400a動(dòng)鐵心分磁式弧焊變壓器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　第一章 動(dòng)鐵心分磁式弧焊變壓器簡介4</p><p>　　1.1 結(jié)構(gòu)和原理4</p><p>　　1.2 用途及特點(diǎn)5</p><p>　　1.3

2、 安全使用規(guī)則6</p><p>　　1.4 故障與處理方法7</p><p>　　1.5 注意事項(xiàng)7</p><p>　　第二章 動(dòng)鐵分磁式弧焊變壓器設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.1 原始數(shù)據(jù)9</p><p>　　2.2 初步參數(shù)計(jì)算9</p><p>　　2.3 初

3、步?jīng)Q定鐵心主要尺寸10</p><p>　　2.4 計(jì)算初、次級(jí)繞組尺寸12</p><p>　　2.5 確定變壓器尺寸14</p><p>　　2.6 核算焊接電流15</p><p>　　2.7 驗(yàn)算變壓器經(jīng)濟(jì)指標(biāo)16</p><p><b>　　結(jié)束語19</b><

4、/p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)20</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1、弧焊電源在電弧焊中的作用</p><p>　　不同材料、不同結(jié)構(gòu)的工件，需要采用不同的電弧焊工藝方法，而不同的電弧焊工藝方法則需用不同的電弧焊機(jī)。例如：操作方便、應(yīng)用最為廣泛的焊條電弧焊，需要由對(duì)電弧供電的電源裝置、和焊

5、鉗組成的手弧焊機(jī)；鍋爐、化工、造船等工業(yè)廣為使用的埋弧焊，需要由電源裝置和、控制箱和焊車等組成的埋弧焊機(jī)；適用于焊接化學(xué)性活潑金屬的氣體保護(hù)電弧焊，需要由電源裝置、控制箱、焊車（自動(dòng)焊）或送絲機(jī)構(gòu)（半自動(dòng)焊）、焊槍、氣路和水路系統(tǒng)等組成的氣體保護(hù)電弧焊；適用于焊接高熔點(diǎn)金屬的等離子弧焊，則需要由電源裝置、控制系統(tǒng)、焊槍或焊車（自動(dòng)焊）、氣路和水路系統(tǒng)等組成的等離子弧焊機(jī)。</p><p>　　由上述可知，各種電弧

6、焊方法所需的供電裝置即弧焊電源是電弧焊機(jī)的重要組成部分，是對(duì)焊接電弧供給電能的裝置，它應(yīng)滿足電弧焊所要求的電氣特性，這正是本課程將要系統(tǒng)講述的內(nèi)容。與弧焊電源配套的其它裝置和設(shè)備部分，將在《焊接方法和設(shè)備》課程中講述。</p><p>　　顯然，弧焊電源電氣性能的優(yōu)劣，在很大程度上決定了電弧焊機(jī)焊接過程的穩(wěn)定性。沒有先進(jìn)的弧焊電源，要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的焊接工藝和焊接過程自動(dòng)化也是難以辦到的。因此，應(yīng)該對(duì)弧焊電源的基本理論

7、、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電氣性能進(jìn)行深入的研究，真正了解和正確使用弧焊電源，進(jìn)而研制出新型的弧焊電源，使焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提高。。</p><p>　　2、常見弧焊電源的特點(diǎn)和用途</p><p><b>　　1、交流弧焊電源</b></p><p>　　交流弧焊電源包括工頻交流弧焊電源（弧焊變壓器）、矩形波交流弧焊電源。下面分述其特及用途。&l

8、t;/p><p>　　工頻交流弧焊電源 </p><p>　　即是弧焊變壓器，它把電網(wǎng)的交流電變成適合于電弧焊的低電壓交流電，它由變壓器、電抗器等組成。弧焊變壓器具有結(jié)構(gòu)簡單、易造易修、成本低、磁偏吹小、空載損耗小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。但其輸出電流波形為正弦波，因此，電弧穩(wěn)定性較差，功率因數(shù)低，一般用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊等方法。</p><p>　　

9、矩形波交流弧焊電源 </p><p>　　它是利用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形交流電流的。由于輸出電流過零點(diǎn)時(shí)間短，電弧穩(wěn)定性好，正負(fù)半波通電時(shí)間和電流比值可以自由調(diào)節(jié)，此特點(diǎn)適合于鋁及鋁合金鎢極氬弧焊。 </p><p><b>　　2、直流弧焊電源</b></p><p><b>　　直流弧焊發(fā)電機(jī) </b></

