехи практически отсутствует, это даёт возможность не экранировать данные устройства.

Простой расчет тороидального трансформатора состоит из 5 пунктов:

Определение мощность вторичной обмотки P=Uн*Iн;
Определение габаритной мощности трансформатора Рг=Р/КПД. Величина его КПД примерно 90-95%;
Площадь сечения сердечника и его размеры

Определение количества витков на вольт и соответственно количества витков для необходимой величины напряжения.

Расчёт тока в каждой обмотке и выбор диаметра проводника делается аналогично, как и в силовых однофазных трансформаторах, описанных выше.

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат предназначен для сварки с механической подачей специальной сварочной проволоки вместо электрода. Источник питания такого устройства также имеет в своей основе мощный трансформатор. Расчёт основан на принципе его работы, на выходе которого должно быть 60 Вольт при холостом ходу. Работает он в короткозамкнутом режиме поэтому и нагрев его обмоток явление нормальное. Расчёт в принципе тоже аналогичен, только в этом случае ещё стоит учесть мощность при продолжительной сварке

Pдл = U2I2 (ПР/100)0.5 *0.001.

Напряжение и силу одного витка измеряют в вольтах и оно будет равно E=Pдл0.095+0.55. Зная эти величины можно приступить и к полному расчёту.

Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя

Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности. В правильно сконструированном двухтактном преобразователе через обмотку проходит неизменный ток, поэтому сильное подмагничивание сердечника отсутствует. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность. Так как он выполняется на ферритовом сердечнике то и расчет выходного напряжения трансформатора аналогичен обычному тороидальному.

Упростить варианты расчета трансформатора можно применяя специальные калькуляторы расчета, которые предлагают некоторые интернет-ресурсы. Стоит только внести желаемые данные, и автомат выдаст нужные параметры планируемого электромагнитного устройства.

Технические данные нашего сварочного аппарата — полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А — 160 А

Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.

Содержание / Contents

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата

Вообще

Вид спереди

Вид сзади

Вид слева

↑ Схема и детали сварочника

В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 — переключатель режимов сварки типа ПКУ-3-12-2037 на 5 положений.

Резисторы R3, R4 — ПЭВ-25, но их можно не ставить (у меня не стоят). Они предназначены для быстрой разрядки конденсаторов дросселя.

Теперь по конденсатору С7. В паре с дросселем он обеспечивает стабилизацию горения и поддержания дуги. Минимальная емкость его должна быть не менее 20000 мкф, оптимальная 30000 мкф. Были испробованы несколько типов конденсаторов с меньшими габаритами и большей емкостью, например CapXon, Misuda, но они себя проявили не надежно, выгорали.

Силовые тиристоры на 200А взяты с хорошим запасом. Можно поставить и на 160 А, но они будут работать на пределе, потребуется применение хороших радиаторов и вентиляторов. Примененные В200 стоят на не большой алюминиевой пластине.

Реле К1 типа РП21 на 24В, переменный резистор R10 проволочный типа ППБ.

При нажатии на горелке кнопки SB1 подается напряжение на схему управления. Срабатывает реле К1, тем самым через контакты К1-1 подается напряжение на электромагнитный клапан ЭМ1 подачи кислоты, и К1-2 — на схему питания двигателя протяжки проволоки, и К1-3 — на открытие силовых тиристоров.

Переключателем SA1 выставляют рабочее напряжение в диапазоне от 19 до 26 Вольт (с учетом добавки 3 витков на плечо до 30 Вольт). Резистором R10 регулируют подачу сварочной проволоки, меняют ток сварки от 30А до 160 А.

При настройке резистор R12 подбирают таким образом, чтобы при выкрученном R10 на минимум скорости двигатель все же продолжал вращаться, а не стоял.

При отпускании кнопки SB1 на горелке — реле отпускает, останавливается мотор и закрываются тиристоры, электромагнитный клапан за счет заряда конденсатора С2 еще продолжает оставаться открытым подавая кислоту в зону сварки.

При закрытии тиристоров исчезает напряжение дуги, но за счет дросселя и конденсаторов С7 напряжение снимается плавно, не давая сварочной проволоке прилипнуть в зоне сварки.

↑ Мотаем сварочный трансформатор

Начинаем намотку — первичка. Первичка содержит 164 + 15 + 15 + 15 + 15 витков. Между слоями делаем изоляцию из тонкой стеклоткани. Провод укладывать как можно плотнее, иначе не влезет, но у меня обычно с этим проблем не было. Я брал стеклоткань с останков всё того же дизель-генератора. Все, первичка готова.

Продолжаем мотать — вторичка. Берем алюминиевую шину в стеклянной изоляции размером 2,8×4,75 мм, (можно купить у обмотчиков). Нужно примерно 8 м, но лучше иметь небольшой запас. Начинаем мотать, укладывая как можно плотнее, мотаем 19 витков, далее делаем петлю под болт М6, и снова 19 витков, Начала и концы делаем по 30 см, для дальнейшего монтажа.
Тут небольшое отступление, лично мне для сварки крупных деталей при таком напряжении было маловато току, в процессе эксплуатации я перемотал вторичную обмотку, прибавив по 3 витка на плечо, итого у меня получилось 22+22.
Обмотка влезает впритык, поэтому если мотать аккуратно, все должно получиться.
Если на первичку брать эмальпровод, то потом обязательно пропитка лаком, я держал катушку в лаке 6 часов.

Собираем трансформатор, включаем в розетку и замеряем ток холостого хода около 0,5 А, напряжение на вторичке от 19 до 26 Вольт . Если все так, то трансформатор можно отложить в сторону, он пока нам больше не нужен.

Вместо ОСМ-1 для силового трансформатора можно взять 4шт ТС-270, правда там немного другие размеры, и я делал на нем только 1 сварочный аппарат, то данные для намотки уже не помню, но это можно посчитать.

↑ Будем мотать дроссель

Берем трансформатор ОСМ-0,4 (400Вт), берем эмальпровод диаметром не менее 1,5 мм (у меня 1,8). Мотаем 2 слоя с изоляцией между слоями, укладываем плотненько. Дальше берем алюминиевую шину 2,8×4,75 мм. и мотаем 24 витка, свободные концы шины делаем по 30 см. Собираем сердечник с зазором 1 мм (проложить кусочки текстолита).
Дроссель также можно намотать на железе от цветного лампового телевизора типа ТС-270. На него ставится только одна катушка.

У нас остался еще один трансформатор для питания схемы управления (я брал готовый). Он должен выдавать 24 вольта при токе около 6А.

