И выбор сварочной машины

Расчет трансформатора контактных машин имеет специфические особенности по сравнению с другими типами трансформаторов. В частности, рассчитываются напряжения по ступеням трансформатора, размеры сердечника, сечение консолей и обмоток, мощность, КПД трансформатора и другие величины. На основе расчетных данных производится построение внешней характеристики машины на номинальной (предпоследней) ступени.

Исходные данные для расчета:

1. Напряжение питающей сети (обычно 380 В).

2. Частота переменного тока (обычно 50 Гц).

3. Продолжительность включения ПВ (выбирается в зависимости от типа соединения и способа сварки).

4. Ориентировочная мощность Р_НОМ, кВА.

5. Величина сварочного тока.

6. Потребный вылет консолей и раствор электродов в соответствии с размерами деталей.

7. Марка и толщина свариваемого материала.

Расчет трансформатора производится в следующей последовательности.

2.5.1 Рассчитанный сварочный ток I_СВ округляют до ближайшего обязательно большего значения номинального тока из рекомендуемого ряда сварочных токов для контактных машин (А): 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12500, 16000, 20000, 25000, 32000, 40000, 63000, 80000, 100000, 125000, 160000, 200000, 250000, 320000.

Номинальное вторичное напряжение холостого хода сварочной машины U_20НОМ (В) определяется по формуле

U_20НОМ = I_СВ ·Z_М^’, (15)

где I_СВ – номинальный сварочный ток, А; Z_М^’ – полное сопротивление сварочной машины, приведенное к вторичной цепи, включая сопротивление свариваемых деталей, мкОм.

, (16)

где R_K – суммарное активное сопротивление сварочного контура машины, мкОм (обычно 40 – 50 мкОм); x_K – индуктивное сопротивление сварочного контура машины (выбирается по площади рабочего пространства), мкОм; R_ТР – активное сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к вторичной цепи, мкОм (обычно 12 – 18 мкОм); x_ТР – индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к вторичной цепи, мкОм (обычно 15 – 20 мкОм); R_СВ – активное сопротивление зоны сварки, мкОм.

Активное сопротивление внешнего контура R_K складывается из активных сопротивлений отдельных элементов контура и сопротивлений контактов между ними. На первой стадии проектирования суммарное активное сопротивление сварочного контура приближенно может быть определено по эмпирической формуле

R_K = 30 + 2 , (17)

где S_K = Н·L – площадь, охватываемая сварочным контуром, см² (рис. 7).

Индуктивное сопротивление сварочного контура приближенно определяется по формуле

x_K = , (18)

где Z_K = 50 + 0,1S_K + 4 , мкОм.

Приведенные активное R_ТР и индуктивное x_ТР сопротивления обмоток трансформатора в зависимости от типа машины и номинального сварочного тока выбираются по табл. 6.

		Рисунок 6 - Элементы сварочного контура: 1 – корпус (станина); 2, 3 – верхняя и нижняя консоли; 4 – электрододержатели; 5 – электроды; 6 – шины токоподвода; 7 – трансформатор; l и h – соответственно вылет и раствор консолей.

2.5.2 Определение номинальной мощности трансформатора:

P_НОМ = I_СВ·U₂₀ (19)

.

Таблица 6 - Параметры I, R трансформаторов типовых машин

№	Тип сварочной машины	Номинальный сварочный ток, А	Приведенные к вторичной цепи сопротивления трансформатора, мкОм
RТР	xТР
1.	Машины точечные стационарные	до 2500
до 5000
до 10000
до 20000
до 30000
до 40000
более 40000	7,5
2.	Машины точечные подвесные	до 10000
до 20000
3.	Машины шовные	до 10000
до 20000
более 20000

2.5.3 Определение пределов регулирования вторичного напряжения холостого хода трансформатора. Регулирование вторичного напряжения при контактной сварке осуществляется изменением коэффициента трансформации путем секционирования первичной обмотки.

Число ступеней регулирования выбирается таким, чтобы коэффициент нарастания напряжения по ступеням был не более 1,2.

За номинальную ступень принимается последняя, тогда максимальное вторичное напряжение холостого хода (на последней ступени) будет равно:

U_20МАХ = 1,2U_20НОМ, (В). (20)

Отношение максимального вторичного напряжения к минимальному принимается равным двум:

. (21)

Тогда U_20МIN = U_20MAX /2.

2.5.4 Определение максимального и минимального числа витков первичной обмотки трансформатора

. (21)

Ввиду того, что у многих трансформаторов для контактной сварки один вторичный виток:

; (22)

, (23)

где U₁ – напряжение на первичной обмотке трансформатора.

При использовании игнитронных контакторов необходимо учитывать падение напряжения на игнитронах (~ 20 В).