ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, COS Φ И ПОЛЕЗНАЯ МОЩНОСТЬ МАШИНЫ

При сварке во вторичной цепи машины протекает ток

 

где Е2 — э. д. с. вторичной обмотки сварочного трансформатора;

R — сопротивление свариваемых деталей с учетом сопротивления шунта (если имеет место шунтирование сварочного тока) и активной составляющей сопротивления, связанной с введением в контур машины магнитной стали;

R'вн – активное сопротивление вторичной цепи сварочной машины, включая сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

XL — индуктивное сопротивление сварочной цепи, связанное с вве­дением в контур магнитного материала;

X'L.вн. — индуктивное сопротивление сварочного контура, включая индуктивную составляющую сопротивления вторичной обмотки трансформатора.

Полное сопротивление сварочной цепи в простейшем случае (при чисто активном сопротивлении свариваемых деталей) может быть пред­ставлено графически, как показано на фиг. 147. По оси абсцисс в не­котором масштабе отложено активное сопротивление, а по оси ординат, в том же масштабе - реактивное.

При коротком замыкании для сварочной цепи

Во время сварки для этой же цепи

Как следует из фиг. 147, cosφk (при коротком замыкании, т. е. при R = 0), всегда меньше, чем во время сварки φk> φ.

Зависимость между напряжением на электродах (или роликах) контактной машины и протекающим при этом напряжении свароч­ным током называется внешней характе­ристикой контактной машины. Внешняя характеристика (фиг. 148, а) пересекает ось абсцисс в точке I2k, соответствующей корот­кому замыканию сварочной цепи (сопроти­вление свариваемых деталей R = 0 и U2 = 0), и ось ординат в точке U2=U2.0, соответ­ствующей холостому ходу, т. е.

I2 =0 и R= бесконечность.

При одном и том же значении U2.0 значения тока I2k могут отличаться: чем больше величина тока короткого замыкания I2k, тем относительно положе внешняя характеристика.

 
 

Внешняя характеристика позволяет судить о некоторых особенностях сварочной машины, с одной стороны, и, с другой стороны, дает воз­можность проверять пригодность машины для выполнения заданной сварочной операции.

Площадь прямоугольника ОABC (фиг, 148, а) представляет в неко­тором масштабе мощность Рсв потребляемую для непосредственного нагрева свариваемых деталей. Действительно эта площадь равна произ­ведению I2* U2, где U2 — падение напряжения между электродами при сварке. Если в силу каких-либо причин изменится сопротивление сва­риваемых деталей, следствием чего явится соответствующее изменение I2 и U2, то полезная мощность Рсв определится новым прямоугольни­ком ОА'В'С', площадь которого в общем случае будет отличаться от площади ОAВС. При крутопадающей внешней характеристике незначи­тельное смещение точки В (в В') не вызовет существенного изменения площади прямоугольника (фиг. 148, а), т. е. при изменении условий сварки полезная мощность будет колебаться незначительно. При поло­гой внешней характеристике смещение точки В" в положение В’" вы­зовет заметное изменение Рсв. Поэтому при точечной и роликовой сварке, когда для получения устойчивого качества соединений, как правило, количество выделяемого в месте сварки тепла должно оставаться при­мерно постоянным, желательно применение машин с крутопадающей характеристикой. Наоборот, при стыковой сварке оплавлением пологая внешняя характеристика целесообразнее, так как при такой форме характеристики уменьшение сопротивления перемычки жидкого металла ведет к резкому увеличению сварочного тока, что облегчает нагрев и последующее ее разрушение — процесс оплавления идет устойчивее.

Если известно сопротивление свариваемых деталей и контактов между ними и задан необходимый для сварки ток, то, пользуясь внешней ха­рактеристикой, легко определить ступень включения трансформатора, на которой должна производиться сварка. Например, при R = 60 мком и I2кр = 12 000 а напряжение U2 = 0,72 в. Откладывая на диаграмме внешних характеристик, построенной предварительно для всех ступеней сварочной машины, полученные значения I2 и U2, видим, что соответ­ствующая им точка В (фиг. 148, б) лежит между внешними характери­стиками для II и III ступеней — сварка должна производиться на III сту­пени включения трансформатора.

Контактные машины имеют, как правило, относительно низкий коэффициент мощности (cos φ). Обычно при сварке на стационарных маши­нах cos φ = 0,4 – 0,7. У стыковых машин вследствие сравнительно небольшой площади сварочного контура cos φ имеет наибольшее значе­ние. В точечных машинах с большим вылетом (более 1000 мм) cos φ иногда падает ниже 0,3. В трубосварочных машинах с вращающимся трансформатором cos φ вследствие очень малых размеров контура дости­гает 0,9.

Кратковременная кажущаяся мощность, потребляемая во время сварки, Ркр = I2 * U2.0, Эта мощность тем больше, чем выше значение свароч­ного тока. Она достигает своего максимума при коротком замыкании Ik * U2.0), когда полезная мощность, расходуемая на нагрев сваривае­мых деталей, становится равной нулю. Таким образом, при коротком

замыкании к. п. д. машины, т. е. отношение Рсвкр становится равным нулю. На фиг. 149 приведена диаграмма, показывающая зависимость полезной мощности Рсв и к. п. д. ηсв от сопротивления свариваемых деталей, отложенного по оси абсцисс, Как видно из этой диаграммы, Рсв имеет максимум, а к. п. д. сначала быстро, а затем медленно растет от 0 (при R = 0, т. е при коротком замыкании) до 1,0 при холостом ходе (R=∞). Можно доказать, что максимальное значение Рсв соот­ветствует R = Z0, где Z0— полное сопротивление сварочной цепи ма­шины без сопротивления свариваемых деталей. Из рассматриваемой диаграммы следует, что при сварке деталей, сопротивление которых близко к Z0, колебания в величине этого сопротивления почти не ока­зывают влияния на мощность Рсв, и создаются условия для получения сварных соединений стабильного качества. При точечной и роликовой сварке сопротивление свариваемых деталей обычно существенно ниже сопротивления машины (в особен­ности при сварке деталей из цветных металлов и сплавов). При сварке оплавлением сопротивление деталей (перемычек) и машины близки по величине. Поэтому при сварке оплавлением tсв ≈ 0,5, а при точечной (и роликовой) сварке tсв ≈ 0,2 - 0,4.

Основные электрические параметры машины для контактной сварки определяются двумя нормальными испытаниями: опытом холостого хода и опытом короткого замыкания.

При опыте холостого хода с помощью амперметра А, двух вольт­метров V1 и V2 и ваттметра W (фиг. 150, а) определяются ток холостого хода, напряжение в первичной цепи трансформатора, э. д. с. его вторичной обмотки и активная мощность, потребляемая при холостом ходе. Эти измерения повторяются для каждой ступени включения сварочного трансформатора. Так как при холостом ходе потери энергии в меди первичной обмотки малы, можно считать, что измеренная активная мощ­ность Р0 соответствует активным потерям в стали сердечника Рж. Это предположение дает возможность определить активную составляющую тока холостого хода по формуле Ic = Pж / U1.

       
   
 

Опыт короткого замыкания проводится по схеме, изображенной на фиг. 150, б. При замыкании вторичного контура машины накоротко в сварочной цепи протекает очень большой ток, поэтому непосред­ственное включение токовой обмотки ваттметра обычно невозможно. В связи с этим прибор включается через трансформатор тока ТТ. При коротком замыкании определяется ток короткого замыкания в первич­ной цепи трансформатора при его включении на каждой ступени. Ток короткого замыкания в сварочной цепи может быть найден по формуле I2 = (I1 –I0)*w1/w2 . Делением соответствующей э. д. с. вторичной обмотки на ток корот­кого замыкания в ней легко определить полное сопротивление машины (при­веденное к сварочной цепи). Значения Е2 и I2k для каждой ступени дают две крайние точки, необходимые для построения внешних харак­теристик машины. Дополнительные точки определяются следующим путем: между электродами машины зажимаются детали с большим или меньшим сопротивлением и после включения трансформатора произво­дятся измерения всех электрических параметров по схеме фиг. 150, б. Измеренные вольтметром V2 значения U2 и соответствующие им вели­чины I2 дают возможность закончить построение внешних характеристик.

 








Дата добавления: 2016-05-11; просмотров: 2258;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.