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

6.7. Влияние фазовой отсечки на коэффициенты мощности машины и трансформатора при нагрузке

Регулирование сварочного тока методом фазовой отсечки сетевого напряжения существенно влияет на энергетические показатели машины, в частности на коэффициент мощности.

При регулировании сварочного тока /гном за счет ступенчатого изменения вторичного напряжения трансформатора в режиме полнофазного включения коэффициент мощности созф на зажимах машины (до прерывателя) и на зажимах первичной обмотки трансформатора (после прерывателя) имеет одно и то же значение.

При переходе с одной ступени на другую параметры машины в режиме КЗ практически остаются постоянными и незначительные изменения созф происходят только за счет изменения сопротивления свариваемых деталей г.

При регулировании тока фазовой отсечкой сетевого напряжения на зажимах машины напряжение всегда синусоидальное (сетевое), а ток содержит высшие гармоники. Коэффициент мощности характеризуется углом сдвига фаз между синусоидальным напряжением и первой гармоникой тока.

На зажимах трансформатора напряжение и ток имеют сложную форму, и коэффициент мощности характеризуется углом сдвига фаз между эквивалентными синусоидальными напряжением и током.

В каждом из этих случаев коэффициент мощности равен отношению активной мощности к полной, т. е. %m=Pm.t/Sm.t и Гт=Рт.г/5т.г, где Рм.г и 5м.г -активная и полная мощности на зажимах машины; Рт.г и 5т. г -то же соответственно на зажимах трансформатора. Квадрат полной мощности на зажимах машины

Si. г = иЩ =UUln + ll + ... + II) = Ulfn + + Ul (/?3 +. . . + Ilk) = иШг cos Ф1 + иЛ sin щ + + Ul {Il +...+l\k) = Pi. rPU + Pl...

Здесь

Рм.г=/Л1С08ф1 (6.28)

- активная мощность;

Р,м=/с/изшф1 (6.29)

- реактивная мощность и Ри. м = л/и1{1Ь + ... + 1,к)-мощность искажения; ф, - угол сдвига фаз между синусоидальным напряжением сети и первой гармоникой тока.



На зажимах трансформатора

Известно, что активная мощность гармоники будет только в том случае, когда данная гармоника имеется в кривой тока и напряжения и когда угол сдвига фаз между током и напряжением гармоники отличен от 90°. Следовательно, активная мощность доставляется к зажимам машины из сети лишь первой гармоникой тока, а к зажимам трансформатора - первой, третьей, k-й гармониками тока и напряжения. В случае исполь-

Ркг =УсЛ, cos(р, -t-.rjS COSCf

X-о-

Рис. 6.9. Диаграмма активной мощности мащины с прерывателем

зования тиристорного прерывателя активная мощность на зажимах машины отличается от мощности на зажимах трансформатора только на величину потерь в прерывателе ДРдр, как это видно из рис. 6.9. Учитывая, что эти потери составляют не более 1 % от общей мощности, ими можно пренебречь. Тогда активная мощность на зажимах машины при отсечке равна активной -мощности на зажимах трансформатора:

Рт. г = Рт. г = и III и cos фи -f Uisha cos ф1з -f . . . -f

-f UIi, cos Ф1;, = Pn + Pi3 + . . . + Pik = Pr, (6.30)

где Pii, Pis, Pih - активные мощности, доставляемые

к трансформатору k-ии гармониками; cos фи, созфгз, cosfpik - косинусы углов сдвига фаз между током и напряжением гармоники одного порядка.

Анализ изменения составляющих активной мощности на PL-нагрузке от первых и высших гармоник тока и напряжения в зависимости от глубины фазовой отсечки, характеризуемой разностью а-ф, показал, что активная мощность к нагрузке, находящейся за прерывателем, доставляется из сети главным образом первыми гармониками тока и напряжения. Составляющие активной мощности от высших гармоник изменяют Рт.г не более чем на 3 %. Пренебрегая этими мощностями, получим

Рм. г = Рт. г = Рг = Uuljx COS ф11.



Поскольку созфп обусловливается теми же параметрами машины {гм и лгм), что и созф, то Рг=11/11С08ф. Рсактивная мощность, так же как и активная, к зажимам трансформатора доставляется первыми гармониками напряжения и тока, и ее значение будет Рдт = С11/п8Шф. На рис. 6.10, а приведены кривые напряжения и тока для машины с со8ф=0,6 (ф=53°) при пол-


Рис. 6.10. К определению угла сдвига фаз фи между сетевым напряжением Uc и первой гармоникой тока /п

нофазном включении, на рис. 6.10,6, в - кривые напряжения и тока сложных форм и их первые гармоники при снижении тока фазовой отсечкой до Ki = 0,5. Для этого случая, пользуясь данными табл. 6.1, имеем а=102°; Х=122°; C/ir=0,67 С/с", 1п = = 0,47/1 ном и f;„=0,47f/c.

Из рисунка видно, что угол ф1 между напряжением сети Uc и первой гармоникой тока in складывается из суммы двух углов:

ф1 = ф + ш (6-31)



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