10、p><p>　　一般由特種直流發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)裝置和指示裝置等組成。按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的不同，直流弧焊發(fā)電機(jī)可分為兩種：以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的并與發(fā)電機(jī)組成一體的稱為直流弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)；以柴（汽）油驅(qū)動(dòng)并與發(fā)電機(jī)組成一體的，稱為直流弧焊柴（汽）油發(fā)電機(jī)。它與弧焊整流器相比，制造復(fù)雜，噪聲及空載損耗大，效率低，價(jià)格高；但其抗過載能力強(qiáng)，輸出脈動(dòng)小，受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響小，一般用于堿性焊條電弧焊。</p><p>&

11、lt;b>　　弧焊整流器 </b></p><p>　　是由變壓器、整流器及為獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置、指示裝置等組成。它把電網(wǎng)交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電。與直流弧焊發(fā)電機(jī)相比，它具有制造方便、價(jià)格低、空載損小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。而且大多數(shù)弧焊整流器可以遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，能自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓和電流的影響。它可作為各種弧焊方法的電源。</p><p>　　

12、3、逆變式弧焊電源 </p><p>　　它把單相（或三相）交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫茲的中頻交流電，降壓后輸出交流或直流電。整個(gè)過程由電子電路控制，使電源獲得符合要求的外特性和動(dòng)特性。它具有高效節(jié)能、重量輕、體積小、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于各種弧焊方法 是一種很有前途的普及型弧焊電源。</p><p>　　順便指出，逆變式弧焊電源既可以輸出交流電，又可以輸出直流電。但

13、目前常用后種形式。因此又可把它稱為逆變式弧焊整流器。</p><p><b>　　4、脈沖弧焊電源</b></p><p>　　焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。它具有效率高、輸入線能量較小、線能量調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。它主要用于氣體保護(hù)電弧焊和等離子弧焊。。</p><p>　　3、弧焊電源的現(xiàn)狀及發(fā)展方向&

14、lt;/p><p>　　焊接技術(shù)的發(fā)展是與近代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密相聯(lián)的?；『鸽娫从质腔『讣夹g(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志，它的發(fā)展與弧焊技術(shù)的發(fā)展也是互相促進(jìn)、密切相關(guān)的。</p><p><b>　　1、早期的弧焊電源</b></p><p>　　1802年俄國學(xué)者發(fā)現(xiàn)了電弧放電現(xiàn)象。并指出利用電弧熱熔化金屬的可能性。但是電弧真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，則是

15、在1892年出現(xiàn)了金屬極電弧焊接方法以后。當(dāng)時(shí)電力工業(yè)發(fā)展較快，弧焊電源本身也有了很大的改進(jìn)，到20世紀(jì)20年代除直流弧焊發(fā)電機(jī)外，已開始應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的弧焊變壓器。</p><p><b>　　2、焊接方法的發(fā)展</b></p><p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，不但需要焊接的產(chǎn)品數(shù)增加了，而且許多產(chǎn)品對(duì)焊接質(zhì)量要求也提高了，加之焊接冶金科學(xué)的發(fā)展，20

16、世紀(jì)30年代在薄藥皮焊條的基礎(chǔ)上研制成功了焊接性能優(yōu)良的厚藥皮焊條，更顯示了焊接方法的優(yōu)越性。這個(gè)時(shí)期由于機(jī)器制造、電機(jī)制造工業(yè)及電力拖動(dòng)、自動(dòng)控制等新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也為實(shí)現(xiàn)焊接過程機(jī)械化、自動(dòng)化提供了物質(zhì)條件和技術(shù)條件，于是在30年代后期，研制成功了自動(dòng)埋弧焊。20世紀(jì)40年代初，由于航空、核能等技術(shù)的發(fā)展，迫切需要輕金屬或合金，如鋁、鎂、鈦、鋯及其合金等。這些材料的化學(xué)性能活潑，產(chǎn)品對(duì)焊接質(zhì)量的要求又很高，氬弧焊就是為了滿足上述要

17、求而發(fā)展起來的新的焊接方法。50年代又相繼出現(xiàn)了CO2焊等各種氣體保護(hù)電弧焊，以及隨后出現(xiàn)的焊接高熔點(diǎn)金屬材料的等離子弧焊。</p><p><b>　　3、弧焊電源的發(fā)展</b></p><p>　　各種焊接方法的問世，促進(jìn)了弧焊電源的飛速發(fā)展，20世紀(jì)40年代開始出現(xiàn)了用硒片制成的弧焊整流器。到了60年代由于大容量的硅整流器件、晶閘管的問世，為發(fā)展新的弧焊整流器開

