Расчет сварочного контура и трансформатора для точечной контактной машины

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова"

Кафедра «М и ТОМД и СП»

Курсовая работа

по дисциплине «Сварка давлением»

на тему «Расчет сварочного контура и трансформатора для точечной контактной машины«

Выполнил: студент гр. № 681з

Ловкин Р.Ю.

Проверил: преподаватель

Новокрещенов А.Н.

Ижевск, 2014

Задание

Вариант 9

Вид сварки — контактная точечная

Материал АМг6

дл = (1+1) мм

Вторичный контур

Н = 250 мм

L = 550 мм

Nст = 4

ПВ = 20%

Uсет = 380 В

Введение

В настоящее время электрическая контактная сварка получила очень широкое распространение и развитие. В автомобильной, судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности она является одним из ведущих технологических процессов, обеспечивающих наиболее высокую производительность труда, экономию материалов и улучшение качества изделий.

Развивающаяся современная промышленность требует всё более совершенных контактных электросварочных машин различных типов и назначений. Перед конструкторами универсального и специального оборудования для контактной сварки стоит задача систематического повышения его технического уровня, качества и надежности [5].

Данная курсовая работа состоит из двух частей:

1) расчет параметров режима контактной сварки;

2) расчет сварочного контура и трансформатора для точечной машины.

1. Расчет параметров режима

Конструктивные сварные точечные соединения выполняются обычно с нахлесткой (однорядные или двухрядные швы) и с отбортовкой [1].

Конструктивное изображение точечного соединения показано на рис. 1.

Рис. 1. Конструктивное изображение точечного соединения

где д — толщина металла

dя — диаметр ядра

a — величина нахлестки.

Из табл.9 [1] принимаем:

Толщина металла д = 1,0 мм

Диаметр ядра dя = 4,0 мм

Величина нахлестки a = 14,0 мм

Шаг между точками t = 15 мм

Параметрами режима точечной сварки являются:

1) диаметр рабочей части и марка материала электрода dэ, мм;

2) время включения тока (время сварки) tсв, с;

3) сварочный ток Iсв, А;

4) усилие на электродах Рсв, кгс.

1) При сварке легких сплавов используются электроды со сферической рабочей частью и в качестве расчетного диаметра электрода принимают диаметр отпечатка размером:

dэ = (3,5…4,0) д, мм

dэ = 4,0 · 1,0 = 4,0 мм

2) Время включения тока tсв для одноимпульсной сварки определяется в зависимости от толщины свариваемых деталей. Для сплавов, нечувствительных к термическому циклу:

tсв = (0,15…0,25) д, с

tсв = 0,15 · 1,0 = 0,15 с

3) Сварочный ток Iсв определим по формуле, полученной из уравнения теплового баланса:

, А,

где Q — количество тепла, затрачиваемое на нагрев металла заготовок и электродов, кал;

m — коэффициент, учитывающий изменение Rсв в процессе сварки,

m = 1,2…1,4 — для легких сплавов;

Rсв = Rэл — сопротивление нагрузки на участке электрод-электрод.

Rсв в общем виде определяется:

Rсв = Rээ = 2Rд + Rк + 2Rэд, Ом,

где Rд — сопротивление материала деталей, рассчитывается как сопротивление столбика металла высотой д12 и диаметром, равным dэ, Ом;

Rк — сопротивление контакта между деталями, Ом;

Rэд — сопротивление контакта между электродом и деталью, Ом. Принимаем Rэд = 0.

, Ом,

где, А — коэффициент соответствия фактического сопротивления Rд сопротивлению расчетного цилиндра металла диаметром dэ. А — f (d/д), значения которой приведены на графике рис. 4а [1].

сt — удельное сопротивление материала детали в интервале Т0…Тпл, Ом·см.

д — толщина материала одной детали, см;

dэ — диаметр рабочей поверхности электрода.

Ом

Контактное сопротивление между деталями Rк при точечной сварке определяется по эмпирической формуле:

Rк = rк / Pcвб, Ом,

где rк — коэффициент, учитывающий свойства материала; rк = 0,001…0,002 — при сварке алюминиевых сплавов;

Рсв — усилие на электродах при сварке, кгс;

б — показатель степени; б = 0,75…0,85 при сварке алюминиевых сплавов.

