용접 변압기를 계산하는 방법. 계획, 설명

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변압기 - 이것은 전기 에너지를 교류로 변환할 수 있는 최초의 정적 장치입니다.

변압기가 사용됩니다:

전압 및 AC 전원을 변환하기 위해;
부하의 조정 및 갈바니 분리용.

이 섹션의 목적은 고등학교 물리학 과정에서 습득한 지식을 넘어 변압기를 계산하는 방법을 제공하는 것입니다.

XNUMX차 권선과 XNUMX차 권선이라는 두 개의 권선을 포함하는 변압기 버전을 고려해 보겠습니다.

권수 W의 비율₁ XNUMX차 권선을 권수 W로₂ XNUMX차 권선이라고 합니다 변압기 변환 비율 K_T:

어디서 유₁, 또는₂ - XNUMX차 및 XNUMX차 권선의 전압 V; 나₁, I₂ - XNUMX차 및 XNUMX차 권선의 전류, A.

권선 XNUMX회전의 기전력(EMF)은 이 회전을 관통하는 자속 F의 변화율에 정비례합니다.

변압기 권선은 주변 공간보다 투자율이 수천 배 더 큰 강자성 코어에 감겨 있기 때문에 거의 전체 자속이 단면 S의 코어에 집중됩니다._c.

동시에 코어의 유도가 -B에서 변경되는 경우_m 최대 +V_m 주파수 B_m, 그런 다음 평균 코일 전압 같이:

여기서 K_ф- 정현파 전압 K에 대한 유효 전압 값과 평균 전압 값의 비율을 고려한 형상 계수_ф = 1,11; 안에_m - 코어의 최대 유도, T; F - 교류 전압의 주파수, Hz; 에스_c - 코어의 단면적, cm2; 에게_c - 코어 필 팩터.

가능한 다른 회전 수에도 불구하고 변압기의 권선은 동일한 전력을 가지며 전력과 동일하며 코어 창 영역을 서로 동등하게 나눕니다.

어디 S_o - 코어 창 면적, cm2; 에게_o - 창 채우기 비율; J는 변압기 권선의 전류 밀도(A/mm2)입니다.

(18.3) 및 (18.4)를 사용하여 변압기의 전체 전력을 결정합니다.

공식 (18.5)에서 변압기 코어의 치수를 찾습니다.

값 B, J, K를 선택하려면_c, K_o 변압기에 대한 권장 사항을 사용할 수 있습니다(표 18.5).

알루미늄 와이어의 경우 전류 밀도는 1,6배 감소해야 합니다.

표 18.5. 핵심 매개변수

용접 변압기를 계산하는 방법

가장 일반적인 유형의 변압기는 이중 권선 변압기, 아마추어 개발자가 설계 계산 문제에 직면하는 경우가 있습니다. 다권선 변압기.

최소한 가능 두 가지 경우 다중 권선 변압기:

경우 1. 변압기에는 코어 창 영역의 95% 이상을 차지하는 두 개의 주 권선과 나머지 창 영역을 차지하는 하나 이상의 추가 저전력 권선이 있습니다. 표에서 Ko의 더 작은 값을 선택합니다. 18.5에서 변압기는 XNUMX권선으로 계산될 수 있습니다. 아마도 이 가정은 추가 권선 배치에 문제를 일으키지 않을 것입니다.

경우 2. 변압기에는 여러 개의 권선이 있으며 각 권선은 코어 창 영역의 5% 이상을 차지합니다. 변압기는 이미 다중 권선으로 설계되어 있어야 합니다. 그렇지 않으면 코어 창에 권선을 배치할 때 문제가 발생할 수 있습니다.

권선 수는 전자기 유도 법칙에 영향을 미치지 않으므로 다중 권선 변압기를 계산할 때 코어 창에 많은 권선을 건설적으로 배치하는 문제를 해결하는 데 충분합니다.

앞서 언급한 것처럼(18.4) 변압기 권선은 전력에 비례하여 창 영역을 차지합니다. 이를 확인하는 것은 어렵지 않습니다.

변압기의 모든 권선이 유사한 권선 재료로 만들어지고 표에서 가져온 동일한 전류 밀도 J가 선택되었다고 가정해 보겠습니다. 18.5. 모든 권선이 동일한 코어에 감겨져 있으므로 권선을 한 바퀴 돌리면 비슷한 전압 E가 발생합니다._в, 이는 공식 (18.3)에 의해 결정될 수 있습니다.

N 번째 권선의 단자에서 필요한 전압 U를 얻으려면_N, 이 권선에는 W가 포함되어야 합니다._N = 유_N / 이_B 턴. 전류 I가 N번째 권선을 통해 흐르면_N, 단면 S를 갖는 와이어로 감아 야합니다._홍보 =I_N / J. 권선 와이어의 단면적과 회전 수를 알면 이 권선이 코어 창에서 차지할 영역을 결정할 수 있습니다.

어디에서 - 와인딩 파워

-권선의 단면적과 전력을 연결하는 매개 변수 계수.

