Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

саторных машин не отличаются от трансформаторов других машин контактной сварки. Некоторые особенности их электрического расчета и конструкций обусловливаются только значением и формой заданного импульса сварочного тока, который и является определяющим параметром при расчете трансформатора. Из числа этих особенностей необходимо выделить следующие:

1. Малые ПВ и число циклов перемагничивания магнитопровода позволяют пренебречь потерями на вихревые токи и гистерезис и набирать магнитопровод из листов малоуглеродистой стали толщиной до 2 мм.

2. Возможность уменьшения дорогостоящей батареи конденсаторов обеспечивается за счет снижения активного сопротивления машины. По этой причине обмотки трансформатора и элементы токопровода сварочного контура выбираются несколько большего сечения, чем это требуется по допустимым нагревам.

3. Малое число ступеней регулирования вторичного напряжения XX (не больше двух) обусловлено тем, что регулирование значения импульса сварочного тока в конденсаторных машинах может обеспечиваться изменением емкости (для чего батарея конденсаторов разделена на секции - рис. 7.19, а) и напряжения, до которого может быть заряжена батарея. Это достигается благодаря независимому управлению зарядными выпрямителями, которое позволяет разряжать батарею до различных значений начального разрядного напряжения на ней. Независимое управление разрядными тиристорами может обеспечить и последовательный разряд батареи с регулируемой задержкой между разрядами и импульсами.

Заряд секций батареи может производиться одним выпрямительным устройством, или каждая секция заряжается индивидуальным выпрямителем, каждый из которых управляется независимо друг от друга.

Некоторые принципиальные схемы питания трансформаторов как в машинах старых выпусков, так и в современных приведены на рис. 7,-19, а, в, г, д. Схема на рис. 7.19, а в настоящее время является самой распространенной. Разряд конденсаторной батареи производится через тиристоры VS1 и VS2 с изменением полярности напряжения разряда. В результате этого трансформатор имеет одну первичную обмотку, а насыщение магнитопровода обеспечивается чередованием импульсов тока. Схема на рис. 7.19, в применялась в машинах старых выпусков. Здесь первичная обмотка одна, но для ограничения намагничивания магнитопровод делается с зазором. В схеме на рис. 7.19, г первичная обмотка разбита на две одинаковые части со средней точкой, перемагничивание обеспечивается переключением тиристора VS1 или VS2. В схеме на рис. 7.19, д импульс двухступенчатый, получаемый от конденсаторной батареи с напряжением Uci через тиристор VS1 и затем от конденсаторной

о г. .о, 353



батареи с С/с2 через тиристор VS2. Магнитопровод с зазором. Подробно различные схемы разрядных цепей рассмотрены в работе [3]. Здесь на них останавливаться не будем, так как инженерный метод расчета трансформатора производится по любому импульсу, заданному из технологических соображений.

Для расчета трансформатора по заданному импульсу задаются следующие технические данные: 1. Максимальный сварочный ток /гш Б амперах. 2. Начальное, или рабочее, напряжение конденсаторов С/со в вольтах. 3. Время нарастания тока до максимума Tzm в секундах. 4. Параметры машины: омическое сопротивление Гм • 10~ в омах и индуктивность L • 10~ в генри. 5. Время одного цикла в секундах (или производительность- число сварок в минуту). 6. Регулирование импульса сварочного тока коэффициентом трансформации К, емкостью батареи С и начальным напряжением на батарее Uco- 7. Схема питания трансформатора (с чередованием разрядного импульса или без него).

Перед началом расчета производится корректировка заданных параметров проектируемой машины Гм. экв и С-м в следующем порядке:

1. Параметры машины Гщ и зависят от размеров сварочного контура машины и от сечения его элементов. Они могут быть рассчитаны ориентировочно по методике, изложенной в § 1.15- 1.18, или определены путем сравнения проектируемой машины с существующей, имеющей примерно такой же сварочный контур и известные данные опыта КЗ на токе частотой 50 Гц. При этом индуктивность Lm не зависит от эквивалентной частоты импульса тока и принимается примерно равной Lm машины-прототипа.

Активное сопротивление должно быть приведено к эквивалентной частоте тока, которая определяется по формуле

/зкв = 4/(2Т2т). (7-37)

Сопротивление свариваемых деталей Гээ может быть определено по § 1.11 или опытным путем.

При низких частотах (6-60 Гц в большинстве конденсаторных машин) зависимость активного сопротивления от частоты может с приемлемой погрешностью считаться линейной, и тогда гм. экв определяется обычным интерполированием по формуле

Гм. экв = мо--(Гм. к. 3-fмо) (7.38)

где Гмо, Гм. к. 3 - соответственно сопротивления машины-прототипа постоянному току и при коротком замыкании на частоте 50 Гц.

2. Начальное напряжение С/со определяется после выбора типа конденсаторов для проектируемой машины и принимается



в расчете несколько меньшим, чем номинальное напряжение. Это обеспечивает некоторый запас по надежности.

Определение расчетных величин трансформатора производится по следующим формулам, используемым при инженерном расчете основных элементов разрядных цепей при колебательном разряде.

1. Требуемая номинальная емкость конденсаторной батареи, приведенная ко вторичной обмотке,

C = cos-Y/(6-2L„). (7.39)

Здесь б - коэффициент затухания процесса разряда:

- = 2 " . (7.40)

6 Гм. экв

Величина 1/6 есть постоянная времени разрядной цепи, отсюда

6 = r„.3kb/(2L„). (7.41)

Здесь Гм. э - в микроомах; Ьм - в микрогенри; у - параметр, характеризующий процесс разряда. Он определяется из соотношения

У ctg у = 8Т. (7.42)

Значения cos у определяются по формуле

cosv = SV (7.43)

или по кривым на рис. 7.20.

2. Требуемое вторичное напряжение в начале разряда

Здесь е~- - по кривой на рис. 7.20.

3. Коэффициент трансформации на номинальной ступени

KUcolUo. (7.45)

4. Емкость батареи конденсаторов

С = С-low. (7.46)

5. Номинальная запасаемая энергия батареи

\Г„ом = СС/о-10-/2. (7.47)

6. Расчетные токи обмоток:

UJlS; ,7.48) = ,7.49)

V 2r„. эквц

Максимальное значение основного потока, соответствующего заданному импульсу тока,

ф = JhsiL. 6 sin у (2 cos V -Ь е- <«-v) ctg v), (7.50)

1/12* 355



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139