Rк = 0,001 / 2000,85 = 11,069 · 10-6 Ом

Таким образом, имеем:

Rсв = (2 · 4,046 + 11,069) · 10-6 = 19,161 · 10-6, Ом,

Количество тепла, затрачиваемое на нагрев металла деталей и электродов, а также потери в окружающую среду, Q определяется:

Q = Qя + Qм + Qэ + Qср, кал,

где Qя — количество тепла, затрачиваемое на нагрев до расплавления металла ядра сварной точки:

, кал,

где сг — объемная теплоемкость материала детали, кал/см3;

dя — диаметр ядра точки, см, принимается dя = dэ.

кал.

Qм — количество тепла, затрачиваемое на нагрев основного металла деталей в виде кольца шириной х0 вокруг точки до средней температуры Тпл/4:

, кал,

где k1 — коэффициент, учитывающий неравномерность нагрева основного металла, k1 = 0,8;

х0 — ширина кольца основного металла вокруг точки, нагревающегося от ядра за счет теплопроводности за время tсв:

, см,

где, а — температуропроводность основного металла, кал/см2.

см

кал

Qэ — количество тепла, расходуемое на нагрев участка электродов точечной машины, длиной хэ до средней температуры Тпл/8 за счет теплопроводности за время tсв ():

, кал,

где — сэгэ — объемная теплоемкость материала электродов, кал/см3;

k2 — коэффициент, учитывающий форму электрода, принимаем k2 = 2,0.

см

кал

Qср- — количество тепла, расходуемое на теплоотдачу в среду. Учитывая кратковременность процесса точечной сварки, считается очень малым и им обычно пренебрегают.

Таким образом, имеем:

Q = 11,157 + 145,621 + 574,296 = 731,074 кал.

В итоге получаем:

А

Общий ток I2 во вторичной цепи обычно превышает Iсв на величину тока шунтирования Iш:

I2 = Iсв + Iш, А, где

, А, где

, Ом,

где Rш и Хш — омическое и индуктивное сопротивление шунта. Хш = 0.

kп — коэффициент поверхностного эффекта. kп = 1.

Rш = Rшв + Rсвт, Ом

Омическое сопротивление ветви шунтирования Rшв определяется по формуле:

, Ом

где b — расстояние между точками, см;

d — диаметр точки, см;

с — удельное сопротивление материала, Ом · см;

д — толщина пластины, см.

Ом

Сопротивление материала точки определяется:

, Ом

Ом

Отсюда:

Rш = (8,091 + 80,923) · 10-6 = 89,014 · 10-6 Ом.

Тогда, после преобразований, zш равно:

, Ом

Далее вычисляем ток шунтирования:

кА.

Тогда:

I2 = 29,917 + 6,44 = 36,357 кА.

После определения действующего значения вторичного тока определяется длительное значение тока I2длит с учетом ПВ машины:

, А,

которое округляют до ближайшего большего значения ряда токов по ГОСТ 10 594–80 и которое далее фигурирует, как расчетное значение вторичного тока.

кА.

По ГОСТ 10 594–80 принимаем I2длит = 16 000А.

2. Расчет и проектирование сварочного контура

2. 1 Общие требования

Назначение машины в первую очередь определяет ее геометрические размеры вторичного контура. Для точечной машины этими размерами являются вылет и раствор хоботов, а свариваемое сечение и заданная производительность машины определяют ее электрические параметры: силу сварочного тока, вторичное напряжение сварочного трансформатора, мощность трансформатора и режим работы, исходя из выбранного режима сварки.

2. 2 Эскизирование сварочного контура

Сварочный контур состоит из жестких и гибких элементов. Элементы располагаются исходя из условия свободного ввода и вывода изделия в машину и обеспечения требования минимума площади сварочного контура с целью уменьшения его сопротивления.