↑ Корпус и механика

В подкатушечнике для создания тормозного усилия применена пружина, первая попавшаяся под руку. Тормозной эффект увеличивается сжиманием пружины (т. е. закручиванием гайки).

↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Логин bedjamen – это был мой пёс, эрдельтерьер, по кличке Беджамен Моден Тайп Хауэлл. Дата его рождения 7 апреля 2002 года.

1 На чем базируется расчет сварочного трансформатора?

Теперь вернемся к сердечнику, который не зря так называется, поскольку является сердцем трансформатора, как самого простого, так и полуавтомата. Он составляется из металлических пластин, которые способны выдержать определенную нагрузку по мощности тока. Это допустимое значение зависит от размеров сердечника и называется габаритной мощностью, которую можно найти, зная значение напряжения холостого хода. Последнее высчитывается по формуле U_хх = U₂S, где S – площадь сечения провода вторичной обмотки. Зависимость этой площади от диаметра проводника определяем по формуле S = πd 2 /4, или по следующим таблицам:

Допустимые токовые нагрузки на провода с медными жилами

Допустимые токовые нагрузки на провода с алюминиевыми жилами

2 Расчет для сварочного трансформатора по формулам и онлайн

Поэтому считаем следующим образом: P_дл = U₂I₂(ПР/100) 0.5 0.001, или, иначе P_дл = U₂I₂(20/100) 0.5 0.001, что соответствует P_дл = U₂I₂0.00045. В целом продолжительность работы и сила сварочного тока практически не связаны. В большей степени на время дугового режима влияет сечение проволоки обмотки и качество изоляции, а также то, насколько плотно и, главное, ровно, уложены витки. Следовательно, теперь мы можем узнать электродвижущую силу одного витка в вольтах, используя формулу E = P_дл0.095 + 0.55.

Площадь сечения металла определяется по формуле S = U₂10000/(4.44fN₂B_m), где f – промышленная частота тока (принимаем за 50 Гц), B_m – индукция магнитного поля (принимаем за 1.5 Тл). Теперь можно узнать ширину стальной пластины в пакете трансформатора: a = (100S /(p₁k_c)) 0.5 , где за p₁ принимаем диапазон значений 1.8-2.2 (рекомендуется среднее), k_с – коэффициент заполнения стали (соответствует 0.95-0.97).

Исходя из значения ширины пластины, выясняем толщину пакета пластин плеча, для чего используем формулу b = ap₁, а затем и ширину окна магнитопровода c = b/p₂, где p₂ имеет диапазон значений 1–1.2 (рекомендуется максимальное). К слову, если уж мы взялись измерять габариты, вспомним про коэффициент заполнения стали, который обозначает промежутки между пластинами. С учетом этого показателя площадь сечения сердечника будет несколько иной, поэтому назовем ее измеряемой величиной и определим заново. Формула для этого потребуется следующая: S_из = S/k_c. В большинстве случаев эти расчеты не нужны при наличии онлайн-калькулятора.

3 Как сделать расчет самодельного тороидального сварочного трансформатора?

Для определения габаритной мощности сердечника, выполненного в виде тора, нам достаточно узнать две площади: окна и сечения.

Первую вычисляем по формуле S_окна = 3.14(d 2 /4), где d – внутренний диаметр тора. Вторая формула выглядит следующим образом: S_сеч = h((D-d)/2), здесь D – внешний диаметр «бублика». Далее остается только рассчитать габаритную мощность трансформатора, для чего используем простейший способ умножения двух получившихся ранее результатов. Иными словами, P_габ[Вт] = S_окна[кв.см] * S_сеч[кв.см]. Дальнейшие вычисления ориентируем согласно таблице:

Площадь сечения токопроводящей жилы, мм 2	Диаметр провода,мм	Допустимая сила тока, А	Площадь сечения токопроводящейжилы, мм 2	Диаметр провода, мм	Допустимая сила тока, А
0.5	0.78	11	35	6,7	170
0,75	0.98	15	50	8,0	215
1,0	1,13	17	70	9.5	270
1,5	1,4	23	95.	11.0	330
2,5	1,8	30	120	12,4	385
4,0	2,26	41	150	13.8	440
6.0	2,8	50	185	15,4	510
10	3,56	80	240	17,5	605
16	4,5	100	300	19,5	695
25	5,6	140	400	22,5	830
Площадь сечения токопроводящей жилы, мм 2	Диаметр провода,мм	Допустимая сила тока, А	Площадь сечения токопроводящейжилы, мм 2	Диаметр провода, мм	Допустимая сила тока, А
2	1,6	21	35	6,7	130
2,5	1,78	24	50	8,0	165
3	1,95	27	70	9.5	210
4	2,26	32	95.	11.0	255
5	2,52	36	120	12,4	295
6	2,76	39	150	13.8	340
8	3,19	46	185	15,4	390
10	3,56	60	240	17,5	465
16	4,5	75	300	19,5	535
25	5,6	105	400	22,5	645

P_габ	ω₁	ω₂	∆ (А/мм 2 )	η
До 10	41/S	38/S	4.5	0.8
10-30	36/S	32/S	4	0.9
30-50	33.3/S	29/S	3.5	0.92
50-120	32/S	28/S	3	0.95

Для этого увеличиваем количество витков вторичной обмотки на 3 % (в других типах сердечников понадобилось бы больше): N_{2_компенс} = 1.03N₂. Для того чтобы узнать диаметр проволоки, используем формулу для первой обмотки d₁ = 1.13(I₁/∆) 0.5 и для второй: d₂ = 1.13(I₂/∆) 0.5 . При этом результаты округляем в большую сторону и выбираем ближайшие доступные провода.

Тороидальные трансформаторы: обмотка, конструкция, расчет

Если вы заинтересованы в производстве сварочного аппарата или стабилизатора напряжения, вам обязательно нужно знать, что такое тороидальные трансформаторы. Но самое главное — это то, как они работают и какие тонкости у них есть при производстве. Кроме того, благодаря своей конструкции такие трансформаторы способны выдавать большую мощность по сравнению с трансформаторами, намотанными на W-образный сердечник. Поэтому эти устройства идеально подходят для питания очень мощного оборудования, такого как усилители низкой частоты.

Итак, нужно изучить материал, прежде чем приступать к изготовлению трансформатора. Для начала нужно определиться с типом используемого провода. Во-вторых, нужно рассчитать количество витков (значит, вы будете знать, сколько метров провода вам нужно). В-третьих, обязательно нужно выбрать сечение провода. Выходной ток зависит от этого параметра, следовательно, от мощности тороидального трансформатора.