식에서 권선의 단면적은 권선 전력과 계수 K의 곱과 같다는 것이 분명합니다._EJ. 차례로, 계수 K_EJ 변압기 코어의 매개변수에 의해 결정되며 수와 전력에 관계없이 변압기의 모든 권선에 대해 유사한 값을 갖습니다. 결과적으로 총 전력이 다음 값을 초과하지 않는 한 임의의 수의 권선을 코어 창에 배치할 수 있습니다.

물론 결과 표현식은 XNUMX권선 변압기에도 유효하므로 XNUMX권선 변압기에 사용된 방법을 사용하여 다중 권선 변압기의 코어 치수를 선택할 수 있습니다. 이렇게 하려면 다중 권선 변압기의 전체 전력만 결정하면 됩니다.

예 1. 전체 전력이 2W인 T220 27/200V 변압기를 계산해 보겠습니다.

유사한 변압기가 반자동 용접기의 공급 메커니즘과 제어 회로에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.

변압기는 표준 ShL 유형 코어에 감겨 있습니다. 테이블에서 SHL 코어에 감긴 18.5W 변압기의 경우 200, B = 1,5 T, J = 2,5 A/mm2 및 K 값을 선택합니다._o = 0,32. 스트립 코어의 경우 K 값을 사용합니다._c = 0,95.

이제 변압기 코어의 전체 치수를 알아보겠습니다.

우리는 S를 갖는 코어 ШЛ25x40을 선택합니다._c = 10cm2 및 S_o = 16cm2. 코어의 단면적을 결정한 후 공식 (18.3)을 사용하여 변압기 XNUMX회전의 EMF를 결정합니다.

변압기의 XNUMX 차 권선의 권수를 찾으십시오.

XNUMX차 권선과 XNUMX차 권선의 와이어 직경을 찾으려면 먼저 이러한 권선에 흐르는 전류를 결정해야 합니다.

이제 권선 J = 2,5A/mm2의 전류 밀도를 알면 다음에 대한 권선 와이어의 직경을 결정할 수 있습니다. XNUMX차 권선:

и XNUMX차 권선:

권선의 가장 가까운 표준 직경을 선택합니다.

D1 = 0,69mm;
D2 = 1,95mm.

결과적으로, T2 변압기는 표준 Sh 모양의 스트립 코어 유형 ShL25x40에 감겨 있으며, 696차 권선에는 직경 0,69mm의 85회전 구리선이 포함되어 있고, 1,95차 권선에는 직경 XNUMXmm의 XNUMX회전 구리선이 포함되어 있습니다.

예 2. 무정전 전원 공급 장치에 사용되는 XNUMX권선 변압기를 계산해 보겠습니다.

첫 번째 권선은 트랜지스터 DC-AC 변환기의 출력에서 10V의 진폭과 50Hz의 주파수를 갖는 정현파 교류 전압을 수신합니다. 변환기가 제공할 수 있는 최대 유효 전류는 다음과 같습니다.

정현파 전압의 진폭 값은 유효 전압의 1,414배이므로 유효 전압은 변압기의 첫 번째 권선에 적용됩니다.

U로 전압을 높이려면₂ = 220V는 전류 I를 위해 설계된 두 번째 권선입니다.₂ = 1,36A

배터리를 충전하기 위해 전압 U를 갖는 세 번째 권선이 사용됩니다.₃ = 20V 및 정격 전류 I₃ = 6A

공식 (18.9)에 따라 변압기의 전체 전력을 결정합니다.

이전 사례와 마찬가지로 변압기가 표준 SHL 유형 코어에 감겨 있다고 가정합니다. 테이블에서 18.5 SHL 코어에 감긴 360W 전력 변압기의 경우 V = 1,47 T, J = 2A/mm2 및 K 값을 선택합니다._o = 0,33. 스트립 코어의 경우 K 값을 사용합니다._с = 0,95.

이제 변압기 코어의 전체 치수를 알아보겠습니다.

S가 있는 코어 ШЛ32х50을 선택합시다_c=16 cm2 및 S_o=26cm2. 코어의 단면적을 결정한 후 공식 (18.3)을 사용하여 변압기 XNUMX회전의 EMF를 결정합니다.

변압기의 첫 번째 권선의 권수를 찾으십시오.

변압기의 두 번째 권선의 권수를 찾으십시오.

변압기의 세 번째 권선의 권수를 찾으십시오.

첫 번째 권선에 대한 권선의 직경을 결정합니다.

이렇게 큰 직경의 권선을 찾는 것은 상당히 문제가 될 가능성이 높습니다.

따라서 단면이있는 구리 직사각형 버스바로 첫 번째 권선을 감는 것이 좋습니다.

두 번째 권선에 대한 권선의 직경을 결정합니다.

세 번째 권선에 대한 권선의 직경을 결정합니다.

두 번째 및 세 번째 권선에 대한 권선 와이어의 표준 직경을 선택해 보겠습니다.

저자: Koryakin-Chernyak S.L.

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