Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Савчук В. С. и др. Адаптация параметров сварочного трансформатора. коэффициенты теплопередачи с поверхности обмоток, геометрические характеристики канала между обмотками и расстояние от первичной обмотки до сердечника. Ввиду предположения о постоянстве температуры во всех элементах трансформатора и равномерном распределении потерь, температурный режим в отдельных точках будет зависеть от эффективности теплоотдачи, которую можно регулировать путем изменения размеров или формы канала между обмотками. Важно учитывать тот факт, что величина активных потерь в трансформаторе не должна превосходить его способность отдавать тепло окружающей среде. Сделаем допущение о том, что теплообмен между трансформатором и средой осуществляется исключительно посредством конвекции, поскольку теплопроводность пренебрежимо мала вследствие минимального контакта с корпусом. Указанные допущения могут привести к погрешности в диапазоне 1-3 % (Володин, 2014). Однако они значительно упрощают процесс расчета, что удобно компенсировать увеличением запаса по мощности. Пакет программных модулей Schneider Electric предлагает возможность создания эскиза сварочного трансформатора с двумя вторичными обмотками. Программа позволяет при уже настроенном процессе автоматически рассчитывать высоту обмотки, количество слоев и размеры магнитопровода при заданных параметрах. В целях упрощения расчета предположим, что число витков в каждом слое обмотки идентично, а высота обмотки не превосходит высоту стержня. Данное условие распространяется и на обмотку вторичной обмотки трансформатора. Такой подход обеспечивает быструю перенастройку параметров при изменении исходных данных. При этом вводимая доля погрешности из-за этих допущений не будет превышать допустимых величин. Результатом исследования возможностей плагинов стал эскиз трансформатора (рис. 4), построенный в среде Schneider Electric и имеющий следующие параметры: 8 витков первичной обмотки трансформатора; 2 витка вторичной обмотки трансформатора; 1 слой первичной обмотки трансформатора; 2 слоя вторичной обмотки трансформатора; индуктивность намагничивания магнитопровода 0,00070961 Гн; индуктивность рассеяния магнитопровода 1,968e-6 Гн; КПД трансформатора 92,545 %; длина провода первой обмотки 1,4551 м; длина провода второй обмотки 0,47533 м; общая мощность активных потерь трансформатора 563,9 Вт; толщина провода первой обмотки 0,0051584 м; толщина провода второй обмотки 0,010315 м; масса обмоток трансформатора 1,3786 кг; масса магнитопровода трансформатора 2,7 кг; общая масса трансформатора 4,0786 кг; площадь сечения магнитопровода 0,0015 м2. View of transformer 0 .2 5 ---------1-------- 1---------1---------1---------1-------- 1---------1---------1---------1-------- 0.2 0.15 0.1 0.05 g _____ U_____I_____ I_____ I_____ I_____ I____ I_____ _____ l_l____ 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Dimensions in metrs Рис. 4. Эскиз трансформатора, построенный в среде Schneider Electric Fig. 4. Calculated and constructed in Schneider Electric transformer sketch Анализ результатов моделирования эскиза трансформатора показывает, что расчетные погрешности находятся в допустимых пределах. Схема замещения высокочастотного сварочного трансформатора представлена на рис. 5, где указаны следующие обозначения: r1 - активное сопротивление первичной обмотки в типовом варианте на основе входного выпрямителя по схеме Ларионова, Ом; ЬА - индуктивность, характеризующая поток рассеяния первичной обмотки, Гн; Ls2 - индуктивность, характеризующая поток рассеяния вторичной обмотки, Гн; r 0 - сопротивление активных потерь в магнитопроводе, Ом; L 0 - основная индуктивность первичной обмотки, Гн; r 2 - омическое сопротивление вторичной обмотки в звене двойного несимметричного 574