Также необходимо учитывать, что нагрев будет происходить при небольшом количестве витков в первичной обмотке.Аналогичная ситуация возникает, если мощность потребителей, подключенных к вторичной обмотке, превышает то значение, которое может дать трансформатор. Результатом перегрева является снижение надежности. Кроме того, перегрев может даже привести к возгоранию трансформатора.

Что потребуется для изготовления тороидального трансформатора?

Итак, вы начали делать трансформатор. Необходимо приобрести инструменты и материалы. Конечно, может потребоваться даже швейная игла или подходящая игла, но наверняка такие аксессуары есть у каждого.

Машина для намотки тороидальных трансформаторов

Сталь, из которой изготавливаются тороидальные трансформаторы, — это самое главное. Вам понадобится много трансформаторной стали, она должна быть в виде тора. Кроме того, провод, конечно же, в лаковой изоляции. Обязательно наличие малярной ленты ПВА и клея. Кроме того, для разделения обмоток нужна изолента на тканевой основе. И пару отрезков проволоки для соединения концов обмоток. Кроме того, провод необходимо использовать для силиконовой или резиновой изоляции.

Использование стали CRGO для тороидального трансформатора

Аксессуар такого типа достать сложно. Тем не менее, бесполезные стабилизаторы напряжения вы найдете в каждом доме или сарае, в том числе в металлических приемных пунктах. Сработает этот стабилизатор или сгорит — вам безразлично! Используемые в нем тороидальные трансформаторы — это главное. Они являются основой вашего дизайна. Однако перед этим старую обмотку из алюминиевой проволоки пришлось выбросить. Затем идет подготовка активной зоны из стали CRGO.Обратите внимание, что углы правильные. В этом нет необходимости, так как изоляция лака может быть повреждена.

А теперь немного о том, как производится расчет тороидального трансформатора. Конечно, можно использовать простые программы, которых очень много. Для расчета можно использовать линейку и калькулятор. Конечно, он будет иметь ошибку, так как он не принимает во внимание многие другие факторы, которые обычно существуют в природе. При расчете следует придерживаться одного правила — мощность вторичной катушки в первичной обмотке не должна быть больше этого же значения.

Обмотка тороидального трансформатора

Это очень трудоемко для фазы, подобной обмотке тороидального трансформатора. Хорошо, если магнитопровод можно будет разобрать, а после намотки собрать вместе. Но если это невозможно, вы можете использовать какой-нибудь шпиндель. Вы наматываете там определенное количество проволоки. Затем, проходя через тор, этот шпиндельный блок поворачивает обмотки. Это может занять много времени, поэтому вам будет проще купить готовый блок питания, если вам не подходят ваши возможности.

Пример расчета

На данном примере процесс лучше всего представлен. Обычно первичная обмотка питается от сети переменного напряжения 220 В. Предположим, вам нужны две вторичные обмотки, чтобы на каждом выходе было 12 В. А в первичной обмотке вы также используете провод сечением 0,6 мм. Таким образом, площадь поперечного сечения составит примерно 0,23 квадратных метра. Мм Но это еще не все расчеты, тороидальные трансформаторы нужно тщательно настраивать все параметры.Еще раз, немного арифметики — вам нужно разделить 220 (В) на количество напряжений вторичной цепи. Следовательно, вы получите коэффициент 3,9.

Это означает, что поперечное сечение провода, используемого во вторичной обмотке, будет точно в 3,9 раза больше, чем поперечное сечение первичной обмотки. Для определения количества витков первичной обмотки необходимо по простой формуле умножить коэффициент «40» на напряжение (в первичной цепи это 220 В), после чего полученное количество делится на площадь поперечного сечения магнитная цепь.Стоит отметить, что его точность и срок службы зависят от того, насколько точно будет выполнено измерение тороидального трансформатора. Так проще повторять каждый шаг расчета заново.

Путаница между тороидальным трансформатором и индукционной катушкой (дросселем)

Сердечник трансформатора и индуктор могут иметь самые разные формы. Тороид — это лишь одна из многих форм, точно так же, как цилиндр, или квадрат, или форма, которая выглядит как «Эль».

Если это дроссель, а я не говорю, что это так, то это дифференциальный дроссель (в отличие от синфазного дросселя).Дроссель — это, по сути, катушка индуктивности, оптимизированная для работы с потерями на высоких частотах (в силу выбора материала сердечника), поэтому он отводит высокочастотную энергию. Это индуктор, специально созданный для того, чтобы быть неэффективным на высоких частотах, поэтому они рассеиваются в виде тепла.

Чтобы заполнить промежутки, дифференциальный дроссель представляет собой нечто подобное, но вместо этого представляет собой трансформатор, и через каждую обмотку пропускается ток двух линий, так что магнитные поля компенсируются внутри трансформатора, поэтому высокие частоты, общие для обеих линий, подавлен.

Тороидальный трансформатор (или вообще любой трансформатор) можно перемотать с помощью всего лишь одного витка провода, чтобы превратить его в индуктор. или вы можете оставить намотанный тороидальный трансформатор и соединить первичную и вторичную обмотки последовательно друг с другом в соответствующем направлении, чтобы он стал индуктором. Технически вы также можете использовать трансформатор со всеми разомкнутыми обмотками, кроме одной, и тогда он также станет индуктором. Конечно, если вы сделаете это, это будет эффективное использование провода, и у вас будет множество открытых соединений, которые могут находиться под очень высоким напряжением.Будет ли он действовать как дроссель (чтобы отводить высокочастотную энергию, как я описал выше), зависит от используемого материала сердечника.

Разделы, выделенные жирным шрифтом выше, могут напрямую отвечать по крайней мере на некоторые из заданных вами вопросов.

Я ничего не знаю о сварке, но я думаю, что этот индуктор, чтобы заряд, накопленный в конденсаторе, не разряжался мгновенно и не замыкался на заготовке, вызывая короткую, но яркую вспышку. Если я прав, то это для того, чтобы самым грубым образом отрегулировать ток, выходящий из конденсаторов.В этом смысле это не дроссель в том смысле, что он должен рассеивать высокочастотную энергию.

Какого размера резистор утечки? Обычно я бы сказал как минимум 1 мегаом. Возможно, выше, в зависимости от того, при каком высоком напряжении работает ваша вещь и при каком низком токе она работает. Чем выше напряжение или ниже ток, тем больший резистор следует использовать. ОДНАКО, эти типы значений гарантируют только то, что конденсаторы не будут оставаться заряженными на смертельном уровне в течение дня или более после того, как вы выключите устройство.Они не делают крышки быстро безопасными в такой степени, как они гарантируют, что если кто-то прикоснется к ним день или неделю спустя, он получит смертельный шок. Для разрядки конденсаторов до безопасного уровня с такими значениями резисторов отвода утечки может потребоваться несколько минут или больше.

