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.

 

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 r_i - активное сопротивление, Ом

k_п - 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

 

 

ρ₀ - удельное сопротивление материала, Ом ∙ мм²/м

l_i - длина участков, м

 

) Ом

= < 180

 Ом

) Ом

= < 180

 Ом

) Ом

< = = 390 < 1800

 Ом

) Ом

< = = 456 < 1800

 Ом

) Ом

< = = 338 < 1800

 Ом

 Ом

) Ом

< = = 338 < 1800

 Ом

 Ом

 

Активное сопротивление всех элементов токопровода при t = 20⁰ С:

 

r_a = 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:

 

r_t = r_a ∙ [1 + α(t - t_ох)], Ом

 

где α - температурный коэффициент сопротивления, 1/град

 

r_t = 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:

 

r_a = 5 ∙ 10^-6 Ом,

r_a = 2 ∙ 10^-6 Ом.

r_н.к. = 2 ∙ 5 ∙ 10^-6 + 8 ∙ 2 ∙ 10^-6 = 26 ∙ 10^-6 Ом

r_в = r_t + r_н.к. = (41,77 + 26) ∙ 10^-6 = 67,77 ∙ 10^-6 Ом

 

Принимаем r_в = 68 ∙ 10^-6 Ом

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

 

Х_в = S_в^0,73 ∙ 10^-6, Ом

) Х_в1 = 3,2^0,73 ∙ 10^-6 = 2,33 ∙ 10^-6 Ом

) Х_в2 = 8^0,73 ∙ 10^-6 = 4,56 ∙ 10^-6 Ом

) Х_в3 = 53^0,73 ∙ 10^-6 = 18,14 ∙ 10^-6 Ом

) Х_в4 = 73^0,73 ∙ 10^-6 = 53,29 ∙ 10^-6 Ом

,6) Х_в5,6 = 40^0,73 ∙ 10^-6 = 29,2 ∙ 10^-6 Ом

Х_в = Х_в1 + Х_в2 + Х_в3 + Х_в4 + Х_в5 + Х_в6 = (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 r_т = 12 ∙ 10^-6 Ом,

Х_т = 7 ∙ 10^-6 Ом,

r_ээ = 90 ∙ 10^-6 Ом.

, Ом

сварочный контур трансформатор ток

3 
Расчет трансформатора контактной машины

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 U_20ном.

 

U_20ном = I_2н ∙ Z_м, В

U_20ном = 36357 ∙ 246 ∙ 10^-6 = 8,9 В

U_20max = 1,2 ∙ U₂₀ = 1,2 ∙ 8,9 = 10,7 В

U_20min = U_20max/К_р = 10,68/2 = 5,3 В

 

Таким образом, имеем следующие исходные данные для расчета трансформатора:

 

I_2дл.н = 16000 А,

ПВ = 20 %,

U₁ = 380 В,

F = 50 Гц,

N = 4 ст.,

U_20ном = 8,9 В

U_20max = 10,7 B,

U_20min = 5,3 B,

 

Трансформатор броневого типа,

Сердечник шихтованный,

Материал обмоток - медь,

Охлаждение обмоток первичной и вторичной - водяное.