5.4 Расчет общего электрического сопротивления сварочного контура

Полное электрическое сопротивление сварочного контура определяется по формуле:

, (5.10)

где – сумма активных сопротивлений всех элементов контура и контактов между ними при Т=100⁰С;

- сумма индуктивных сопротивлений сварочного контура, мкОм.

Активное сопротивление одного элемента:

, (5.11)

где К_П – коэффициент поверхностного эффекта, К_П = 1;

– удельное электрическое сопротивление меди при температуре 100⁰С, равное , ,

Удельное электрическое сопротивление при температуре 100⁰ С:

.

Активное сопротивление электродов:

Активное сопротивление гибких шин:

.

Активное сопротивление верхней крышки:

Активное сопротивление нижней крышки:

.

Активное сопротивление верхней консоли:

.

Активное сопротивление нижней консоли:

.

Активное сопротивление электрододержателя:

.

Активное сопротивление переходных контактов:

электрод – электрододержатель (2);

эектрододержатель – верхняя крышка (2);

электрододержатель – нижняя крышка (2);

верхняя крышка – верхняя консоль;

нижняя крышка – нижняя консоль;

верхняя консоль – гибкая шина;

гибкая шина – жесткая шина (2);

нижняя консоль – колодка трансформатора;

жесткая шина – колодка трансформатора (2)

Во вторичных контурах точечных, рельефных и стыковых машин все контакты между элементами токоподвода неподвижны. Сопротивление неподвижного контакта постоянного контакта 1 – 8 мкОм.

Следовательно

.

Активное сопротивление всех элементов контура:

.

Индуктивное сопротивление сварочного контура:

,мкОм. (5.12)

см². (5.13)

.

Общее сопротивление сварочного контура:

5.5 Расчет вторичного номинального напряжения машины

Вторичное номинальное напряжение машины определяется согласно закону Ома

по формуле:

,В, (5.14)

где I_2H – номинальный сварочный ток, А;

Z_M – полное сопротивление машины, Ом.

Полное сопротивление машины определяется по формуле:

. (5.15)

Полное сопротивление машины:

.

Номинальное вторичное напряжение машины:

Полная мощность машины определяется по формуле:

,кВА. (5.16)

Полная мощность машины: .

6 Расчет сварочного трансформатора

6.1 Конструктивные особенности трансформатора

Электрическая энергия сетевого напряжения преобразуется в энергию, необходимую для контактной сварки, в однофазном сварочном трансформаторе. Для контактной сварки требуются большие токи 2 – 80 кА, иногда до 300 кА, при низком напряжении 1 – 12 В, до 25 В при двух витках.

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

Основными частями трансформатора являются магнитопровод и катушка с обмотками. Материалом для магнитопровода трансформаторов служит листовая электротехническая сталь различных марок и толщины, горячей прокатки и холоднокатаная; от содержания кремния, которое отражено в марке стали, а также от толщины листа зависят потери мощности в магнитопроводе от вихревых токов. Толщину листа применяемой стали выбирают в зависимости от частоты сети, питающей трансформатор: с увеличением частоты толщину листа надо уменьшать. Ленточные (витые) магнитопроводы изготавливают из лент рулонной стали; предварительно лента покрывается изолирующим и склеивающим составом. Броневые магнитопроводы собирают из пластин Ш-образной формы и прямоугольных пластин, замыкающих Ш-образную пластину. Эти магнитопроводы имеют один стержень, на котором располагают все обмотки трансформатора.

Сборка броневого магнитопровода производится так же, как и магнитопровода стержневого типа, описанного выше. Поскольку в броневом магнитопроводе обмотка размещается на среднем стержне, магнитный поток разветвляется на правую и левую части и, таким образом, в крайних стержнях его значение будет в 2 раза меньше, чем в центральном; это позволяет уменьшить сечение крайних стержней в 2 раза по сравнению с центральным. собирают из отдельных штампованных колец, покрытых изолирующим лаком; сборка производится с помощью намотки на пакет пластин ленточной лакоткани. Этот магнитопровод обладает наилучшими магнитными свойствами: наименьшее магнитное сопротивление, минималь-ные индуктивность рассеивания и чувствительность к внешним магнитным полям, однако изготовление обмоток в данном случае может производиться только на специальных станках челночного типа или вручную.

Броневые магнитопроводы с находящимися на них обмотками собирают в узел с помощью шпилек и накладок либо путем запрессовки в скобу.

Исходные данные для расчета трансформатора:

номинальный ток сварки I_2Н = 8,7 кА;

режим работы ПВ – 20%;

вторичное напряжение U_2Н = 1,87 В;

частота тока f = 50 Гц;

коэффициент регулирования КС = = 2;

число ступеней регулирования вторичного напряжения: N_С = 8.

Сварочный трансформатор броневого типа предназначен на однофазное включение в сеть переменного тока с частотой 50 Гц, U = 380 В. Используются дисковые обмотки, так как это уменьшает потоки трансформатора, улучшается охлаждение первичной обмотки за счет теплоотвода в элементы обычно водоохлаждаемого вторичного витка. Первичная обмотка делится на секции. Отпайки от секции подключают к специальному переключателю ступеней, где с помощью ножей осуществляются различные комбинации соединения секций для получения требуемого U₂ и коэффициент трансформации. Охлаждение вторичной обмотки – водяное. Первичная обмотка охлаждается за счет отвода тепла в элементы вторичного витка и за счет воздуха окружающей среды.