Для сварочного аппарата, в котором клеммы крышки четко видны наружу и к ним можно легко прикоснуться, может быть стандартным использование спускных резисторов гораздо меньшего номинала, чтобы они разряжались очень быстро после выключения устройства, чтобы сделать его безопасным.

В этой ветке был задан аналогичный вопрос:
https://www.electro-tech-online.com/threads/questions-re-mig-welder-circuit.88194/

Этот резистор 50 Ом и есть обсуждение о том, почему он такой низкий и мощный с точки зрения управляемости. 50 Ом действительно разрядили бы крышки очень быстро, так что сварочные наконечники не будут опасны вскоре после выключения сварочного аппарата. В нити также есть некоторые предположения о том, что резистор выполняет двойную функцию, поскольку он позволяет «разгрузить» ток через конденсаторы, когда ток прерывается, поскольку катушка индуктивности вызовет выброс очень высокого напряжения, если току некуда течь, повреждающие компоненты.

Катушки индуктивности накапливают энергию в своем магнитном поле и используют ее для сглаживания изменений тока. Если вы прервете ток, протекающий через катушку индуктивности, она высвободит эту накопленную энергию, чтобы попытаться сохранить этот ток на аналогичном уровне (путем создания напряжения, иногда очень высокого напряжения, которое заставит этот ток пробить все на своем пути. усилия по поддержанию нынешнего уровня).

Трансформаторы с несколькими обмотками и трансформаторы с несколькими обмотками

Трансформаторы с несколькими обмотками обычно имеют одну первичную обмотку с двумя или более вторичными обмотками.Но прелесть трансформаторов в том, что они позволяют нам иметь более одной обмотки на первичной или вторичной стороне. Трансформаторы с более чем одной обмоткой обычно известны как трансформаторы с несколькими обмотками .

Принцип работы многообмоточного трансформатора ничем не отличается от обычного трансформатора. Первичные и вторичные напряжения, токи и соотношения витков рассчитываются одинаково, разница на этот раз в том, что нам нужно уделять особое внимание полярности напряжения каждой обмотки катушки, условное обозначение точками обозначает положительную (или отрицательную) полярность обмотки. , когда мы соединяем их вместе.

Трансформаторы с несколькими обмотками, также известные как трансформаторы с несколькими обмотками, содержат более одной первичной или более одной вторичной обмотки, отсюда и их название, на общем ламинированном сердечнике. Это может быть однофазный трансформатор или трехфазный трансформатор (многообмоточный, многофазный трансформатор), принцип работы такой же.

Трансформаторы с несколькими обмотками также можно использовать для обеспечения повышающего, понижающего или сочетания того и другого между различными обмотками.Фактически, трансформаторы с несколькими обмотками могут иметь несколько вторичных обмоток на одном сердечнике, каждая из которых обеспечивает разный выходной уровень напряжения или тока.

Поскольку трансформаторы работают по принципу взаимной индукции, каждая отдельная обмотка многообмоточного трансформатора поддерживает одинаковое количество вольт на виток, поэтому произведение вольт-ампер в каждой обмотке одинаково, то есть N _P / N _S = V _P / V _S с любым соотношением витков между отдельными обмотками катушки относительно первичного источника питания.

В электронных схемах один трансформатор часто используется для подачи различных более низких уровней напряжения для различных компонентов электронной схемы. Типичное применение многообмоточных трансформаторов — источники питания и переключающие преобразователи симисторов. Таким образом, трансформатор может иметь несколько различных вторичных обмоток, каждая из которых электрически изолирована от других, так же как она электрически изолирована от первичной обмотки. Тогда каждая из вторичных катушек будет производить напряжение, которое, например, пропорционально количеству витков катушки.

Многообмоточный трансформатор

Выше показан пример типичного «многообмоточного трансформатора», который имеет несколько различных вторичных обмоток, обеспечивающих различные уровни напряжения. Первичные обмотки могут использоваться по отдельности или соединяться вместе для работы трансформатора от более высоких напряжений питания.

Вторичные обмотки могут быть соединены вместе в различных конфигурациях, обеспечивающих более высокое напряжение или ток.Следует отметить, что соединение между собой параллельно обмоток трансформатора возможно только в том случае, если две обмотки электрически идентичны. То есть их номинальные токи и напряжения совпадают.

Двойные трансформаторы напряжения

Доступно несколько или многообмоточных трансформаторов, которые имеют две первичные обмотки с одинаковыми номинальными значениями напряжения и тока и две вторичные обмотки также с одинаковыми номинальными значениями напряжения и тока. Эти трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их можно было использовать в различных приложениях с обмотками, соединенными вместе в последовательной или параллельной комбинации для более высоких первичных напряжений или вторичных токов.Эти типы многообмоточных трансформаторов чаще называются трансформаторами двойного напряжения , как показано.

Двойной первичный и двойной вторичный трансформатор.

Здесь трансформатор имеет две первичные обмотки и две вторичные обмотки, всего четыре. Подключения к первичной или вторичной обмотке должны выполняться правильно с помощью сдвоенных трансформаторов напряжения. При неправильном подключении возможно короткое замыкание, которое обычно разрушает трансформатор, когда он находится под напряжением.

Ранее мы говорили, что двойные трансформаторы напряжения могут быть подключены для работы от источников питания с разными уровнями напряжения, отсюда их название «двойные трансформаторы напряжения». Тогда, например, допустим, что первичная обмотка может иметь номинальное напряжение 240/120 В на первичной обмотке и 12/24 В на вторичной. Для этого каждая из двух первичных обмоток рассчитана на 120 В, а каждая вторичная обмотка — на 12 В. Трансформатор должен быть подключен так, чтобы каждая первичная обмотка получала соответствующее напряжение.Рассмотрим схему ниже.

Подключенный вторичный трансформатор серии

Здесь, в этом примере, две первичные обмотки с номиналом 120 В соединены вместе последовательно через источник питания 240 В, поскольку две обмотки идентичны, половина напряжения питания, а именно 120 В, падает на каждую обмотку, и одинаковый первичный ток течет через обе. Две вторичные обмотки, рассчитанные на 12 В, 2,5 А каждая, подключены последовательно, при этом напряжение на вторичных клеммах представляет собой сумму напряжений двух отдельных обмоток, составляющих 24 Вольт.

Поскольку две обмотки соединены последовательно, через каждую обмотку протекает одинаковое количество тока, тогда вторичный ток будет одинаковым при 2,5 А. Таким образом, для последовательно соединенной вторичной обмотки выходной сигнал в нашем примере выше рассчитан на 24 В, 2,5 А. Рассмотрим параллельно подключенный трансформатор ниже.