18、辟了道路。70年代以來又相繼成功研制了脈沖弧焊電源、逆變式弧焊電源、矩形波交流弧焊電源。</p><p>　　4、弧焊電源的發(fā)展方向</p><p>　　弧焊電源的飛速發(fā)展，不僅表現(xiàn)在弧焊電源種類的大量增加，還表現(xiàn)在廣泛應(yīng)用電子技術(shù)、控制技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的理論知識(shí)和最新成就，來不斷提高弧焊電源的質(zhì)量，改善其電氣性能。例如，采用單旋鈕調(diào)節(jié)，即用一個(gè)旋鈕就可以對(duì)電弧電壓、焊接電流和短

19、路電流上升速度等同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)并獲得最佳配合；通過電子控制電路獲得多種形狀的外特性，以適應(yīng)各種弧焊工藝的需要；提供多種電壓、電流波形，以滿足某些弧焊工藝的特殊需要；采用電壓和溫度補(bǔ)償控制；設(shè)置電流遞增和電流衰減環(huán)節(jié)，以防止引弧沖擊和提高填滿弧坑的質(zhì)量；采用計(jì)算機(jī)控制，具有記憶、預(yù)置焊接參數(shù)和在焊接過程中自動(dòng)變換焊接參數(shù)等功能，使弧焊電源智能化。。</p><p>　　第一章 動(dòng)鐵心分磁式弧焊變壓器簡介</p&

20、gt;<p><b>　　1.1、結(jié)構(gòu)和原理</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　</b></p><p>　　它是一種增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器，靠增強(qiáng)本身漏磁獲得下降外特性，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。鐵心Ⅱ可以移動(dòng)，進(jìn)出于鐵心I的窗口(在圖中是垂直于紙面移動(dòng))以調(diào)節(jié)漏磁，故稱為動(dòng)鐵心式。</p><p>

21、　　圖1.1 動(dòng)鐵心式弧焊變壓器結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2、工作原理</b></p><p>　　(1) 空載 變壓器空載電壓是由 穿過W2感應(yīng)建立的，所以</p><p><b>　　1-1</b></p><p>　　當(dāng)動(dòng)鐵心移出變壓器鐵心窗口時(shí)，磁路的磁阻增大，使減小、 KM增

22、大，于是增大；反之，則減小。由于動(dòng)鐵心位置不同，有幾伏的差別。</p><p>　　(2)負(fù)載 其等效電路如圖1.2b所示。</p><p>　　其外特性方程式是： </p><p><b>　　或</b></p><p>

23、;　　即靠變壓器本身具有的縱漏抗獲得下降外特性。</p><p>　　(3)短路　這時(shí)，從外特性方程式可得</p><p>　　，即靠限制短路電流。</p><p>　　(3)短路　這時(shí)，從外特性方程式，可得 ，即靠限制短路電流。</p><p>　　圖1.2 負(fù)載時(shí)磁通分布及其 等效電路圖</p><p>　　負(fù)

24、載時(shí)磁通分布 b）等效電路</p><p><b>　　3、規(guī)范調(diào)節(jié)</b></p><p>　　根據(jù) , , 可知通過改變可調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖1.3 梯形動(dòng)鐵心及其靜鐵心的配合</p><p><b>　　1.2、用途及特點(diǎn)</b><

25、;/p><p>　　BX1型動(dòng)鐵心分磁式交流弧焊機(jī)是以供給單人手工操作進(jìn)行交流焊接電源</p><p>　　電源電壓220V/380V它可采用直徑為：</p><p>　?。˙X1-400）Φ2.5-Φ7 （BX1-300）Φ2.0-Φ6 (BX1-250)Φ1.6-Φ5包皮涂藥焊條進(jìn)行各種低碳鋼,低合金鋼件的焊接,BX1型交流弧焊機(jī)是一具有動(dòng)鐵芯分磁式弧