2. 3 Расчет сопротивления вторичного контура

Основа методики расчета сечения вторичного контура определяется исходя из допустимой плотности тока при продолжительной работе. Допустимые плотности тока выбираются исходя из условий охлаждения. Все плотности тока выбраны из [5].

Сечение элементов вторичного контура рассчитывается по формуле:

, см2

1) Электроды

Медь М1, j = 20−50 А/мм2

см2

Отсюда получаем d1 = 2 см.

2) Электрододержатели

БрХ, j = 10−20 А/мм2, водяное охлаждение

см2

Отсюда получаем d2 = 3,2 см.

3) Хоботы

Медь М1, j = 2,4−3 А/мм2, воздушное охлаждение

см2

Отсюда получаем d3 = 8,2 см.

4) Планки

Медь М1, j = 1,8−2,2 А/мм2, воздушное охлаждение

см2

Подберем основные размеры планки:

q4 = 150 · 32 + 38 · 70 = 7460 мм2

5) Гибкие шины

Медь МГМ (фольга), j = 2,5−4 А/мм2, воздушное охлаждение

см2

Подберем основные размеры шины:

q5 = 20 · 200 = 4000 мм2

6) Колодка

Медь М1, j = 2,5−4 А/мм2, воздушное охлаждение

см2

Расчет активного сопротивления элементов вторичного контура проводится по формуле:

, Ом,

где ri — активное сопротивление, Ом

kп — коэффициент поверхностного эффекта. Для немагнитных материалов определяется по формулам:

при < 180,

при 220 > > 180,

при 220 < < 1800,

где f — частота тока, Гц

r100 — сопротивление 100 м проводника данного сечения, Ом

с0 — удельное сопротивление материала, Ом • мм2

li — длина участков, м

1) Ом

= < 180

Ом

2) Ом

= < 180

Ом

3) Ом

220 < = = 390 < 1800

Ом

4) Ом

220 < = = 456 < 1800

Ом

5) Ом

220 < = = 338 < 1800

Ом

Ом

6) Ом

220 < = = 338 < 1800

Ом

Ом

Активное сопротивление всех элементов токопровода при t = 200 С:

ra = r1 + r2 + r3 + r4 + r5 + r6 + r7 + r8 = (5,12 + 9 + 7,1 + 3,1 + 2,9 + 3,85 + 2,9 + 1,8) • 10-6 = = 33,8 • 10-6 Ом

Активное сопротивление при t = 800 С:

rt = ra • [1 + б (t — tох)], Ом

где б — температурный коэффициент сопротивления, 1/град

rt = 33,8 • 10-6 • [1 + 0,00393(80 — 20)] = 41,77 • 10-6 Ом

Число переходных контактов:

n = 2 (медь — сталь),

n = 8 (медь — медь).

Активное сопротивление одного контакта соответственно:

ra = 5 • 10-6 Ом,

ra = 2 • 10-6 Ом.

rн.к. = 2 • 5 • 10-6 + 8 • 2 • 10-6 = 26 • 10-6 Ом

rв = rt + rн.к. = (41,77 + 26) • 10-6 = 67,77 • 10-6 Ом

Принимаем rв = 68 • 10-6 Ом

Индуктивное сопротивление вторичного контура контактной машины при частоте тока 50 Гц можно определить по площади, охватываемой осями элементов контура Sв, см2:

Хв = Sв0,73 • 10-6, Ом

1) Хв1 = 3,20,73 • 10-6 = 2,33 • 10-6 Ом

2) Хв2 = 80,73 • 10-6 = 4,56 • 10-6 Ом

3) Хв3 = 530,73 • 10-6 = 18,14 • 10-6 Ом

4) Хв4 = 730,73 • 10-6 = 53,29 • 10-6 Ом

5,6) Хв5,6 = 400,73 • 10-6 = 29,2 • 10-6 Ом

Хв = Хв1 + Хв2 + Хв3 + Хв4 + Хв5 + Хв6 = (2,33 + 4,56 + 18,14 + 53,29 + 29,2 + 29,2)• • 10-6 = 136,72 • 10-6 Ом

Полное сопротивление вторичного контура:

, Ом

Задаем rт = 12 • 10-6 Ом,

Хт = 7 • 10-6 Ом,

rээ = 90 • 10-6 Ом.

, Ом

сварочный контур трансформатор ток

3 Расчет трансформатора контактной машины

3.1 Исходные данные для расчета

Для расчета трансформатора необходимы следующие исходные данные:

— номинальный длительный вторичный ток,

— режим работы ПВ,

— напряжение питающей сети,

— частота тока,

— число ступеней регулирования вторичного напряжения N,

— вторичное напряжение на номинальной ступени,

— пределы регулирования вторичного напряжения.

Из всего вышеперечисленного неизвестным является U20ном.

U20ном = I • Zм, В

U20ном = 36 357 • 246 • 10-6 = 8,9 В

U20max = 1,2 • U20 = 1,2 • 8,9 = 10,7 В

U20min = U20maxр = 10,68/2 = 5,3 В

Таким образом, имеем следующие исходные данные для расчета трансформатора:

I2дл. н = 16 000 А,

ПВ = 20%,

U1 = 380 В,

F = 50 Гц,

N = 4 ст. ,

U20ном = 8,9 В

U20max = 10,7 B,

U20min = 5,3 B,

Трансформатор броневого типа,

Сердечник шихтованный,

Материал обмоток — медь,

Охлаждение обмоток первичной и вторичной — водяное.

3. 2 Схема первичной обмотки трансформатора

Настройку контактной машины на режим по току (т.е. выбор ступени) осуществляют изменением числа витков первичной обмотки с помощью переключателя ступеней трансформатора.

Первичная обмотка делится на секции. Выводы от секций подключают к переключателю ступеней. В переключателе с помощью перемычек, ножей или рукояток осуществляют различные комбинации соединения секций для получения требуемого напряжения U20i и коэффициента трансформации Ki.

Схема первичной обмотки будет выглядеть следующим образом:

Рис. 2. Схема регулирования вторичного напряжения

Схема позволяет регулировать U20 не отключением отдельных секций первичной обмотки, а путем переключения половинок секций на параллельную работу. При этом все витки первичной обмотки остаются включенными в сеть на всех ступенях регулирования. Это позволяет сохранить симметрию потоков рассеяния трансформатора на любой ступени и постоянство индуктивного сопротивления.

Реализация данной схемы осуществляется при условии:

— каждая секция состоит из двух одинаковых частей;

— число витков в секциях находится в соотношении 1: 2: 4, т. е. происходит удвоение;

— число секций первичной обмотки соответствует числу переключателей ступеней;

— секции между собой всегда включены последовательно;

— число ступеней регулирования N = 2с, где с — число секций. Здесь N = 4, c = 2.

Принимаем число витков W2 = 1, тогда

витка,

виток

Пусть число витков одной части первой секции равно n. Тогда число витков второй секции будет 2n. Итого получается 3n. Эти 3n должны составлять 36 виток. Таким образом, число витков одной части первой секции:

витков.

Число витков одной части второй секции:

витка

Составляем таблицу.

Таблица 1

№ ступени

Положение переключателей

Число витков W1(i)

Первичный ток I1(i), А

Напряжение холостого хода U20(i), В

Схема соединения частей секций

№ 1

№ 2

I

II

1

2

2

72

156

5,3

2

1

2

60

224

6,3

3

2

1

48

350

7,9

4

1

1

36

622

10,7

3. 3 Расчет токов

Первичные токи по ступеням определяются:

, А,

где k0 = 1,05… 1,07 — коэффициент, учитывающий влияние тока холостого хода;

kN-1 — коэффициент трансформации для номинальной ступени;

Отсюда:

А

Для других ступеней:

, А

Отсюда:

А

А

А

Результаты сводим в табл.1.

3.4 Расчет сечений обмоток

Полное сечение вторичной обмотки определяется:

, мм2,

где W2 — число витков вторичной обмотки;

j2 — допустимая плотность тока во вторичной обмотке, А/мм2;

j2 = 10−15 А/мм2 [5]

мм2

Заполняем табл. 2

Таблица 2

№ ступени

Положение переключателей

Первичный ток I1(i), А

Схема соединения частей секций

Расчетное сечение провода, мм2

№ 1

№ 2

I

(12+12) В

II

(24+24) В

1

2

2

156

35 мм2 для I с.

