Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























TRANSFORMATOR DE SUDARE CU ARC ELECTRIC

tehnica mecanica




UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIsOARA

FACULTATEA DE ELECTROTEHNICĂ
















TRANSFORMATOR DE


SUDARE CU ARC ELECTRIC










Pr 22222o149w of. coordonator : Student : DOBREAN ANAMARIA

prof.dr.ing sora Ioan An IV ET gr. 1/2










TEMA DE PROIECTARE



Sa se proiecteze un echipament monofazat de sudare cu arc electric avānd urmatoarele date:




Puterea aparenta : Sn =(4400+300*13)= 8300 [VA]


Tensiunea nominala:    U1n = V]


Frecventa de alimentare : f1 = 50 [Hz]


Tensiunea de mers īn gol: U20 = (60.65 [V]




Cerinte:



1). Determinarea geometriei miezului transformatorului si a parametrilor sai.


2).Caracteristici externe VA pe iesire U2=f(I2) si curba puterii active transferata

arcului electric de sudare P2=f(I2).


3). Pierderile de putere in regim nominal.


4).Dimensionarea condensatorului pentru imbunatatirea factorului de putere pana la valoarea cosφn=0.92.












Calculul de dimensionare al transformatorului de sudare cu arc electric



1. Miezul ferromagnetic


1.1 Sectiunea geometrica transversala a coloanei / jugului :


Ac = Aj = c= = 5.154 [mm2]


unde : c = []

Ac = Aj =mn    (se recomanda mn)


m = = 71.79 [mm] n = == 71.58 [mm]


Am ales : m=72 [mm]

m-latimea coloanei(jugului);

n-grosimea coloanei (jugului).


1.2 Sectiunea transversala a miezului feromagnetic :


AFe = kFe Ac = 0.95 5.154= 4.89 [mm2]


unde : kFe =0.95 - coeficientul de umplere al pachetului feromagnetic.


1.3 Alegerea inductiei magnetice in miez :

Valoarea amplitudinii inductiei magnetice se alege īn intervalul : Bc=(0.6.1) [T]


-am ales Bc = 0.86 [T]


2.Īnfasurari


2.1 Numarul de spire:


numarul de spire din primar :


N1=== se rotunjeste N1= 408 spire


numarul de spire din secundar :


N2=== se rotunjeste N2= 68 spire


2.2 Aproximarea curentilor nominali :


-curentul nominal din primar :


I1n = = = A]


-curentul nominal din secundar :


I2n = = = 131.74 [A]

2.3 Sectiunea transversala a conductoarelor infasurarilor :


Valoarea densitatii de curent īn īnfasurari se alege din intervalul j = (3.5) [A/mm2]


-am ales j = 3.5 [A/mm2]


Īnfasurarea primara se realizeaza din conductor rotund, cu diametrul d1 si īnfasurarea secundara se realizeaza din conductor dreptunghiular, cu sectiunea a x b.

Ariile sectiunilor se calculeaza cu relatiile :

-sectiunea īnfasurarii primare este :


s1 = = = 6.24 [mm2] -se standardizeaza s1 = 7.069 [mm2]


- sectiunea īnfasurarii secundare este:


s2 = = = 37.64 [mm2] -se standardizeaza s2 = 38.9 [mm2]


Īn urma standardizarii au rezultat urmatoarele diametre :


d1 = 3 [mm] a = 5.6 [mm] b = 7.1 [mm]


2.4 Dimensiunile conductoarelor :


Pentru primar diametrul conductorului izolat este :


diz = d1 + 2*δizr = = 3.1 [mm]


Pentru secundar dimensiunile conductorului dreptunghiular sunt :


aiz = a + 2*δizd = = 5.8 [mm]




biz = b + 2*δizd = = 7.3 [mm]


unde : δizr = 0.05 [mm] - grosimea izolatiei pentru primar

δizd = 0.1 [mm] - grosimea izolatiei pentru secundar


2.5 Aranjarea bobinajului :


Bobinajul se aranjeaza pe straturi. Calculul bobinajului este :


-pentru primar :

-nr. de spire pe strat :


n= = = 20.19 se rotunjeste n = 21 spire


- nr. de straturi :


n10 == = 20.20 se rotunjeste n10 = 20 straturi


Īn primar vom avea 20 straturi din care 19 straturi au cāte 21 spire fiecare si un strat de 9 spire.


-pentru secundar :

-nr. de spire pe strat :


n== se rotunjeste n = 7 spire


- nr. de straturi :


n20 == = 11.42 se rotunjeste n20 = 10 straturi


Īn secundar vom avea 10 straturi din care 9 straturi cāte 7 spire fiecare si un strat de 5 spire.


y = 0.5 [mm] - grosimea izolatiei dintre straturi(prespan)


Latimea bobinajului este :


B1 = n10 * (diz + y) = = mm] - pentru primar

B2 = n20 * (aiz + y) = = mm] - pentru secundar


Īnaltimea bobinajului este :


A1 = n* diz = = 65.1 [mm] - pentru primar

A2 = n* biz = = mm] - pentru secundar


Lungimile transformatorului sunt :


Lc = A1 + A2 + m + 3*Δ == mm] -lungime coloana

Lj = max(B1,B2) + m + 2*Δ == 152 [mm] -lungime jug


unde : Δ =(3.5) [mm] - distanta necesara de aranjare si izolare a bobinajului


-am ales : Δ = 4 [mm]

Dimensiunile bobinajului transformatorului sunt redate īn fig.3.


2.6 Rezistentele īnfasurarilor :


Rezistentele infasurarilor sunt date de relatiile:


R1 = ρcu == 0.551 [Ω]


R2 = ρcu == 0.016 [Ω]

unde : ρcu= [Ωm]


Dm1=B1 + m + 2*Δ = = 152 [mm]

Dm2=B2 + m + 2*Δ = = 143 [mm]


R2' = R2 = = 0.576 [Ω] - rezistenta īnfasurarii secundare reduse la

primar


2.7 Parametri de scurtcircuit ai transformatorului :


-rezistenta de scurtcircuit (raportata la primar):


R1sc = R1 + R2' = 0.551 + 0.576 = Ω]


-reactanta de scurtcircuit (raportata la primar):


X1sc== == 14.08 [Ω]

lH == = 95.07 [mm]


kR === 0.71 - factorul lui Rogovschi


B = = = 67.5 [mm]


-impedanta de scurtcircuit :


Z1sc = = = 14.09 [Ω]


-tensiunea procentuala de scurtcircuit :


usca = = = 6.47 [%]



uscr = = = 80.92 [%]

usc = = = 81.17[%] (conditia este īndeplinita usc >70 [%] )


-curentii de scurtcircuit :


- īn primar : I1sc = == 26.96 [A]



- īn secundar : I2sc = == 161.76 [A]


3.Calcule de verificare


.1 Verificarea tensiunii secundare de gol :


U20 === 63.33 [V valoarea calculata se īncadreaza īn marja de eroare de 2%


3.2 Determinarea caracteristicilor de iesire (V-A, W-A)




Determinarea caracteristicilor de iesire (V-A, W-A) (fig.4 si fig.5) se determina cu urmatorul program īn Matlab:


u20=63;

i2sc=161.76;

i2=0:0.1:i2sc;

u2a=(-u20/i2sc)*i2+u20;

p2a=u2a.*i2;

u2b=u20*sqrt(1-(i2/i2sc).^2);

p2b=u2b.*i2;

u2=0:1:u20;

i2a=(-i2sc/u20)*u2+i2sc;

i2b=i2sc*sqrt(1-(u2/u20).^2);

i2m=(i2a+i2b)/2;

p2m=(p2a+p2b)/2;

plot(i2,u2a,i2,u2b,i2m,u2);

figure

plot(i2,p2a,i2,p2b,i2,p2m);

end

3.3 Verificarea curentilor nominali :


Curentii nominali se calculeaza din caracteristicile mediate, corespunzator unei tensiuni secundare nominale, U2N=20 [V


I1n*= I2n* = = 22.07 [A]


I2n*= = = 132.43 [A]

Valorile recalculate se īncadreaza īn marja de eroare 10% fata de cele calculate la punctul 2.2 .

I2a = == 111.21 [A]


I2b = == 153.65 [A]

Se verifica raportul dintre curentul secundar nominal si curentul secundar de scurtcircuit:


I2sc = (1.1.1.3)* I2n* = (1.1.1.3)*132.43 = (145.67.172.15) [A] (se īncadreaza īn acest interval


4.Determinarea pierderilor de putere si a randamentului


4.1 Pierderile īn fier :


ΔPFe = MFe*pFe = = W]


MFe = γFe * VFe = γFe *[2*m*n*( Lj + Lc)] = = 27.90 [Kg]


MFe - masa miezului feromagnetic

γFe - densitatea miezului feromagnetic = 7600 [Kg/m3]

pFe - pierderile specifice īn miez (orientativ pFe =0.5 [W/Kg], la 1 [T] si 50 [Hz])


4.2 Pierderi īn īnfasurari :


Pierderile se determina pentru curentii nominali recalculati la punctual 3.3:


ΔPCu1N = R1* I1n*2 = 0.551*22.07 = 268.38[W]


ΔPCu2N = R2* I2n*2 = 0.016*132.43 = 280.60 [W]


4.3 Randamentul transformatorului :


η = = = 0.825

Puterile nominale se determina cu relatiile :


P2N= = =2648.6 [W]


P2a = U2N * I2a = = 2224.2 [W]

P2a = U2N * I2b = = 3073 [W]

P1N = P2N + (ΔPFe + ΔPCu1N + ΔPCu2N) = = 3208.74[W]

corespunzator unei tensiuni secundare U2N =20 [V],conform punctului 3.3


5.Factorul de putere si condensatorul de compensare


5.1 Factorul de putere :


Factorul de putere se calculeaza īn 2 situatii :


-la functionarea in regim de sarcina nominala :


cosφ1N = == 0.386

- regim de functionare īn gol :


cosφ10 = == 0.066


I10 = = = 0.474 [A]


I10a = = = 0.029 [A]

I10r=== 0.474 [A]


Hδ = == 684713.37 [A/m]


- Hc = Hj -intensitatea cāmpului magnetic īn coloana respectiv jug. Din desen am ales Hc = Hj = 0.18 [A/m];

- Hδ - intensitatea corespunzatoare īntrefierului (am ales īntrefierul δ = 0.2 [mm])


5.2 Calculul bateriei de condensatoare:


Calculul se face pentru regimul nominal, īn conditiile compensarii la factorul de putere neutral cosφn=0.92


- capacitatea condensatorului este :


C = = = 137.05 [μF]


Din catalog se alege un condensator cu urmatoarele caracteristici avand capacitatea de valoare apropiata celei calculate :


(CFE) 000150R00AFJ

150µF

450v

Radial Sprague

TVA1719, 1-3/8" x 3-3/4"


- rezistorul de descarcare al bateriei are valoarea :


Rd ­ = = = 141.14 [KΩ]


td 60 [s] -timpul de descarcare (-am ales td = 55 [s])

Ucadm 42 [V] - tensiunea admisibila pe condensator (-am ales Ucadm = 40 [V])


- puterea disipata īn rezistorul de descarcare este :


Pd = = = 1.023 [W]








ANEXE

Fig.1 Schema de conectare a transformatorului pentru sudare cu arc electric.



Fig.2 Dimensiunile miezului feromagnetic


Fig.3 Dimensiunile bobinajului transformatorului si variatia intensitatii cāmpului

magnetic.




Fig.4 Caracteristici externe ale transformatorului de sudare.





Fig.5 Caracteristici ale puterii de iesire la transformatorul de sudare












Document Info


Accesari: 14536
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2021 )