Параллельно подключенный вторичный трансформатор

Здесь мы сохранили две первичные обмотки одинаковыми, но теперь две вторичные обмотки соединены в параллельной комбинации относительно их точечной ориентации.Как и прежде, две вторичные обмотки рассчитаны на 12 В, 2,5 А каждая, поэтому напряжение на вторичных клеммах будет таким же, как 12 В, но добавляется ток. Затем для параллельно подключенной вторичной обмотки выходной сигнал в нашем примере выше рассчитан на 12 В, 5,0 А.

Конечно, разные двойные трансформаторы напряжения будут вырабатывать разное количество вторичного напряжения и тока, но принцип один и тот же. Вторичные обмотки должны быть правильно соединены друг с другом, чтобы обеспечить требуемое выходное напряжение или ток.

Точечная ориентация используется на обмотках для обозначения клемм с одинаковым соотношением фаз. Например, соединение двух вторичных обмоток вместе с противоположной точечной ориентацией приведет к нейтрализации двух магнитных потоков друг друга, что приведет к нулевому выходу или повреждению трансформатора.

Другой тип сдвоенного трансформатора напряжения, который имеет только одну вторичную обмотку, которая «отводится» в ее центральной электрической точке, называется трансформатором с центральным отводом .

Трансформаторы с центральным ответвлением

Трансформатор с центральным отводом предназначен для подачи двух отдельных вторичных напряжений, В _A и В _B с общим подключением. Конфигурация трансформатора этого типа обеспечивает двухфазное трехпроводное питание.

Вторичные напряжения одинаковы и пропорциональны напряжению питания, V _P, поэтому мощность в каждой обмотке одинакова. Напряжения, возникающие на каждой вторичной обмотке, определяются соотношением витков, как показано.

Трансформатор с центральным отводом

Выше показан типичный трансформатор с центральным отводом. Точка ответвления находится точно в центре вторичной обмотки, обеспечивая общее соединение для двух равных, но противоположных вторичных напряжений. Если центральный отвод заземлен, выход V _A будет положительным по своей природе относительно земли, а напряжение на другой вторичной обмотке V _B будет отрицательным и противоположным по своей природе, то есть они равны 180 ^o электрических градусов, не совпадающих по фазе друг с другом.

Однако есть один недостаток использования незаземленного трансформатора с центральным ответвлением: он может создавать несимметричные напряжения в двух вторичных обмотках из-за несимметричных токов, протекающих в общем третьем соединении из-за несимметричных нагрузок.

Мы также можем изготовить трансформатор с центральным отводом, используя сдвоенный трансформатор напряжения сверху. Последовательно соединив вторичные обмотки, мы можем использовать центральное звено в качестве ответвителя, как показано на рисунке. Если выходной сигнал каждой вторичной обмотки равен V, общее выходное напряжение вторичной обмотки будет равно 2V, как показано.

Трансформатор с центральным отводом с двойным трансформатором напряжения

Трансформаторы с несколькими обмотками находят множество применений в электрических и электронных схемах. Их можно использовать для подачи разного вторичного напряжения на разные нагрузки. Соедините их обмотки вместе последовательно или параллельно, чтобы обеспечить более высокие напряжения или токи, или соедините их вторичные обмотки последовательно, чтобы получить трансформатор с центральным ответвлением.

В следующем уроке о трансформаторах мы рассмотрим, как работают автотрансформаторы , и увидим, что у них только одна основная первичная обмотка и нет отдельной вторичной обмотки.

Как спроектировать свой собственный инверторный трансформатор

Проектирование инверторного трансформатора может быть сложной задачей. Однако с помощью различных формул и одного практического примера, показанного здесь, необходимые операции, наконец, становятся очень простыми.

В данной статье на практическом примере объясняется процесс применения различных формул для создания инверторного трансформатора. Различные формулы, необходимые для проектирования трансформатора, уже обсуждались в одной из моих предыдущих статей.

Обновление: подробное объяснение можно также изучить в этой статье: Как сделать трансформаторы

Проектирование инверторного трансформатора

Инвертор — это ваша личная электростанция, которая может преобразовать любой сильный источник постоянного тока в удобный Мощность переменного тока очень похожа на мощность, получаемую от розеток переменного тока вашего дома.

Хотя инверторы сегодня широко доступны на рынке, разработка собственного индивидуального инверторного блока может доставить вам огромное удовлетворение и, более того, это очень весело.

В Bright Hub я уже опубликовал множество схем инверторов, от простых до сложных синусоидальных и модифицированных синусоидальных схем.

Однако люди продолжают спрашивать меня о формулах, которые можно легко использовать для проектирования инверторного трансформатора.

Популярный спрос побудил меня опубликовать одну такую статью, в которой подробно рассматриваются расчеты конструкции трансформатора.Хотя объяснение и содержание были на должном уровне, к большому сожалению, многие из вас просто не смогли понять процедуру.

Это побудило меня написать эту статью, которая включает в себя один пример, подробно иллюстрирующий, как использовать и применять различные шаги и формулы при разработке собственного трансформатора.

Давайте быстро рассмотрим следующий прилагаемый пример: Предположим, вы хотите спроектировать инверторный трансформатор для инвертора на 120 ВА, используя автомобильный аккумулятор 12 В в качестве входа и требуя 230 В в качестве выхода.Теперь, если просто разделить 120 на 12, получится 10 ампер, это станет требуемым вторичным током.

Хотите узнать, как спроектировать основные схемы инвертора?

В следующем пояснении первичная сторона называется стороной трансформатора, которая может быть подключена к стороне батареи постоянного тока, в то время как вторичная сторона означает выходную сторону 220 В переменного тока.

Имеющиеся данные:

Вторичное напряжение = 230 Вольт,
Первичный ток (выходной ток) = 10 Ампер.
Первичное напряжение (выходное напряжение) = 12-0-12 вольт, что равно 24 вольт.
Выходная частота = 50 Гц

Расчет напряжения инверторного трансформатора, тока, количества витков

Шаг 1 : Сначала нам нужно найти площадь сердечника CA = 1,152 × √ 24 × 10 = 18 кв. См, где 1,152 — константа.

Мы выбираем CRGO в качестве основного материала.

Шаг # 2 : Расчет числа оборотов на вольт TPV = 1 / (4.44 × 10 ^–4 × 18 × 1,3 × 50) = 1,96, за исключением 18 и 50 все константы.

