Определение пределов регулирования вторичного напряжения холостого хода и числа витков первичной обмотки трансформатора

Регулирование вторичного напряжения при контактной сварке осуществляется изменением трансформации путем секционирования первичной обмотки. Число ступеней регулирования должно быть таким, чтобы коэффициент нарастания вторичного напряжения был не более 1,2.

Для проектируемого трансформатора выбираем восемь ступеней регулирования. За номинальную ступень принимаем предпоследнюю.

Максимальное вторичное напряжение холостого хода на последней ступени:

 

U_{20 max}= 1,2 U_ном= 1,2·7,43,=8,91 В,

 

Минимальное вторичного напряжение на первой ступени:

 

В

 

По заданному значению первичного напряжения трансформатора и расчетным значениям U_20макс и U_20мин определяют число витков первичной обмотки, включаемых в сеть на первой и последней ступенях с учетом числа вторичных витков w₂. Ввиду того, что у большинства контактных трансформаторов один вторичный виток, то

 

 

где U₁ - напряжение на первичной обмотке трансформатора, В:

U₁= U_с-U_к, U_с - напряжение сети (U_с= 380 В), U_к - падение напряжения на контакторе (U_к= 1 В для тиристорного контактора), В

; .

Электрическая схема переключения ступеней

Витки первичной обмотки распределяются по секциям в соответствии с законом арифметической прогрессии:секция - две части по «n» витков в каждой;секция - две части по «2n» витков в каждой;секция - две части по «4n» витков в каждой.

 

 

 

Вторичное напряжение на каждой ступени:

 

, В

 

Первичный ток на других ступенях:

 

Определение длительного (при ПВ=100%) первичного каждой ступени

Длительный первичный ток на номинальной ступени:

 

, А

 

где ПВ - режим работы трансформатора в%, для стыковых машин 20%.

 

 

Длительный первичный ток на других ступенях:

 

, А

Расчет сечения вторичного витка

, мм²

 

где:

j_2д - допустимая плотность тока во вторичном контуре, А/мм².

Для витка, сваренного из медных дисков, с трубками охлаждения напаянными по внешнему контуру j_2д =6 А/мм²;

I_2д - длительный вторичный ток, А.

Длительн        ый вторичный ток определяется из соотношения

 

 

Принимаем по ГОСТ 10594-80 длительный сварочный ток 15000 А.

 мм ²_.

Расчет сечения проводов каждой секции первичной обмотки

, мм²

 

где q_1х - площадь поперечного сечения провода секции, мм²;

I_{1дх max} - максимальный длительный ток в секции, А;

j_1д - допускаемая плотность тока в первичной обмотке, А/мм²;

Для проектируемого трансформатора выбираем дисковые катушки, плотно прижатые к дискам вторичного витка - j_1д= 5 А/мм²

 

 

Определение общего сечения первичной обмотки и вторичного витка

Общее сечение первичной обмотки и вторичного витка определяется их суммой:

 

Расчет активного и полного сечения сердечника магнитопровода

Активное сечение сердечника определяется по формуле

 

 

где f - частота переменного тока, Гц

В- индукция, Тл

Е₁= U₁ - ЭДС первичной обмотки трансформатора, В

м²

Коэффициент заполнения:

 

где d_ж - толщина отдельных листов пакета, мм;

d_ж=0,5 мм.

Полное сечение: