книги / Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЭФФЕКТ ДЛЯ МАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТУРА

Формула Условие

100 м данного токоподвода; f — частота тока, Гц.

в очень широких пределах, зависит от материала соприкасающихся деталей, состояния их поверхности. Так, сопротивление гн.к неподвижного, хорошо стянутого контакта медь — медь при­

22.7.3. Индуктивное сопротивление внешнего контура Хв

Определяется из соотношения: хв=2яД.в, где LB— коэффициент самоиндукции (индуктивность) вторичного контура (зависит от формы, периметра токопровода и площади, охватываемой эле­ ментами «прямого» и «обратного» токопровода). Существует не­ сколько методов для расчета Хв, но на практике чаще всего ис­ пользуются три: по площади SB, охватываемой контуром (см2); по периметру «прямого» и «обратного» токопроводов /в и по от­ дельным участкам %Bi.

Рис. 22.5. К расчету индуктивного сопро­ тивления внешнего контура:

о — зависимость Хв "/(•Sg); б. в, г, д —

зависимости удельного сопротивления токопровода от коэффициента К

На основании опытных исследований разнообразных конту­ ров, проведенных на заводе «Электрик», выведена следующая эмпирическая формула:

Хв = 5 в 73 10- 3 ;

здесь 5В— площадь, охватываемая контуром, см2 (берется по осям сечений сторон). По этой формуле для реально возможных площадей построен график %a= f{Sa) (рис. 22.5,а). Приблизи­ тельный расчет Хв (Ом) можно выполнять по упрощенной фор­ муле (для f=50 Гц):

Хв = 2 /„ С 1 0 - в;

здесь 2/в — суммарная «выпрямленная» длина всех элементов

контура при максимальных значениях растворов Нmax и вылета £т«х (см); С = 0,976-Н,35 —эмпирический коэффициент.

Методы определения Хв по площадям и периметру являются весьма приближенными и в основном используются только для ориентировочных расчетов контуров простых конфигураций. При более точном расчете L„ и Хв применяется метод отдельных уча­ стков, при котором любой сложный контур разбивается на от­ дельные участки. Каждый участок отличается от других разме­ рами или формой поперечного сечения элементов токопровода или расстоянием между осями. При таком методе

L B — 2 / / B|/j И Хв — 2 Х В |/j,

где LBi и Хв« — удельные индуктивности (Гн/см) и индуктивные сопротивления (Ом/см), приходящиеся на 1 см длины пары эле­ ментов («прямого» и «обратного») рассчитываемого участка токопровода. Элементы конструктивно расположены один про­ тив другого.

В табл. 22.5 и на рис. 22.5,6 — д приведены значения (Ом/см) от коэффициента К, зависящего от разных сечений и геометрических размеров токоподвода. На практике Хв контура каждой машины рассчитывается тремя методами, результаты расчетов сопоставляются и для определения вторичного напря­ жения трансформатора £/го используется среднее или макси­ мальное значение Хв по усмотрению проектировщика.

22.7.4. Активное сопротивление участка зоны сварки электрод—электрод гэ.»

Величина гэ.э зависит от химического состава и физических свойств металла, толщины деталей, изменения температуры во времени, величины давления, состояния поверхности и т. д. Зна­ чение Гэ.э может быть рассчитано по данным 20Л.2. Более точно г9.а может быть определено опытным путем, а для некоторых металлов и сплавов — взято из табл. 20.1.

22.7.5. Предварительные величины параметров трансформаторов г / и %т

Для предварительных расчетов значения Z„ приходится зада­ ваться величинами активного г / и индуктивного х-r' сопротивле­ ний обмоток трансформатора, приведенными ко вторичной цепи . Можно использовать значения г / и х / аналогичных приведен­ ных трансформаторов, данные которых известны. В трансфор­

22.8.Электрический расчет трансформатора

1. Задаваясь числом витков вторичной обмотки (обычно ^ 2= 1), определяют требуемые числа витков первичной об­ мотки:

а) максимальное

l ) m a x = U i / ( U 2o)mlm

б) минимальное

(^ l)m in = U i l ( U 2о)т ах>

в) номинальное

2. Составляется схема секционирования первичной обмотки. Требуемые витки уточняются и разбиваются по секциям и ступеням. Здесь приводится наиболее распространенная схема

(в данном случае — трех) секций, каждая из которых разбита на

3. Составляется таблица ступеней, рассчитываются величины вторичных напряжений по ступеням. Для номинальной ступени уточняются (JF I ) H и (£/2о)н.