Шаг № 3 : Расчет вторичного тока = 24 × 10/230 × 0,9 (предполагаемый КПД) = 1,15 А,

Сопоставив вышеуказанный ток в таблице A, мы получаем приблизительное значение вторичного медного провода. толщина = 21 SWG.

Следовательно, количество витков для вторичной обмотки рассчитывается как = 1,96 × 230 = 450

Шаг 4: Затем Площадь вторичной обмотки становится = 450/137 (из таблицы A) = 3 .27 кв. См.

Теперь, требуемый ток в первичной обмотке составляет 10 ампер, поэтому из таблицы A мы сопоставим эквивалентную толщину медного провода = 12 SWG.

Шаг 5 : Расчет первичного числа витков = 1,04 (1,96 × 24) = 49. Значение 1,04 включено, чтобы гарантировать, что несколько дополнительных витков добавлены к общему количеству, чтобы компенсировать потери в обмотке.

Шаг 6 : Расчет площади первичной обмотки = 49/12.8 (из таблицы A) = 3,8 кв. См.

Таким образом, общая площадь обмотки составляет = (3,27 + 3,8) × 1,3 (площадь изоляции добавлена на 30%) = 9 кв. См.

Шаг № 7 : Расчет общей площади получаем = 18 / 0,9 = 20 кв. См.

Шаг 8: Далее ширина языка становится = √20 = 4,47 см.

Снова сверяясь с Таблицей B, мы окончательно определяем тип ядра примерно равным 6 (E / I) , используя указанное выше значение.

Шаг № 9 : Наконец рассчитывается стек as = 20 / 4,47 = 4,47 см

Таблица A

SWG ——- (AMP) ——- Обороты за кв. см.
10 ———— 16,6 ———- 8,7
11 ———— 13,638 ——- 10,4
12- ———- 10,961 ——- 12,8
13 ———— 8,579 ——— 16,1
14 —— —— 6,487 ——— 21,5
15 ———— 5,254 ——— 26,8
16 ——- —- 4,151 ——— 35,2
17 ———— 3,178 ——— 45.4
18 ———— 2,335 ——— 60,8
19 ———— 1,622 ——— 87,4
20 ———— 1,313 ——— 106
21 ———— 1,0377 ——— 137
22— ——— 0,7945 ——— 176
23 ———— 0,5838 ——— 42
24 —— —— 0,4906 ——— 286
25 ———— 0,4054 ——— 341
26 ——- —- 0,3284 ——— 415
27 ———— 0,2726 ——— 504
28 ——— — 0,2219 ——— 609
29 ———— 0,1874 ——— 711
30 ———— 0,1558 ——— 881
31 ———— 0.1364 ——— 997
32 ———— 0,1182 ——— 1137
33 ———— 0,1013- ——— 1308
34 ———— 0,0858 ——— 1608
35 ———— 0,0715 — —— 1902
36 ———— 0,0586 ———- 2286
37 ———— 0,0469 —- —— 2800
38 ———— 0,0365 ———- 3507
39 ———— 0,0274 —- —— 4838
40 ———— 0,0233 ———- 5595
41 ———— 0,0197 —- —— 6543
42 ———— 0,0162 ———- 7755
43 ———— 0,0131 —- —— 9337
44 ———— 0.0104 ——— 11457
45 ———— 0,0079 ——— 14392
46 ———— 0,0059- ——— 20223
47 ———— 0,0041 ——— 27546
48 ———— 0,0026 — —— 39706
49 ———— 0,0015 ——— 62134
50 ———— 0,0010 —— —- 81242

Таблица B

Тип ——————- Язык ———- Обмотка
№—- —————— Ширина ————- Площадь
17 (E / I) ———— ——— 1,270 ———— 1,213
12A (E / 12I) ————— 1,588 —- ——- 1.897
74 (E / I) ——————— 1,748 ———— 2,284
23 (E / I) — —————— 1.905 ———— 2.723
30 (E / I) ———— ——— 2.000 ———— 3.000
21 (E / I) ——————— 1.588- ———- 3.329
31 (E / I) ——————— 2.223 ———— 3.703
10 (E / I) ——————— 1.588 ———— 4.439
15 (E / I) — ——————- 2.540 ———— 4.839
33 (E / I) ———— ———- 2,800 ———- 5,880
1 (E / I) ——————— —2.461 ———- 6.555
14 (E / I) ——————— 2.540 ———- 6.555
11 (E / I) ——————— 1.905 ——— 7,259
34 (U / T) ——————— 1/588 ——— 7,259
3 (E / I) — ——————— 3,175 ——— 7,562
9 (U / T) ———— ———— 2.223 ———- 7.865
9А (U / T) ——————— 2.223 ———- 7.865
11A (E / I) ——————- 1.905 ———— 9.072
4A (E / I) ——————— 3.335 ———— 10.284
2 (E / I) — ———————- 1.905 ———— 10.891
16 (английский / русский) ——— ————- 3.810 ———— 10.891
5 (E / I) ———————- 3.810 ———— 12.704
4AX (U / T) —————- 2.383 ———— 13.039
13 (E / I) ————— —— 3,175 ———— 14,117
75 (U / T) ——————- 2,540 —- ——- 15.324
4 (E / I) ———————- 2.540 ———- 15.865
7 (E / I) ———————- 5.080 ———— 18.969
6 (E / I) — ——————— 3.810 ———- 19.356
35A (U / T) ———— —— 3.810 ———- 39.316
8 (E / I) ——————— 5.080 — ——- 49.803

Вторичная обмотка — обзор

1.=

амплитуда магнитной индукции (T = Вт / м ²) n = эмпирическая константа для магнитного материала (1 < n <3).

Поскольку магнитная цепь трансформатора состоит из металлических пластин, возникают гистерезисные потери. Чтобы ограничить эти потери, желательно, чтобы постоянная материала была как можно меньше.

В этом случае возможен сплав железа с использованием кремния (например,2 Вт / кг

Здесь:

k _w = константа материала относительно потерь на вихревые токи

δ = толщина листа в мм.

При добавлении кремния увеличивается электрическое сопротивление, в результате чего снижаются потери на вихревые токи. Согласно последней формуле, предпочтительно, чтобы пластины были как можно более тонкими. Типичная толщина пластины составляет от 0,3 до 1 мм для работы при 50 Гц. Тарелок может быть 0.2

1,11 = коэффициент формы синусоидального напряжения

a = коэффициент формы фактического напряжения.

Гистерезис и потери на вихревые токи формируют потери в стали. Иногда их называют постоянными потерями трансформатора, поскольку они зависят не от нагрузки, а только от магнитной индукции. Магнитная индукция зависит только от приложенного напряжения. Следующая таблица дает представление о потерях в стали с пластинами толщиной от 0,2 до 0,5 мм и частотой 50 Гц с индукцией 1 Тесла.

Материал	Потери в Вт / кг
товарный чугун	5… 10
Si-Fe, теплопрокат	1… 3
Si-Fe, холоднокатаный прокатанный и ориентированный на кристаллы	0,3… 0,6
50% Ni-Fe	0,2
примерно 65% Ni-Fe	0,06

На рис. 50 Гц для тороидальных ленточных сердечников 0.3 мм (данные для холоднокатаных сердечников из 3% Si-Fe). На рис. 16-12 мы видим влияние частоты на общие потери в железе для того же материала. Такие сердечники используются для силовых трансформаторов, импульсных трансформаторов, сварочных трансформаторов, линейных трансформаторов и т. Д.

Рис. 16-11. Потери в стали как функция индукции

Рис. 16-12. Потери в стали с частотой как параметром

Для ограничения потерь на вихревые токи на более высоких частотах используются ферромагнитные сердечники. Эти ферриты состоят из сплава оксида железа с современными материалами, такими как марганец, никель,… Оксиды обладают низкой электропроводностью.Ферриты могут изготавливаться без потерь в МГц-диапазоне. Максимальная самоиндукция ферритов (от 0,3 до 0,5 Тл) меньше, чем у пластин из кремнистой стали (от 1 до 1,5 Тл), поскольку большая часть объема состоит из атомов кислорода, которые, очевидно, не являются магнитными. На рис. 16-13 показаны потери в сердечнике для феррита (Сименс) в зависимости от индуктивности, а на рис. 16-14 показаны потери как функция частоты для одного и того же материала.

Рис. 16-13. Потери в сердечнике N27 (для кольцевых сердечников R16)

Рис.16-14. Потери N27 (для кольцевых сердечников R16)

Варьируются Трехфазные сварочные трансформаторы, Charmonics

О компании

Год основания 2005

Юридический статус Фирмы Физическое лицо — Собственник

Характер бизнеса Производитель

Количество сотрудников До 10 человек

Годовой оборот R.50 лакх — 1 крор

IndiaMART Участник с октября 2010 г.

GST07AKRPB7403R1ZM

Addya Electronics была основана в 2005, и базируется в промышленной зоне Охла, Фаза-2 (Нью-Дели) . Мы возникли как один из основных производителей и оптовых продавцов высококачественного ассортимента Электронных трансформаторов и разделительных трансформаторов. В нашем предлагаемом диапазоне мы предлагаем эти продукты Тороидальный трансформатор, Трансформатор вуфера, Инверторный трансформатор, Ручной стабилизатор, Трансформатор ИБП, Изолирующий трансформатор, Изолирующую катушку и многое другое.Предлагаемые продукты спроектированы и разработаны на нашем хорошо оборудованном инфраструктурном объекте с использованием высокотехнологичных технологий и известны своей долговечностью и прочной конструкцией. Мы являемся производителем всех типов трансформаторов, используемых в стабилизаторе ИБП и панели управления
. Наши сотрудники работают вместе, чтобы обеспечить организованный и бесперебойный процесс производства. Постоянные усилия, прилагаемые нашей командой в их индивидуальной специализированной области, помогли нам получить признание наших уважаемых покровителей. В рамках вышеупомянутых категорий мы предлагаем эти продукты: тороидальный трансформатор, низкочастотный трансформатор, инверторный трансформатор, ручной стабилизатор, трансформатор ИБП, изолирующий трансформатор, изолирующую катушку и многое другое.Дружелюбная к клиентам компания помогла нам занять собственное положение на рынке. Эти продукты широко известны на рынке благодаря своим характеристикам, таким как прочная конструкция, минимальное обслуживание, более длительный срок службы, высокая производительность и низкое энергопотребление.

Видео компании

Самодельный трансформатор

Вы можете пропустить этот первый раздел, если вас не интересует теория.

Первоначально вторичная обмотка обычно наматывалась вокруг первичной обмотки на средней ножке. Вся важная площадь поперечного сечения этой центральной стойки, где встречаются все жилы, составляла 8 квадратных дюймов. Я говорю «важно», потому что ядра большего размера, помимо прочего, лучше отводят тепло.
Величина создаваемого магнитного потока зависит от таких вещей, как размер и материал сердечника, входное напряжение, индуктивность первичной обмотки и т. Д.
Поскольку в конечном итоге вы хотите иметь высокое отношение витков, вам понадобится минимальное количество витков первичной обмотки, которое будет , а не . пропитать сердцевину.Конструкция трансформатора
на самом деле довольно сложна, и обычное упрощенное объяснение в учебниках может привести вас к ошибочному мнению, что спроектировать его легко. Зная об этом еще в подростковом возрасте, когда я учился в колледже, я пошел по легкому пути и использовал существующие первичные спецификации. Если вы также выберете этот путь, не отклоняйтесь слишком далеко от исходных спецификаций, так как производители стремятся с самого начала разрабатывать первичный так, чтобы он был максимально приближен к насыщению, но на самом деле этого не происходит.

Если вам нужна совершенно новая первичная обмотка, существует несколько стандартных формул для расчета необходимого размера сердечника и количества витков, но все они зависят от того, знаете ли вы магнитную проницаемость материала сердечника, а также предполагаете, что что коэффициент связи близок к единице (1).
Приближение можно найти, взяв квадратный корень из ожидаемой мощности и умножив это число на 0,14. Это означает, что мой предполагаемый DIY-трансформатор на 5800 Вт должен был иметь размер сердечника квадратный корень (5800) * 0,14 = 10,66 квадратных дюймов, на самом деле у него было 8 квадратных дюймов.
Трансформатор для электроники или, в частности, аудиоустройства должен быть построен по высоким стандартам. Но самодельные трансформаторы для использования Tesla действительно должны удовлетворять только двум требованиям: высокое выходное напряжение и способность обеспечивать как можно больший ток.
Итак, предполагая, что вы используете надлежащую ламинированную сердцевину, а не старую трубу, набитую сварочными стержнями, приемлемая формула, которая, как я нашел, может дать отправную точку, — это измерение размера сердцевины в поперечном сечении в квадратных дюймах. Затем мы назовем это измерение «A», входное напряжение будет «E», а «K» будет равно 6,5 для системы с частотой 60 Гц или 7,507 для системы с частотой 50 Гц.

Количество витков первичной обмотки = (K * E) / A.

Используя на моем сердечнике, я получил цифру в 222 витка, необходимых для создания достаточного магнитного потока.