26、焊機(jī)。</p><p>　　該焊機(jī)具有體積小,重量輕,既較高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有適用靈活,調(diào)節(jié)方便,噪音小的良好適用性能,更突出的是焊機(jī)靜鐵芯窗口和動(dòng)鐵芯均采用梯型結(jié)構(gòu),這結(jié)構(gòu)型式使電流調(diào)節(jié)比較均勻,既線性度好,動(dòng)鐵芯的振動(dòng)得到良好的改善,從而使電弧燃燒穩(wěn)定,飛濺小,電弧彈性好熔深大.焊接流暢等優(yōu)良的焊接性能。</p><p>　　該焊機(jī)不僅可實(shí)現(xiàn)酸性焊條(如J422型)對(duì)低碳鋼件的焊接,而且還

27、可實(shí)現(xiàn)交直兩用堿性焊條(如J506型)對(duì)低合金鋼制件的焊接。</p><p>　　該焊機(jī)靜鐵芯窗口和動(dòng)鐵芯均采用梯形結(jié)構(gòu)。這結(jié)構(gòu)型式使電流調(diào)節(jié)比較均勻，既線性度好，動(dòng)鐵芯的振動(dòng)得到良好改善，從而使電弧穩(wěn)定性特別是小電流時(shí)電弧穩(wěn)定性獲得顯著提高。這型式使外特性較為陡降，提高了電弧彈性。</p><p>　　本焊機(jī)具有較高的空載電壓，使起弧變得容易。</p><p>　

28、　本焊機(jī)將導(dǎo)軌從靜鐵芯內(nèi)移出，在有限的窗口空間擴(kuò)大了動(dòng)鐵芯截面，消除了動(dòng)鐵芯飽和。獲得畸變的小正弦電流波形，從而得到優(yōu)良焊接性能。</p><p>　　本焊機(jī)采用風(fēng)扇強(qiáng)迫冷卻，這不僅可大大提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且也可顯著提高焊接性能。</p><p>　　1.3、安全使用規(guī)則</p><p>　　1.在弧焊機(jī)開始使用之前必須注意：</p><p>

29、　?。?）焊機(jī)允許工作條件</p><p>　　A.環(huán)境溫度在-30℃至40℃；相對(duì)濕度85%（+25℃）。</p><p>　　B.海拔高度不超過1000米。</p><p>　　C.使用場所應(yīng)無嚴(yán)重影響焊機(jī)絕緣性能和引起腐蝕的氣體、蒸氣、化學(xué)性沉積、塵垢、霉菌及其它爆炸腐蝕性介質(zhì)。</p><p>　　D.使用場所無嚴(yán)重振動(dòng)和顛簸。<

30、;/p><p>　　（2）仔細(xì)地檢查其接線螺絲及其它結(jié)構(gòu)是否有損壞，并用干燥空氣吹去灰塵及泥土。</p><p>　　（3）檢查線圈間線圈于靜鐵芯間的絕緣電阻應(yīng)不低于0.5兆歐，如果絕緣電阻低于上述數(shù)值，焊機(jī)必須給予干燥處理?？蓪⒑笝C(jī)在烘箱中烘燥(烘箱溫度不超過100℃）或?qū)⒑笝C(jī)置于干燥處?？拷鼰岬暮鏍t場所。</p><p>　?。?）接好初級(jí)電源，接線及次級(jí)焊接電纜。

31、</p><p>　　（5）弧焊機(jī)必須良好接地，在弧焊機(jī)箱殼后板的下方有接地螺釘，并標(biāo)有接地名牌鄰近的箱皮固定箱絲既為接地螺釘。</p><p>　　（6）弧焊機(jī)應(yīng)存放于干燥處</p><p>　　BX1-250、300、500型交流弧焊機(jī)電氣接線示意圖</p><p>　　（7）電源接線時(shí)請看焊機(jī)后面電壓標(biāo)志接線。</p>&

32、lt;p>　　2.使用時(shí)必須注意下列情況：</p><p>　?。?）首先檢查風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，嚴(yán)禁在不通風(fēng)的情況下使用焊機(jī)，以免損害焊機(jī)。</p><p>　?。?）電源電壓需改變時(shí)，相應(yīng)改變換線片接法，將螺絲擰緊，換線板在焊機(jī)內(nèi)裝置。打開箱蓋既能看到。</p><p>　?。?）焊機(jī)工作應(yīng)按照相應(yīng)的負(fù)載持續(xù)率工作，不允許過載使用。</p>