4. Вторичная мощность трансформатора:

а) номинальная (кратковременная или сварочная)

Р 2Н = 7 2Н ( ^ 2 о ) н >

/1 = / 1„Л/п в 7 Ж 6. Расчетный вторичный ток: /2= / 2нл/пвТ1оо.

Определяются наибольшие значения Л* для каждой секции первичной обмотки. Так, для схемы рис. 22.6 наибольший рас­ четный ток 1\ имеет место на номинальной (седьмой) ступени. При работе трансформатора на этой ступени части секций I I и I I I соединены параллельно, а части секции I — последовательно,

т. е. сечение витков первичной обмотки обеих частей секции I должны быть выбраны на ток 1\. Соответственно, части секции

вода витков первичной обмотки каждой из секций. Для секции I (<7I) I = / I//I. Соответственно

M n = (/i)e//i и (qi)m = (Ii)tHi.

9. Требуемое сечение вторичного витка:

Яг = 12I/21

где Л и /2 — плотности тока (А/мм2) в первичной и вторичной обмотках. Для дисковых катушек из медного провода с изоля­ цией класса В, с охлаждаемыми водой медными дисками вто­ ричного витка и с блоком обмоток, залитых компаундом, ji — =44-5,5 и /2=54-6 А/мм1.

10. Суммарное сечение первичной и вторичной обмоток

^Я = qt.

11. Активное сечение стали магнитопровода

S - ______4l_______ ; 4.44/(ГОтШ ^тах

здесь Втах — максимальная индукция магнитопровода.

Для трансформаторов с магнитопроводами, шихтованными из отдельных пластин, выштампованных из листовой или рулонной стали марок Э411—Э414 толщиною 0,5 мм, работающими с ПВ = =204-50 %, Втлх—1,68 Тл при Рг>400 кВ-A и Вшах= 1,5 Тл при Р2<7 кВ-А.

12. Полное сечение среднего стержня магнитопровода броне­ вого типа (рис. 22.7, а)

S„ = S/Kc,

где Кс= 0,954-0,97 — коэффициент заполнения сечения магни­ топровода активной сталью.

13. Из соотношения S = bchKc определяем Ьс или Л, зада­ ваясь любым вторым значением.

14. Ориентировочная площадь окна магнитопровода, необхо­ димая для размещения обмоток,

S« = q/K,.o,

где К3. о— коэффициент заполнения окна, показывающий, какую часть площади окна магнитопровода занимает непосредственно

провод обмоток. Для дисковых обмоток, залитых ЭПОКСИДНЫМ компаундом с суммарным сечением обмоток <7=1000-h500o мм2 с 1—3 катушечными группами (или с 1—3 дисками вторичного витка), К3. о=0,32ч-0,4.

15. Распределение первичной обмотки по катушкам и выбор уточненных размеров обмоточных проводов проводятся следую­ щим образом (рис. 22.7, б, д):

а. Когда целая катушка состоит из витков одной части лю­ бой секции WK\ с двумя выводами: от начала и от конца

{Н — К), тогда толщина изолированного медного обмоточного провода

_ Ь„— (2Д0 2ДЭ) — Wкх^пр — 3

где Ао=1 мм — зазор для свободного размещения блока обмо­ ток в окне; Дэ=6-т-8 мм — толщина слоя заливочного компаунда по всем плоскостям внутреннего и наружного периметров блока

обмоток в сборе. Для провода толщиною аи по табл. 22.6 опре­ деляем двустороннюю толщину изоляции д„. При этом предва­

рительная толщина голого медного провода с = а и—би, предва­ рительная ширина голого провода b=q/a.

После предварительного определения размеров проводов всех катушек их конкретный сортамент уточняется по ГОСТ 7019—80 и ГОСТ 434—82.

Рис. 22.7. Конструктивные детали трансформатора:

ном трансформаторе