Количество витков вторичной обмотки рассчитывается следующим образом:
222 витка / 240 вольт = 0,925 вольт на один виток первичной обмотки. Если принять коэффициент «1», вторичная обмотка из 10 000 витков будет развивать 10 000 * 0,925 вольт = 9250 вольт.

Итак, сначала намотайте 222 витка первичной обмотки и подключите их к сети, чтобы убедиться, что ваш незагруженный первичный ток, так называемый ток включения, не слишком велик. Допускается от ~ 5% до 10% максимального ожидаемого тока короткого замыкания в первичной обмотке для этого тока возбуждения.Однако помните, что чем больше сердечник, тем выше будет ток возбуждения.
Затем, когда вы будете довольны количеством витков первичной обмотки, неплохо просто намотать временную вторичную катушку на [скажем] 50 витков, используя полный сердечник. Затем измерьте в нем наведенное напряжение и разделите его на 50. В идеальном мире это будет равно 0,925 вольт, полученному в предыдущем примере. Но если вместо этого вы получаете 0,7 В, и вам все еще требуется выходное напряжение 9250 В, вам нужно будет отрегулировать количество вторичных витков, рассчитанное следующим образом: 9 250/0.7 = 13214 оборотов.

Хотя формула фактически давала 222 витка первичной обмотки для моего собственного сердечника, на самом деле я обнаружил, что в оригинале было только 130 витков. Частично это может быть связано с проницаемостью материала сердечника, о котором у меня нет данных, но главным образом потому, что в нем использовалась бифилярная обмотка. Итак, на моей первичной обмотке из 130 бифилярных витков (130 * 2) вход 260/240 В означает, что каждый первичный виток будет передавать 1,083 В.
Я решил использовать две вторичные обмотки на каждой внешней ножке (по причинам, объясненным ниже), поэтому каждая вторичная обмотка из 5432 витков будет развивать 1.083 * 5432 = 5884 вольт, а их суммарное напряжение составляет 11769 В. Из-за потерь и менее чем идеального сцепления я фактически получил 10,87K, одна сторона выдавала 5,51K, а другая — 5,36K.

Как упоминалось в , обычно предполагается, что коэффициент связи близок к «1», но это почти наверняка будет недостижимо с трансформаторами с бытовой обмоткой, если только не используется машина для намотки трансформатора. Это происходит главным образом потому, что слои никогда не ложатся идеально ровно друг на друга, что, кстати, также может сделать обмотки намного больше, чем вы изначально планировали, поэтому здесь требуется осторожность.

В качестве примера:
Если вы использовали 20 тыс. Проводов, в обмотке шириной 10 дюймов теоретически должно получиться 500 витков на слой (10 / 0,02). На практике вы можете получить провод 20 тыс. на зазор 2–3 тыс. перед соседней обмоткой. Таким образом, каждая действующая обмотка занимает в среднем 22,5 тыс. 10 / 0,0225 = 444 витка вместо 500.
Итак, если вы изначально планировали 30 слоев по 500, что в сумме составляет 15 000 витков, теперь вам потребуется 15 000/444 = 34 слоя.
Каждый слой также нуждается в изоляционной бумаге, и вы обнаружите, что это основная причина громоздкой намотки.
Самый первый слой из 20 тысяч проводников с 5 тысячами изоляции, скорее всего, станет 26 или даже 27 тысяч, так как бумага не будет лежать ровно.
Но следующий слой, в дополнение к только что упомянутой проблеме, может также не располагаться ровно на своем нижележащем слое, поэтому последующие слои могут составлять до 30 тысяч вместо 25. Также помните, что любая неровность или неровность на внутреннем слое становится гораздо хуже к тому времени, когда он добрался до внешнего мира.

Как уже упоминалось в , я просто перемотал первичную обмотку новым проводом, используя те же характеристики, что и оригинал. Вы даже можете использовать существующий первичный провод, не разматывая его.

Вторичный провод , который я использовал, имел диаметр 0,4 мм / AWG # 26 / SWG # 27).

Расчет сварочного трансформатора на тороидальном сердечнике

Методика расчета – пошаговая инструкция

Расчет сердечника

Определим количество витков первичной обмотки

Расчет сечения применяемых проводов

Как упростить задачу по намотке витков на сердечник

Расчет тороидального трансформатора для сварочного полуавтомата

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

Расчет тороидального трансформатора

Изготовление тороидального трансформатора своими руками

Расчет тороидального трансформатора

Подбор и изготовление тороидального сердечника

Намотка трансформатора

Делаем тороидальный сварочный трансформатор | Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы

Тороидальный трансформатор своими руками

Похожие записи

Расчет сварочного трансформатора для самостоятельной сборки

1 На чем базируется расчет сварочного трансформатора?

2 Расчет для сварочного трансформатора по формулам и онлайн

3 Как сделать расчет самодельного тороидального сварочного трансформатора?

Расчет тороидального сварочного трансформатора

Определение основных параметров

Формулы для расчета тороидального трансформатора

Svapka.Ru

1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.

2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

Расчет сварочного трансформатора для полуавтомата

Расчет силового трансформатора

Расчет однофазного трансформатора

Расчёт трехфазного трансформатора

Расчет тороидального трансформатора

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата

Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя

Содержание / Contents

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата

↑ Схема и детали сварочника

↑ Мотаем сварочный трансформатор

↑ Будем мотать дроссель

↑ Корпус и механика

↑ Файлы

1 На чем базируется расчет сварочного трансформатора?

2 Расчет для сварочного трансформатора по формулам и онлайн

3 Как сделать расчет самодельного тороидального сварочного трансформатора?

Тороидальные трансформаторы: обмотка, конструкция, расчет

Что потребуется для изготовления тороидального трансформатора?

Использование стали CRGO для тороидального трансформатора

Обмотка тороидального трансформатора

Пример расчета

Путаница между тороидальным трансформатором и индукционной катушкой (дросселем)

Трансформаторы с несколькими обмотками и трансформаторы с несколькими обмотками

Многообмоточный трансформатор

Двойные трансформаторы напряжения

Двойной первичный и двойной вторичный трансформатор.

Параллельно подключенный вторичный трансформатор

Трансформаторы с центральным ответвлением

Трансформатор с центральным отводом

Трансформатор с центральным отводом с двойным трансформатором напряжения

Как спроектировать свой собственный инверторный трансформатор

Проектирование инверторного трансформатора

Расчет напряжения инверторного трансформатора, тока, количества витков

Таблица A

Таблица B

Вторичная обмотка — обзор

1.=

Варьируются Трехфазные сварочные трансформаторы, Charmonics

О компании

Видео компании

Самодельный трансформатор

Оставить комментарийОтменить комментарий