31 мм2 для II с.

2

1

2

224

3

2

1

350

4

1

1

622

Максимальные токи в секциях

350 А

311 А

Сечение проводов каждой секции определяем по формуле:

, мм2,

где j1 = 8 — 10 А/мм2

Отсюда:

мм2

мм2

Зная количество витков в каждой секции, определим суммарное сечение витков по секциям:

, мм2

мм2

мм

Суммируя значения сечений витков по секциям, получим полное сечение первичной обмотки:

мм2

мм2

3.5 Расчет сердечника магнитопровода

Сердечник магнитопровода рассчитывается для номинальной ступени.

Определяем предварительное активное сечение стали сердечника по формуле:

, мм2,

где В — индукция в стали, Тл; В = 1,2 Тл

мм2

Определяем полное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения сталью сердечника К3 = 0,93… 0,95. Принимаем Кз = 0,93.

, м2

м2

Исходя из выражения S = bc х hc и рекомендуемого соотношения сторон bс: hc = 1: 2, определим ширину и высоту сердечника:

м

м

Принимаем hс = 0,26 м.

Число листов стали в пакете сердечника определяют:

Здесь бж — толщина листа стали без изоляции.

Определяем предварительное значение площади окна:

мм2

Здесь К30- — коэффициент заполнения окна проводом обмоток.

К30 = 0,3… 0,5

По [5] и полученным данным находим наиболее подходящий сердечник (рис. 3):

Рис. 3 Сердечник магнитопровода

Уточняем индукцию:

Условие выполняется.

3.6 Определение размеров катушек

Толщина изолированного провода витка дисковой катушки:

, мм,

где дпр — толщина изолирующей прокладки между витками;

(8 ч 10) мм — величина двух зазоров между катушкой, стержнем и ярмом;

7 мм — увеличение радиального размера катушки за счет изоляции.

мм

аиз1 = аиз2 = 2,6 мм

Толщину голого провода, а определяем из равенства:

а1 = а2 = аиз — диз, мм

где диз — толщина изоляции провода с двух сторон

диз = 0,46 мм [5]

а1 = а2 = 2,6 — 0,46 = 2,14 мм

Определим размеры голого провода по q = 31 мм2 и, а = 2,14 мм

По ГОСТ 434–71 находим:

а = 2,14 мм

b = 14 мм

Радиальный размер катушки:

А1 = А2 = Wк · (аиз + дпр) + 2 + 3 + 2, мм

где 2 мм — толщина двух изоляционных прокладок внутренней и наружной;

3 мм — толщина наружной изоляции с двух сторон катушки, в которой учитывается зазор между слоями изоляции и ее разбухание после пропитки;

2 мм — увеличение радиального размера катушки после снятия ее с оправки

А1 = А2 = 36 · (2,6 + 0,17) + 7 = 106,72 мм

Внутренний размер катушки по ширине:

Бк = bс + Ж, мм

где bс — ширина стержня, на который надевается катушка, мм;

Ж — двухсторонний зазор между катушкой и стержнем

Ж = 10 … 15 мм

Бк = 230 + 10 = 240 мм

Внутренний размер катушки по длине:

Вк = hc + Г, мм

где hc — толщина пакета, мм

r — зазор, который принимается равным 10 … 26 мм

Вк = 490 + 10 = 500 мм

Внутренний радиус закругления катушки принимается равным R = 15 мм

Сечение выводов катушек определяется:

qв = I1max / j, мм2,

где j — допустимая плотность тока в выводах

j = 5 … 6 А/мм2

qв = 350 / 6 = 117 мм2

Ширину вывода принимаем Вв = 20 мм, толщину вывода ав = 2 мм.

Определим размеры вторичного витка. Сечение каждого диска:

qд = q2 / nд, мм2,

где nд — число дисков вторичного диска.

qд = 3200 / 2 = 1600 мм2

Радиальный размер диска, находящийся в зоне окна сердечника определяется:

, мм,

где — зазор между диском и стержнем с одной стороны, мм

Н — зазор между диском и ярмом с одной стороны

Н = 4 … 5 мм

мм

Аксимальный размер диска по ширине:

bд = q2 / ад, мм

bд = 3200 / 99 = 31 мм

Внутренний размер диска по ширине:

Л = bс + (Ж — 6), мм

Л = 230 + (10 — 6) = 234 мм

По длине:

Р = hс + (Г — 6), мм

Р = 490 + (10 — 6) = 494 мм

Размеры радиусов диска принимаем:

внутренний радиус Rвн =10 мм;

внешний радиус R = 50 мм

Определяются размеры контактной плиты трансформатора. Толщина контактной плиты принимается равной 30 мм с диаметром охлаждающих каналов 8 мм. Сечение контактной плиты:

qпл = I2max / jпл, мм2,

где jпл — допустимая плотность тока, принимается 3 … 4 А/мм2 при охлаждении водой.

qпл = 311 / 4 = 78 мм2

Далее определяется высота пакета обмоток. Суммарная высота пакета обмоток Нп в окне трансформатора определяется по формуле:

Нп = 2nдbk + nдbд + 2nдД12 + д12(nд — 1), мм,

где Д12 — толщина изоляционных прокладок между дисками первичной обмотки и вторичного витка, равная 1 мм; д12 — расстояние между катушечными группами, берется равным 6 … 15 мм

Нп = 2·2·5 + 2·31 + 2·2·1 + 6·(2 — 1) = 92 мм

Уточняем возможность размещения пакета обмоток в окне трансформатора и изоляции его от ярма по условию:

Нп + (6 ч 12) = h0

92 + 6 = 98 < 100

Условие выполняется.

4. Поверочный расчет трансформатора

4.1 Определение массы активных материалов

Он выполняется с целью определения фактических сопротивлений обмоток трансформатора, тока холостого хода, потерь электроэнергии и КПД трансформатора.

Массу сердечника трансформатора определяют в общем виде:

Gс = гс · УVc, кг,

где гс — плотность электротехнической стали, г/см3;

УVc — суммарный объем магнитопровода, см3. для трансформаторов броневого типа:

УVc = hc·(Hl — 2h0b0)·K3, см3

УVc = 49·(33·69 — 2·11,5·10)·0,93 = 93 282 см3

Gс = 7,55·93 282 = 704 кг

Масса провода катушек первичной обмотки подсчитывается:

G1общ = nк1·Gк1+ nк2·Gк2 …, кг

где nк1, nк2 — число катушек из одинакового провода;

Gк1, Gк2 — масса катушек из одинакового провода, кг

Масса отдельной катушки подсчитывается по формуле:

Gкi = kгпWкi lср.к. q1(i), кг

где k — коэффициент, учитывающий увеличение массы провода за счет изоляции.

k = 1,03 … 1,08;

гп — плотность материала провода, г/см3;

Wкi — число витков в катушке;

lср.к. — средняя длина витка, м;

q1(i) — сечение одного витка катушки, мм2

, м

, м

Gк1 =1,03·8,9·36·210·0,35 = 24,3 кг

Gк2 =1,03·8,9·36·210·0,31 = 21,5 кг

G1общ = 2·24,3+2·21,5 = 91,6 кг

Масса дисков вторичного витка приближенно подсчитывается по формуле:

G2 = nдгпWкi lср.д. qд, кг

где lср. д — средняя длина диска, для упрощения принимаем lср. д= lср. к

G2 = 2·8,9·210·16 = 59,8 кг

Суммарная масса трансформатора:

Gтр= Gс +G1общ +G2, кг

Gтр= 704+91,6+59,8=855,4 кг

4.2 Расчет тока холостого хода

Магнитные потери в стали трансформатора определяют по формуле:

P0 = kд ·Рс ·Gс, Вт

где Рс — удельные потери в стали магнитопровода. Принимают по табл. 4−4[5];

kд — коэффициент добавочных потерь. Обычно рекомендуется kд = 1,2.

P0 = 1,1 ·1,5 ·704 = 1267,2 Вт

Ток холостого хода определяется для номинальной ступени по формуле:

, А

где Iоа — активная составляющая тока холостого хода, определяется:

Ioa = P0/U1, А

Iор — реактивная составляющая тока холостого хода, определяется:

, А

где Кг- — коэффициент, учитывающий наличие высших гармоник в кривой намагничивающего тока. Возьмем из табл. 4−6 [5].

Суммарная МДС:

УAW = aw·lм+0,8n3д3

где lм — средняя длина магнитной линии

, м

м

УAW = 6,5·79,1+0,8·1,2·0,005·104 = 610,15 А

А

А

4.3 Определение потерь электроэнергии

Активные сопротивления обмоток.

Сопротивление первичной:

, Ом

где сt — удельное сопротивление материала обмоток при температуре Т;

сt = с0(1+бT)

Кп1, Кп2 — коэффициенты поверхностного эффекта;

Кп = 1+0,09б4

lср. к, lср. д — средняя длина одного витка первичной и вторичной обмоток.

Кп1 = 1+0,09·(2,2·10-3)4 = 1

Ом

Ом

R1 = 0,07+0,08 = 0,15 Ом

Сопротивление вторичной обмотки:

, Ом

Кп2 = 1+0,09·0,3684 = 1

Ом

Активные потери в первичной обмотке:

P1 = I21дл. н·R1 = 3502·0,15 = 18 375 Вт

Активные потери во вторичной обмотке:

P2 = I22дл. н·R2 = 16002·0,16 = 4096 Вт

Полные потери в обмотках:

Рм = Р12=18 375+4096=22 471 Вт

Суммарные потери электроэнергии в трансформаторе:

Р = Рм0 = 22 471+1267=23 738 Вт

4.4 Полное сопротивление трансформатора

Оно определяется по формуле:

, Ом

где R''тр — активное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке. Оно определяется:

R''тр = R1/Kном2 + R2, Ом

где Kном — коэффициент трансформации на номинальной ступени;

R''тр = 0,15/642+0,16 = 0,53 Ом

Х''тр — полное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке. Определяется:

, Ом

где Х'тр — индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к первичной обмотке:

, Ом

где Д=А+Б — расстояние между серединами обмоток в окне, см;

Д = 10,672+24 = 34,672 см

дs — эквивалентное расстояние между первичной и вторичной обмотками:

, см

где p=nд — число катушечных групп;

см

ls — расчетная длина средней силовой линии:

, см

см

Ом

Ом

Ом

4.5 Коэффициент мощности и КПД трансформатора

Коэффициент мощности для трансформатора:

Коэффициент мощности машины:

КПД трансформатора:

з? 0,9 … 0,96

5. Проверка принятых вторичных ЭДС

Вторичная ЭДС спроектированного трансформатора для номинальной ступени:

E2ном? U20ном = I2ном·Zм, В,

где U20ном = 8,9 В,

I2ном = 36 357 А,

— полное сопротивление машины на номинальной ступени, Ом

Ом

E2ном = 36 357·2,279·10-4 = 8,3 В

Отклонение от принятой величины:

Расхождение в пределах ±10% допускается. Поэтому оставляем полученное значение.

Литература

1. Ильин В. П. Технология и оборудование контактной сварки. Методические указания по выполнению курсового проекта. Ч.1. — Ижевск: ИжГТУ, 1986

2. Ильин В. П., Грязнов Р. Н. Технология и оборудование контактной сварки. Методические указания по выполнению курсового проекта. — Ч.2. Ижевск: ИжГТУ, 1987

3. ОСТ 92−1115−79. Сварка точечная и шовная контактная.

4. Справочник по электротехническим материалам. В 3-х тт. Под ред. Корицкого Ю. В. — Л.: Энергия, 1976

5. Рыськова З. А. Трансформаторы для электрической контактной сварки. Л., «Энергия», 1975

6. Глебов Л. В. и др. расчет и конструирование машин контактной сварки. — Л.: Энергоиздат, 1981

7. Сергеев Н. П. Справочник молодого сварщика на контактных машинах. — М.: Высш. Школа, 1979

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой