Трансформаторная обмотка для более сильного взаимодействия

Обеспечение сильного взаимодействия первичной обмотки и вторичной, а также вторичных обмоток, — это конечная цель разработчика трансформатора. Плохое взаимодействие приводит к задержке электрических сигналов до того как они достигают выходного выпрямителя. К этой задержке добавляется также период прямого восстановления выходного выпрямителя. Это делает обмотки по сути незагруженными в продолжение переходных процессов переключения, что создает очень большие всплески на обмотках из-за сохраненной энергии намагниченности в сердечнике. Добавьте энергию, хранимую в индуктивности рассеяния, и междувитковую индуктивность в обмотке, — и у вас проблема.
Сила взаимодействия между вторичными обмотками обусловливает выходную перекрестную стабилизацию. Перекрестная стабилизация (cross regulation) определяет, каким образом изменение нагрузки на одном выходе влияет на другие выходы. Ее можно рассматривать как степень "устойчивости" всех выходов в источнике питания с несколькими выходами к изменению нагрузки на каком-либо одном выходе. Плохая перекрестная стабилизация особенно сильно влияет на вторичные обмотки с большим различиями в коэффициентах трансформации (то есть, когда выходы с высоким напряжением смешиваются с низковольтными выходами). Существует две области, в которых проектировщик может улучшить выходную перекрестную стабилизацию:
• внутренняя перекрестная стабилизация, заложенная в трансформатор при его конструировании;
• электрическая перекрестная стабилизация (обратная связь по напряжению).
Для получения подходящих характеристик источника питания обычно требуется максимизировать характеристики обоих методов.

Особенности намотки обмоток

Существуют следующие правила намотки обмоток сварочного аппарата
? Намотка должна производиться по изолированному керну и всегда в одном направлении (например, по часовой стрелке).
? Каждый слой обмотки изолируют слоем хлопчатобумажной изоляции (стеклоткани, электрокартона, кальки), желательно с пропиткой бакелитовым лаком.
Выводы обмоток залуживают, маркируют, закрепляют хлопчатобумажной тесьмой, а на выводы сетевой обмотки дополнительно надевают хлопчатобумажный кембрик.
? При некачественной изоляции провода, намотку можно производить в два провода, один из которых хлопчатобумажный шнур или хлопчатобумажная нить для рыболовства. После намотки одного слоя обмотку с хлопчатобумажной нитью фиксируют клеем (или лаком) и только после его высыхания наматывают следующий ряд.
Сетевую обмотоку на магнитопдоводе стержневого типа можно расположить двумя основными способами. Первый способ позволяет получить более «жесткий» режим сварки. Сетевая обмотка в этом случае состоит из двух одинаковых обмоток W|, W2, расположенных на разных сторонах сердечника, соединенных последовательно и имеющих одинаковое сечение проводов. Для регулировки выходного тока на каждой из обмоток делают отводы, которые попарно замыкаются.
Второй способ намотки первичной (сетевой) обмотки представляет намотку провода на одной из сторон сердечника. В этом случае сварочный аппарат имеет крутопадающую характеристику, варит «мягко», длина дуги меньше влияет на величину сварочного тока, а следовательно, и на качество сварки.
После намотки первичной обмотки сварочного аппарата необходимо проверить на наличие короткозамкнутых витков и правильность выбранного числа витков. Сварочный трансформатор включают в сеть через плавкий предохранитель (4...6 А) и если есть амперметр переменного тока. Если предохранитель сгорает или сильно греется — это явный признак короткозамкнутого витка. В этом случае первичную обмотку необходимо перемотать, обратив особое внимание на качество изоляции.

Выбор провода обмоток

Для первичных (сетевых) обмоток сварочного аппарата лучше использовать специальный медный обмоточный провод в хлопчатобумажной или стеклотканевой изоляции. Удовлетворительной теплостойкостью обладают также провода в резиновой или резинотканевой изоляции. Не рекомендуется использовать для работы при повышенной температуре провода в полихлорвиниловой (ПХВ) изоляции из-за возможного ее плавления, вытекания из обмоток и короткого замыкания витков. Поэтому полихлорвиниловую изоляцию с проводов необходимо либо снять и обмотать провода по всей длине хлопчатобумажной изоляционной лентой, либо вообще не снимать, а обмотать провод поверх изоляции.
При подборе сечения обмоточных проводов с учетом периодической работы сварочного аппарата допускается плотность тока 5 А/мм2. Мощность вторичной обмотки можно рассчитать по формуле: Р2 = ICB'UCI. Если сварка ведется электродом d, = 4 мм, при токе 130... 160 А, то мощность вторичной обмотки составит: Р2 = 160-24 = « 3,5...4 кВт, а мощность первичной обмотки с учетом потерь составит порядка 5...5,5 кВт. Исходя из этого, максимальный ток в первичной обмотке может достигать 25 А. Следовательно, площадь сечения про¬вода первичной обмотки S| должна быть не менее 5...6 мм2. На практике площадь сечения провода желательно взять несколько больше, 6...7 мм2. Для намотки берется прямоугольная шина или медный обмоточный провод диаметром 2,6...3 мм без учета изоляции. Площадь сечения S намоточного провода в мм2 вычисляют по формуле: S = —,
S = ttR2, где я = 3,1428; D — диаметр провода, измеренный в мм. При отсутствии провода нужного диаметра, намотку можно вести в два провода подходящего сечения. При использовании алюминиевого провода его сечение необходимо увеличить в 1,6...1,7 раза.