33、<p>　　（4）焊機(jī)在大電流工作狀態(tài)下應(yīng)盡可能避免較長時(shí)間的短路現(xiàn)象。</p><p>　　（5）所有接線應(yīng)可靠，螺絲要擰緊，以保證良好的接觸。</p><p>　?。?）移動(dòng)焊機(jī)時(shí)不得用焊機(jī)電纜拖動(dòng)，使用吊車吊起時(shí)必須垂直吊起，并在兩邊吊繩上支以撐棒免使焊機(jī)箱架變形。</p><p>　　（7）工作中不允許用鐵板搭接等來代替連焊件的電纜，否則將因接觸不

34、良或壓降過大而使電流不穩(wěn)定影響焊接質(zhì)量。</p><p>　　（8）焊機(jī)安裝地點(diǎn)要清潔整齊，防止造成線圈短路。</p><p>　?。?）焊工必須注意不應(yīng)接觸初、次級(jí)線路的帶電部分。使用期間必須定期的檢查焊機(jī)，特別是風(fēng)扇應(yīng)及時(shí)維修、保養(yǎng)、正常情況時(shí)一年檢修一次，更換黃油。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決可能引起事故的潛在因素。</p><p>　　1.4、各種可能故障與處理方法<

35、;/p><p>　　1.線圈的匝間短路：</p><p>　　現(xiàn)象是線圈極度發(fā)熱且發(fā)出強(qiáng)烈翁翁響和保險(xiǎn)絲熔斷，甚至燒壞部分線圈。為修理這種故障。必須拆開機(jī)殼隔開好短路處。</p><p>　　2.接線處接觸不良：</p><p>　　現(xiàn)象為接線處發(fā)熱，可拆開接線端子，清潔接觸面。重新擰緊接線。</p><p>　　3.鐵芯

36、螺栓的絕緣破壞，使鐵芯及鐵芯螺栓過熱，必須更換螺栓的絕緣。</p><p><b>　　4.鐵芯響聲大</b></p><p>　　由于鐵芯夾緊螺栓松弛，造成箱壁及鐵芯發(fā)出強(qiáng)烈噪音，應(yīng)及時(shí)檢查旋緊螺母。</p><p>　　5.線圈與靜鐵芯間絕緣的破壞。</p><p>　　檢查破壞部分并用絕緣隔開破壞處。</p&

37、gt;<p>　　6.動(dòng)鐵芯振動(dòng)較大或搖動(dòng)螺桿吃力時(shí)可調(diào)整滑軌連板和支板面上的調(diào)節(jié)螺絲。使其適宜為止。</p><p>　　1.5、弧焊時(shí)注意事項(xiàng)</p><p>　　1.禁止觸及初級(jí)次級(jí)線圈間帶電部分。</p><p>　　2.防止弧光灼傷眼睛及面部和手臂的裸露部分。禁止使用不戴有或使用深度不適宜濾光片的面罩及不戴電焊手套進(jìn)行操作；在周圍有人進(jìn)行其它

38、作業(yè)之時(shí)，焊工應(yīng)擋板屏障等東西把焊接的工件地點(diǎn)與周圍隔開，以免影響別人正常工作。</p><p>　　3.工作時(shí)應(yīng)有防護(hù)措施，防止熔化金屬的灼傷。</p><p>　　4.工作場地應(yīng)符合要求，對(duì)易燃、易爆物品要妥善安全措施后才能施焊。</p><p>　　1.6、動(dòng)鐵心弧焊變壓器的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　動(dòng)鐵心弧焊變壓器是依靠增強(qiáng)變壓器

39、本身漏磁來獲得感抗的，這種變壓器除了初次級(jí)繞組耦合比較松散，以造成一定的空氣漏磁外，主要是依靠動(dòng)鐵心的慈分路作用來增強(qiáng)漏抗。動(dòng)鐵心可相對(duì)于靜鐵心運(yùn)動(dòng)，改變磁分路的漏磁面積S和空氣隙大小，從而改變漏磁分路的磁阻，達(dá)到調(diào)節(jié)焊接電流的目的。</p><p>　　這類變壓器與一般單相變壓器的設(shè)計(jì)步驟基本相同，所不同的是焊接變壓器的輸出電流應(yīng)能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。焊接電流的大小取決于漏抗的數(shù)據(jù)。</p><

