МОЩНОСТЬ, РЕЖИМ РАБОТЫ И НАГРЕВ ТРАНСФОРМАТОРА

Мощность, потребляемая трансформатором из питающей сети, за­висит от сопротивления подключенной к нему нагрузки: чем меньше это сопротивление, тем больше протекающий в трансформаторе ток и тем больше, при неизменном напряжении сети, мощность. Часть этой мощ­ности затрачивается на преодоление внутренних сопротивлений самого трансформатора и элементов сварочного контура машины и часть — на полезный нагрев свариваемых деталей.

Для определении мощности контактных сварочных машин исполь­зуются следующие понятия:

а) потреблямаямощность Р — кажущаяся мощность, выра­женная в киловольтамперах (ква), забираемая сварочным трансформато­ром из сети при выполнении той или иной сварочной операции;

б) полезная мощность Р_св — активная мощность, выраженная в киловаттах (квт), расходуемая на нагрев свариваемых деталей между электродами машины;

в) продолжительная мощность Р_пр — кажущаяся мощность в киловольтамперах, которую сварочная машина может отдавать при непрерывной нагрузке в течение длительного времени без недопустимого нагрева ее частей;

г) кратковременная мощность Р_кр — мощность в киловольт-амперах, которую машина может отдавать при прерывистом режиме работы при заданной продолжительности включения (ПВ%);

д) номинальная мощность Р_ном - кратковременная мощность, потребляемая машиной, в киловольтамперах, соответствующая номиналь­ному режиму ее работы, т. е. сварке деталей сечением и толщиной, указанными на щитке или в паспорте машины с производительностью, соответствующей номинальной ПВ%, принятой в расчет при проектиро­вании трансформатора и обозначенной на щитке машины.

Потребляемая машиной кажущаяся мощность в киловольтамперах равна

P=U₁ * I₁

где U_l — напряжение в сети и

I₁ —ток, протекающий в первичной обмотке трансформатора.

Элементы электрической и магнитной цепей сварочной машины и ее трансформатора в процессе работы нагреваются. Степень их нагрева зависит от нагрузки машины и от продолжительности включения (ПВ%). При непрерывной работе машины (ПВ = 100%) температура в любом ее нагреваемом элементе изменяется по плавной кривой А (фиг. 127). Через некоторое время после начала нагрева достигается установив­шаяся температура T_max, при которой потери тепла на тепло­передачу и лучеиспускание равняются полному количеству тепла, выде­ляемого в рассматриваемом элементе машины. При неизменных условиях работы и прерывистом включении машины температура изменяется по кривой В. При этом периоды нагрева (t_св) чередуются с периодами интенсивного охлаждения машины (t_п). Установившаяся температура при прерывистом нагреве T’_max < T_max.

Если температура T_max нигде не превышает установленных пределов, то соответствующая мощность равна Р_пр. Ей соответствует ток продолжительной работы (продолжительный ток) I_пр. Общее количество тепла в вт-сек, выделяемое в любом элементе машины за отрезок времени t = t_св + t_n при непрерывной работе (ПВ= 100%), равно I_np² *R* t. При прерывистом включении общее количе­ство тепла, выделяемое за тот же отрезок времени t, составит I_кp² *R* t_св, где I_кр — ток при повторно-кратковремен­ной работе (кратковременный ток).

Одинаковый нагрев при повторно-кратковременной и непрерывной работе будет получен при условии

I_np² *R* t = I_кp² *R* t_св

откуда

По аналогии можно доказать, что

Чем меньше ПВ%, тем больше — и тем больше I_кр и Р_кр, допустимые без опасного перегрева машины и трансформатора. На фиг. 128 дан график зависимости отношения Р_кр / Р_пр от ПВ%. Зная номинальную продолжительность включения ПВ% и номинальную кратковременную мощность контактной машины (выпускаемые в СССР контактные машины марки­руются по этой мощности, например, МТП-75 — машина точечная пне­вматическая номинальной мощностью 75 ква), легко определить продол­жительную мощность Р_пр, Исходя из величины Р_пр, можно установить кратковременную мощность машины, допустимую по условиям ее на­грева, при любом режиме работы (при любом значении ПВ%). Методика этих расчетов пояснена следующим примером.