Электрическая схема переключения ступеней
Распространена схема, позволяющая регулировать вторичное напряжение путем переключения секций первичной обмотки на параллельное и последовательное соединение (рис. 8). Вся первичная обмотка состоит из нескольких секций. Каждая секция состоит из двух частей, имеющих одинаковое количество витков, намотанных проводом одного размера и конструктивно уложенных в две совершенно одинаковые катушки. Только в этом случае активные и индуктивные сопротивление каждой части секции будут одинаковы и равномерно нагружены при их параллельном соединении. Части одной секции могут соединяться между собой последовательно и параллельно, а секции между собой всегда соединяются последовательно.
Витки первичной обмотки распределяются по секциям следующим образом: I секция – две части по «П» витков в каждой; II секция – две части по «2П» витков в каждой; III секция – две части по «4П» витков в каждой и т.д. Количество секций определяется требуемым числом ступеней регулирования вторичного напряжения: при 4 ступенях – 2 секции; при 8 ступенях – 3 секции; при 16 ступенях – 4 секции и т.д.
2.5.6 Составление электрической схемы соединения витков первичной обмотки (рис. 8.) и таблицы переключения для всех ступеней:
2.5.7 Расчет числа витков первичной обмотки и вторичного напряжения холостого хода на каждой ступени. 2.5.8 Определение первичного тока на номинальной ступени: , (А). (24) 2.5.9 Определение расчетного первичного тока на номинальной ступени: , (А). (25) где ПВ – режим работы трансформатора (продолжительность включения), %. Выбирается в зависимости от назначения трансформатора. 2.5.10 Определение первичного тока на каждой ступени: ; (А), (26) где х – номер ступени трансформатора. 2.5.11 Определение расчетного первичного тока на каждой ступени ; (А), (27) 2.5.12 Определение расчетного вторичного тока: , (А). (28) 2.5.13 Расчет сечения проводов каждой секции первичной обмотки: , мм2, (29) где - площадь поперечного сечения провода секции «х»; х – номер секции; - максимальный расчетный ток, протекающий через части секции «х». При определении максимального расчетного тока, ток на последней ступени в расчет не принимается; - допускаемая плотность тока для первичной обмотки (табл. 7).
2.5.14 Расчет сечения вторичного витка и консолей: , мм2, (30) где - допустимая плотность тока во вторичном витке. Выбирается по табл. 8 в зависимости от принятой схемы охлаждения трансформатора. Проверка жесткости консолей по допустимому прогибу (1 мм на 1 м длины) и усилию сжатия.
Таблица 7 - Допустимые плотности тока для проводов и выводов катушек первичной обмотки с изоляционными материалами класса «А»
_________________ Примечание: для первичной обмотки с изоляционными материалами класса «Е» плотности тока по пунктам I и II должны быть повышены на 10 %, для класса «В» - 15 %.
Таблица 8 - Допустимые плотности тока вторичной обмотки с изоляционными материалами класса «А», «Е», «В»
2.5.15 Определение суммарного сечения первичной обмотки и вторичного витка: g = g1 + g2, (31) где ; к – количество секций в первичной обмотке.
2.5.16 Расчет активного и полного сечения сердечника магнитопровода. Активное сечение сердечника определяется по формуле ; см2, (32) где f – частота переменного тока, Гц; В – индукция в гауссах. Выбирается для номинальной ступени в соответствии с табл.9; Е1 – ЭДС первичной обмотки трансформатора, В. При расчетах можно принимать Е1 = U1 – при электромагнитном контакторе и Е1 = U1 – 20 – при игнитронном контакторе.
Таблица 9 - Рекомендуемые величины индукции стали сердечников контактных трансформаторов
В трансформаторах стержневого типа расчетная величина активного сечения относится ко всем участкам магнитной цепи, а в трансформаторах броневого типа – к среднему стержню, на котором расположены обмотки. При определении полного сечения сердечника необходимо учитывать коэффициент заполнения КЗ, который показывает, какую часть геометрического сечения сердечника занимает активное сечение. Коэффициент КЗ зависит от толщины листов, от вида межлистовой изоляции и от плотности запрессовки. Для лакированных сталей: , (33) где SЖ – толщина отдельных листов пакета, мм (выбирается в зависимости от марки стали по табл. 9). Таким образом, полное сечение сердечника равно: . (34) 2.5.17 Определение размеров сердечника. Площадь окна сердечника определяется суммарной площадью обмоток g, которые необходимо разместить в окне: ; мм2, (35) где КЗО – коэффициент заполнения окна. Коэффициент заполнения окна показывает, какую часть площади окна занимает непосредственно обмоточный провод. Остальная часть окна предназначается для изоляции обмоток, прокладок и воздушных зазоров между катушечными группами, а также между сердечником и обмотками. КЗО зависит от габаритов трансформатора и выбирается в соответствии с табл. 10. Таблица 10
По рассчитанной площади окна в табл. 11 определяют размеры пластин трансформаторного железа. 2.5.18 Определение толщины пакета сердечника: ; см2, (36) где S – полное сечение сердечника, см2; 2А – ширина среднего стержня, см. 2.5.19 Определение числа пластин в пакете: , штук. (37) 2.5.20 Разбивка первичной обмотки по катушкам. При распределении первичной обмотки по катушкам необходимо, чтобы каждая катушка изготавливалась из провода одного сечения и включала витки целых частей или нескольких секций. Количество катушек должно быть четным и обычно выбирается в пределах от 4 до 10. Например, обмотку, показанную на рис. 9, можно разбить на 6 катушек (по две катушки на каждую секцию), из которых две – по 4 витка (секция 1), две – по 8 витков (секция 2) и две по 16 витков (секция 3). Эту же обмотку можно разбить на 4 катушки – две по 4 + 8 витков первой и второй секции и две катушки по 16 витков третьей секции. Возможны и другие варианты.
Таблица 11 - Размеры магнитопроводов
2.5.21 Расчет размеров обмоточных проводов первичной обмотки. Толщина изолированного обмоточного провода рассчитывается для каждой катушки по формуле ; мм, (38) где Б – ширина окна магнитопровода, мм; - число витков в катушке; - толщина изоляционной прокладки между витками, мм (табл. 12); - величина двух зазоров между сторонами катушки, ярмом и стержнем, мм; 7 – увеличение размера за счет изоляции, пропитки катушки и т.п., мм. Толщина голого обмоточного провода равна: а = аИЗ - δИЗ, (39) где δИЗ – толщина изоляции выбирается по табл. 13. Ширина голого провода каждой катушки равна: , (40) где - принятое сечение провода катушки. Рассчитанные размеры проводов для каждой катушки округляются до ближайших размеров по ГОСТ 14111-86. При выборе размеров проводов необходимо учитывать следующее: 1. Применение проводов шириной более 14,5 мм нецелесообразно из-за значительного увеличения потерь мощности. 2. Не следует выбирать провода, у которых толщина превышает ширину. Это создает затруднения при намотке и вызывает искажение формы катушки. Для окончательно выбранных проводов определяется фактическая плотность тока (если она превышает допустимую плотность, рекомендуемую табл. 7, необходимо выбрать провод большего сечения).
Таблица 12 - Электроизоляционные материалы, применяемые в контактных трансформаторах, марки провода: ПБД, АПБД, МГМ, АМ
2.5.22 Определение радиальных размеров каждой катушки (рис. 10): , (41) где АК – радиальный размер катушки, мм; 2 мм – толщина двух изоляционных прокладок (гильз), внутренней и наружной; 3 мм – толщина внутренней изоляции с двух сторон катушки с учетом зазоров между слоями и разбухания ее после пропитки; 2 мм – увеличение радиального размера катушки после снятия ее с оправки. Для нормального размещения катушки в окне необходимо, чтобы Б – АК ≥ 6 мм.
Таблица 13 - Максимальная толщина изоляции медных и алюминиевых проводов, мм
2.5.23 Определение аксиального размера катушек , (42)
где 3 мм – толщина наружной изоляции с двух сторон катушки с учетом зазоров между слоями изоляции и разбухания ее после пропитки.
2.5.24 Определение общих размеров катушки Внутренний размер катушки по ширине: , (43) где 2А – ширина стержня, на который одевается катушка, мм; Ж – зазор между катушкой и стержнем, равный 10 – 15 мм. Внутренний размер по длине: , (44) где h – толщина пакета железа, мм; Г – зазор между катушкой и стержнем, который принимается в пределах от 20 до 43 мм (10 – 21,5 мм на сторону). Внутренний радиус закругления принимается равным: = 10 ÷ 15 мм. 2.5.25 Определение сечения диска вторичного витка Число дисков вторичного витка вдвое меньше, чем количество катушек первичной обмотки. Сечение каждого диска составит: ; мм2, (45) где g2 – сечение вторичного витка, мм2; n – количество дисков вторичного витка. 2.5.26 Определение радиального размера диска совместно с трубкой (рис. 11.) ; мм, (46) где Б – ширина окна, мм; - зазор между диском и стержнем с одной стороны, мм; Н – зазор между трубкой и стержнем, принимается равным 4 – 5 мм. 2.5.27 Определение толщины диска , мм. (47) Полученная величина округляется до целого значения. Наружный диаметр трубки выбирается равным толщине диска. Не рекомендуется выбирать диаметр трубки менее 5 мм. 2.5.28 Определение радиального размера диска: . (48) 2.5.29 Уточнение сечения одного диска вторичного витка: . (49) 2.5.30 Уточнение сечения вторичного витка: . (50) 2.5.31 Проверка плотности тока во вторичном витке: . (51) 2.5.32 Определение общих размеров диска вторичного витка (рис. 11). Внутренний размер диска по ширине равен: , мм. (52) Внутренний размер диска по длине: , мм. (53) Радиус закругления углов R по внутреннему диаметру принимается равным 10 – 15 мм, по наружному контуру R’ – не менее 50 мм. Величины 2А, h, Г, Ж – те же, что и в пункте 2.5.24.
2.5.33 Определение суммарного зазора в окне: ; мм, (54) где В – высота окна, мм; - сумма аксиальных размеров катушек первичной обмотки, мм; - сумма аксиальных размеров дисков вторичного витка, мм; - сумма толщин изоляционных шайб между катушками и дисками. Шайбы выполняются из гетинакса толщиной 1 мм. Полученный зазор распределяется следующим образом. Зазор между крайней катушкой и ярмом 3 – 4 мм с каждой стороны. Оставшийся зазор распределяется равномерно между катушечными группами. Зазор между катушечными группами должен быть не менее 6 мм. Расположение элементов в собранном сварочном трансформаторе представлено на рис. 12.
2.5.34 Расчет выводов катушек. В контактных трансформаторах броневого типа только две лобовые части катушек находятся вне зоны окна. Из этих двух частей одна располагается со стороны контактных плит вторичного витка, и, следовательно выводы катушек первичной обмотки могут быть размещены только с другой стороны. Обычно выводы изготавливают из голой шинной меди шириной не менее 14,5 мм. Ширина вывода ограничивается их количеством, которое должна иметь одна катушка. Выбор ширины вывода производится в соответствии с рис. 13.
Сечение выводов каждой катушки определяется по формуле , (55) где - максимальный ток в данной катушке, А; - допустимая плотность тока в выводах, А/мм2, выбирается в соответствии с табл. 7. Ширина вывода с изоляцией определяется по формуле ; мм, (56) где - расстояние между соседними выводами, принимается равным на менее 10 мм; БК, R – размеры катушки (рис. 13); n – количество выводов в катушке. Ширина голого провода вывода: . (57) Толщина изоляции вывода с двух сторон принимается равной 3 мм. Толщина голого провода вывода: . (58) Окончательно размеры выводов выбираются по табл. 13 и проверяется фактическая плотность тока в них.
2.5.35 Определение фактического зазора между выводами соседних катушек (рис. 14). Зазор между соседними выводами в случае, когда они располагаются друг против друга (рис. 14, а), будет равен , (59) где - зазор между катушками, мм (по пункту 2.5.33); - толщина изолированного вывода катушки №1, мм; - толщина изолированного вывода катушки №2, мм. Величина зазора должна быть не менее 2 мм. При малом зазоре выводы соседних катушек располагаются в шахматном порядке, как показано на рис. 14, б. Тогда , мм. Здесь - наибольшая толщина изолированного вывода, размещенного в данном зазоре, мм.
2.3.36 Определение веса сердечника. Вес сердечника определяется по формуле ; кг, (60) где γ = 7,86 г/см3 – плотность материала магнитопровода; VЖ – суммарный объем магнитопровода, см3.
2.3.37 Определение веса катушек первичной обмотки
Вес провода катушек каждого типа подсчитывается отдельно по формуле ; кг, (61) где γ – плотность материала провода, г/см3 (для медного провода γ = 8,9 г/см3); - число витков в катушке; - средняя длина витка катушки, см; gK – сечение провода, см2; Ку = 1,03 ÷ 1,08 – коэффициент, учитывающий увеличение веса провода за счет изоляции.
2.5.38 Определение веса дисков вторичного витка ; кг, (62) где - число дисков вторичного витка; - сечение диска вторичного витка, см2.
2.5. 39 Определение веса трансформатора . (63) 2.5.40 Проектирование сварочного трансформатора производится по расчетным данным. Трансформатор должен быть изображен в двух проекциях с необходимыми размерами и сечениями.
2.5.41 Построение внешней нагрузочной характеристики машины по номинальной ступени, т.е. зависимость UЭЭ = f (I2), которая в конкретном случае выражается так . (64) Кривую UЭЭ = f (I2) можно построить, задаваясь различными значениями RДЕТ от 0 до ∞ (режим холостого хода). Внешняя характеристика выносится в графическую часть. На графике необходимо провести прямую линию, соответствующую расчетному значению RДЕТ и точки, соответствующие I2СВ и IЭЭ. По величине I2РАСЧ, сварочному и ковочному усилию, размерам вторичного сварочного контура выбирается сварочная машина.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (917)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |