Секционирование вторичной обмотки.

 

Для получения необходимой величины тока сварки вторичную обмотку выполняют секционированной, то есть состоящей из нескольких частей (секций).

Если требуется увеличить сварочный ток, необходимо уменьшить реактивное сопротивление трансформатора. Этого можно добиться, если отключить часть витков секции вторичной обмотки. Но одновременно изменится коэффициент трансформации трансформатора и уменьшится выходное напряжение. Для того, чтобы напряжение холостого хода сохранилось прежним, необходимо поверх первичной обмотки разместить секцию вторичной обмотки с числом витков равным числу витков отключенной секции вторичной обмотки.

Вариант конструкции трансформатора, у которого часть витков вторичной обмотки размещается на сетевом стержне, представлен на рис.7

 

Рис. 7. Эскиз трансформатора с секционированной вторичной обмоткой.

 

При этом секции и соединяют последовательно, тогда , а секция не включается.

Если требуется уменьшить сварочный ток, то необходимо увеличить число витков вторичной обмотки. Для этого дополнительную секцию витков следует расположить поверх вторичной обмотки. Следует иметь ввиду, что при этом возрастает напряжение холостого хода, так как . Если все три секции , , соединить последовательно, то так как , напряжение холостого хода возрастет. Для сварочных трансформаторов напряжение холостого хода не должно превышать 80В.

Расчеты показывают [3], что разнесением вторичной обмотки на разные стержни магнитопровода можно в широких пределах изменять индуктивность рассеяния трансформатора. Но при решении обратной задачи, когда нужно определить необходимое размещение и число витков секций для получения требуемой величины тока короткого замыкания, приходиться делать многократное вычисление с приближением к нужному значению .

Удовлетворительные результаты при проектировании сварочного трансформатора дают расчеты числа витков секций по упрощенной методике [4]. При этом исходят из того, что индуктивностью секции с числом витков можно пренебречь ввиду малой ее величины ( ~ ) и так как индуктивность трансформатора с коаксиальными обмотками на порядок меньше индуктивности трансформатора с разнесенными обмотками первичной и вторичной цепи [3].

Для расчета числа витков секций вторичной обмотки воспользуемся соотношением:

 

, (29)

где - число витков секции расположенной на отдельном стержне

Магнитопровода;

- число витков вторичной несекционированной обмотки;

- ток дуги трансформатора с несекционированной вторичной обмоткой (см. рис.5);

- ток дуги трансформатора с секционированной вторичной обмоткой, равный току дуги задания (, по табл.1)

Если то секцию с числом витков

(30)

следует разместить поверх сетевой обмотки (рис.7).

 

Если окажется больше , то число витков секции определяется из равенства:

. (31)

Эту секцию следует разместить поверх обмотки , но следует проверить напряжение холостого хода. Если оно окажется более 80В, то следует уменьшить сечение магнитопровода и повторить расчеты.

Необходимо также проверить возможность размещения секционированной обмотки в окне магнитопровода.

Секция вторичной обмотки, размещаемая поверх первичной обмотки, обычно содержит малое число витков, которые укладываются в один раз.

Принимая конструкцию трансформатора по схеме Рис.7, проверяем возможность размещения обмоток в окне магнитопровода по условию.

(32)

где толщина секции вторичной обмотки на сетевом стержне.

Если число витков секций <0,3 , то влияние этой секции на индуктивность рассеяния трансформатора невелико и ток короткого замыкания трансформатора с секционированной и разнесенной вторичной обмоткой можно вычислить по формуле [4].

. (33)

 

Пример 3. Определить число витков секций вторичной обмотки трансформатора (пример 2) для получения сварочного тока =120А.

Число витков секции вторичной обмотки размещенной на отдельном стержне определяем из соотношения

вит.

Число витков секции вторичной обмотки, которое следует разместить на сетевом стержне равно

 

вит.

Ток короткого замыкания трансформатора при секционировании вторичной обмотки равен

Для построения нагрузочной характеристики трансформатора с секционированной вторичной обмоткой воспользуемся уравнением

Задавая значение I₂ от 0 до 131А. вычисляем U ₂:

 

I 2, А
U2, В		57,5	57,2	53,3	47,5	38,8

 

и строим график зависимости

 

Рис.8. Расчетные вольтамперные характеристики трансформатора и дуги.

 

На этот график наносим вольтамперную характеристику дуги по уравнению

U_q =20+0,04 I_q

Графически определяем расчетный сварочный ток трансформатора при секционировании вторичной обмотки I_qc=119А.