Image169

Forum Czytelników

CZQŚĆ 2

Po stronic pierwotnej i uwzględnieniu strat będzie:

czyli 2 cewki po 130 zwojów połączone szeregowo. Napięcie wtórne przyjmujemy 65V jako optymalne do uzyskania łatwego zapalania łuku elektrycznego

II = ^    = 11.7A

Z2 =

= 42,45zw.

U.7A \ 4x0,8

dl

150A

A ^A

⁴ mm*

Przedstawione sposoby obliczania dotyczą transformatorów tzw. „sztywnych” o stratach napięcia wtórnego, jak w tabeli 1. Istnieją transformatory z tzw. „miękką” charakterystyką wtórną, których klasycznym przedstawicielem jest transformator spawalniczy, schematycznie przedstawiony na rysunku 5. Obliczanie takiego transformatora jest jednak nieco odmienne i aby nic zepsuć za dużo drogiej obecnie miedzi, należy zapoznać się z różnicami parametrów w stosunku do transformatora zwykłego. Zaczniemy od prostszego. z rysunku 5b i od razu na konkretnym przykładzie . Obliczamy moc spawania, przyjmując 12 - 150A i napięcie średnic łuku, wynoszące 2W (wynosi 20...30V. w zależności od prądu)

P2 = 150A x 25V = 3750VA

Rys. 5 Transformator spawalniczy

a)    z regulacją prądu spawania przez zmianę odczepów uzwojenia pierwotnego,

b)    przez zmianę rozproszenia bocznikiem magnetycznym B.

Rys. 0 Autotransformator a) obniżający, b) podwyższający,

c)    laboratoryjny 0...250V.

Sprawność jest mniejsza od .,trafo” normalnego, bo duże rozproszenie, duża rezystancja uzwojenia wtórnego. Prąd pierwotny (dla sieci 230/400 przyjmujemy 400V)

PI _

IJI 400

Prąd pierwotny biegu jałowego nie musi być bardzo mały. Aby wynosił 10... 15% prądu znamionowego, należy przyjąć indukcję magnetyczną ok. 1,3T dla blach nowych (lub 1,1... 1,15T dla blach starych), ponieważ transformator jest przystosowany do pracy dorywczej (lub przerywanej). Moc rdzenia dla pracy nieciągłe: można przyjąć * 50% w stosunku do transformatora normalnego, czyli 50% x 4687,5 = 2344YA Przekrój rdzenia wyniesie (dla blach

nowych) ___

s-l,l    = 1,1 X 48,4 = 53cm²

Uzwojenie pierwotne

Zl = _iO0Vx45 ₌ 1*000 _{= 261zw}

l,3Tx53cm 68,9

65x45    2925

1,3x53    68,9

Jeśli będą dwie cewki szeregowe, to po 21 zwojów w każdej. Gęstość prądu również może być większa niż w zwykłym transformatorze do pracy ciągłej

i może być *4 Iw]

i 3,65 = 1.91 mm

Grubszy drut nie zaszkodzi (jeśli się zmieści) i przyjmujemy <(> 2,0...2,5mm. Uzwojenie wtórne będzie raczej płaskownikiem i obliczamy, dzieląc prąd spawania na gęstość prądu 3 7,5 mm²

Sp - przekrój przewodu uzwojenia wtórnego.

Optymalnym rozwiązaniem będzie nawinięcie taśmą miedzianą grubości lmm i szero

kości 35 40mm z jednoczesnym podkładaniem taśmy z tereszpanu lub preszpanu grubości 0,2...0,25mm o szerokości miedzi. Transformator spawalniczy wykonany według rysunku 5h ma szeroki zakres regulacji prądu spawania (oczywiście przy dobranym przekroju bocznika magnetycznego). Jeśli bocznik będzie wysunięty całkowicie z rdzenia, to charakterystyka będzie „sztywniejsza” i umożliwi uzyskanie dużych prądów wyjściowych (potrzebnych do cięcia elektrodą). Transformator z rysunku 5a ma juz nieco gors/e parametry, bo nie osiąga tak dużego rozproszenia. Aby prądy spawania nic osiągały za dużych wartości, trzeba przyjąć napięcie wtórne w stanie jałowym (nazywane napięciem zapłonu) od 40V do 55V. podzielone na kilka stopni przez wykonanie odczepów na stronie pierwotnej. Tu również można osiągnąć małe prądy spawania, włączając specjalnie wykonany rezystor lub dławik włączony w uzwojenie pierwotne. W pierwotne dlatego, że moc strat w rezystorze odejmuje się od mocy wydzielonej w transformatorze, znaczne mniej go nagrzewając. Ostateczne można dołączyć dłuższy przewód sieciowy o niezbyt dużym przekroju, ale taki, aby r.ie przekroczyć 8A/mnr przewodu. Regulacja taka jest jednak nieekonomiczna. Obliczenie uzwojenia przeprowadza się podobnie jak poprzedniego, z tym że najpierw obliczamy Z1 bez odczepów na 400V i Z2 na 55V, a następnie do 71 dowijamy uzwojenie z odczepami obliczonymi (z przekładni) tak, aby uzyskać kolejno 50, 45, 40V. Można też zaprojektować inny podział napięć, zależny od posiadanego przełącznika. Przełącznik, ze względu na przełączanie indukcyjności, powinien mieć wytrzymałość prądową dwukrotnie większą od prądu pobieranego z sieci (tu pasuje wartość typowa 25A).

Do nietypowych transformatorów należy autotransformator schematycznie przedstawiony na rysunku 6. Uzwojenie Z1 jest wspólne i płynie w nim mały prąd, wynikający z różnicy II i 12, a wartość ia zależy od mocy przeniesionej przez uzwojenie Z2. Przy obliczaniu uzwojeń obliczamy najpierw moc przeniesioną przez Z2. Np. obniżamy napięcie wtórne o 20V przy prądzie ciągłym 2A. Moc wyniesie ok. 40VA. Rdzeń obliczamy do 40YA tak jak zwykłego transformatora. Prąd uzwojenia 7.1 wyniesie *0.17A (dla U1=230Y). Średnice drutów obliczamy do 0.17A (7,1) i do 2A (Z2). Liczbę zwojów obliczamy lak samo jak zwykłych transformatorów', podstawiając napięcie do wzoru 7.

60

Wrzesień 2005

Elektronika dla Wszystkich