книги / Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование
.pdfПОВЕРХНОСТНЫЙ ЭФФЕКТ ДЛЯ МАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТУРА
Формула Условие
Ка = 1 + 3,27 д |
/ ---- ?— 10-» |
д / |
|
f |
< 180 |
||||
|
|
V |
*о(юом) |
|
V |
*0 (1 0 0 м) |
|
||
К„ = 0,25 + |
0,56 |
|
f |
10-2 + |
220 > |
д |
/ |
* |
> 180 |
|
|
Г0 (100 м) |
|
|
|
V |
*0(100 м) |
||
! |
8,37 |
|
|
|
|
|
|
||
|
V f/ro(ioo м) |
|
|
|
|
|
|
||
К„ = 0,56 Д |
/ |
* |
10-2 + 0,277 |
220 < |
д |
/ |
f |
«1800 |
|
V *0(100м) |
|
|
|
V *"0 (1 0 0 |
м) |
||||
П р и м е ч а н и е : |
го ^оо м) |
электрическое |
сопротивление |
постоянному току |
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
близительно |
составляет |
(2—3) мкОм, |
медь — сталь — (5—8) |
|
мкОм. Сопротивление |
подвижного контакта г„.к находится |
|||
в пределах |
(10—20) мкОм. Так, для контура на рис. 22.4 гв=г\ |
|||
(электроды)+г2 (электрододержатели)+г3 (хоботы)+Г4 |
(гиб |
|||
кие шины) + |
п„.кгн. к + я п. к Г п . К (здесь Пн. к |
и Пп.к— число |
не |
|
подвижных и подвижных контактов). |
|
|
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
маторах с |
1 значениями г / |
и %•/ можно задаваться |
в п р е |
|
делах от 20 до 30 мкОм. Более точно г / и %/ |
определяются |
|||
после расчета |
трансформатора, |
как изложено |
в разд. |
22.8, |
пп. 27—30. |
|
|
|
|
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
секционирования первичной |
обмотки на восемь |
ступеней |
|
(рис. |
22.6) с соотношением |
(t/2o)max/(^2o)mm=2 . |
Эта схема |
имеет |
параллельно-последовательное переключение |
отдельных |
(в данном случае — трех) секций, каждая из которых разбита на
две одинаковые части, соединяемые |
между собой то парал |
лельно, то последовательно. Здесь |
(W i)m\n/7. |
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 >
б) |
длительная (расчетная или тепловая) |
|
Яа = /)2нл/ПВ/100 |
|
|
5. Ток первичной обмотки на номинальной |
(седьмой) сту |
|
пени: |
номинальный |
|
а) |
|
|
Л н = р i u K i / и 1. |
|
|
где К\ — коэффициент, учитывающий влияние |
тока холостого |
|
хода на первичный ток. Для трансформаторов |
с Рг<Ю кВ-А |
|
приближенно /С* = 1,04; при Рг>400 кВ-А— AI = 1,02; |
||
б) |
длительный, или расчетный ток |
|
/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
I I рассчитываются на |
ток (/г)б, а секции I I I |
— на (/1)4 или на |
/./2 [когда (/I)4< /./2], |
определяются сечения |
обмоточного про |
8. Предварительно |
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:
а — магнитопровод; |
б — ка |
|||
тушка |
первичной |
обмотки; |
||
в — диск |
вторичного витка; |
|||
г — шайба; |
д — моноблок; |
|||
е, от —схема |
расположения |
|||
катушек |
первичной |
н вто |
||
ричной |
обмоток в |
собран |
ном трансформаторе