40、;p>　　動(dòng)鐵心弧焊變壓器的漏抗，包括動(dòng)鐵心磁分路漏抗和空氣漏抗兩部分。相應(yīng)的，就要計(jì)算動(dòng)鐵心磁分路磁阻和空氣磁阻。</p><p>　　動(dòng)鐵心磁分路磁阻，它又包括空氣隙磁阻和動(dòng)鐵心磁阻兩部分。由于鐵心材料的磁導(dǎo)率大大高于空氣的磁導(dǎo)率，所以，動(dòng)鐵心本身的磁阻遠(yuǎn)小于空氣隙的磁阻，可以忽略動(dòng)鐵心磁阻，而以空氣隙磁阻來近似代替整個(gè)磁分路的磁阻。這樣，在公式中，為空氣的磁導(dǎo)率，就等于上下空氣隙之和，S為伸入靜鐵心的

41、那部分動(dòng)鐵心面積。</p><p>　　空氣磁阻，除了動(dòng)鐵心磁分路之外，初、次級(jí)繞組相距一段距離，它們之間的耦合比較松散，這部分空間漏磁是不能忽磁阻的計(jì)算困難，誤差也大。因?yàn)榭臻g漏磁不像鐵心中那樣集中，它分布在一個(gè)很大的空間范圍內(nèi)，S、L的確切度量幾乎是不可能的，只能用近似折合的辦法替代。通常把漏磁面積S折合為一個(gè)底面周長為，高為的圓桶面積，把磁路長度L定為繞組的徑向高b。這樣的折合代替，必然會(huì)帶來誤差，因此，在

42、漏抗的計(jì)算式中引入諸如、等修正系數(shù)來加以彌補(bǔ)。通過設(shè)計(jì)—試制—修正設(shè)計(jì)，反復(fù)深化過程，進(jìn)一步豐富和改動(dòng)設(shè)計(jì)方法，使理論更切合實(shí)際。</p><p>　　第二章 動(dòng)鐵心分磁式弧焊變壓器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　原始數(shù)據(jù)需要根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行決定，</p><p>　　額

43、定電流為400A的動(dòng)鐵心弧焊變壓器生產(chǎn)需要的變壓器原始數(shù)據(jù)，如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 400A的動(dòng)鐵心弧焊變壓器原始數(shù)據(jù)</p><p>　　2.2、初步參數(shù)計(jì)算</p><p>　　1、次級(jí)額定輸出功率PN</p><p><b>　　2-1</b></p><p>&l

44、t;b>　　功率因數(shù)</b></p><p><b>　　2-2</b></p><p>　　式中 ——修正系數(shù)，此可取0.9；</p><p>　　——交變電弧的功率因數(shù)；</p><p>　　——變壓器的全部功率損耗：</p><p>　　0.9——的約90%為短路損耗：&

45、lt;/p><p>　　初級(jí)輸入容量（即初級(jí)視在功率）</p><p><b>　　2-3</b></p><p>　　變壓器的計(jì)算容量（即長時(shí)容量）</p><p><b>　　2-4</b></p><p>　　初級(jí)額定長時(shí)電流(即額定工作電流)</p><

46、;p><b>　　2-5</b></p><p><b>　　初級(jí)長時(shí)工作電流</b></p><p><b>　　2-6</b></p><p><b>　　次級(jí)長時(shí)工作電流</b></p><p><b>　　2-7</b>

47、</p><p>　　2.3、初步?jīng)Q定鐵心主要尺寸</p><p>　　確定鐵心結(jié)構(gòu)形式，選擇鐵心材料</p><p>　　動(dòng)鐵心分磁式弧焊變壓器鐵心，一般為單相內(nèi)鐵式。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，繞組包圍鐵心，安裝和絕緣處理比較容易。</p><p>　　鐵心采用矩形截面，以重疊裝配法疊接而成。</p><p>　　選擇鐵心材

48、料時(shí)，結(jié)合我國具體情況，弧焊變壓器一般選用高硅熱軋硅鋼片D41、D42。</p><p>　　活動(dòng)鐵心與靜鐵心間的最小氣隙對(duì)于最大漏抗影響很大。一般為1-2mm。活動(dòng)鐵心為梯形時(shí)，上下底邊之差在14-22mm。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用單相心式，梯形鐵心，上下底邊差值為16mm，采用D42-0.5mm熱軋硅鋼片。</p><p><b>　　計(jì)算鐵心

49、凈截面積</b></p><p><b>　　2-8</b></p><p>　　式中 20~30——系數(shù)，根據(jù)鐵銅用量比的要求選取，系數(shù)選取27.5</p><p>　　——按鐵心材料選取的最大密度，根據(jù)文獻(xiàn)一表5-6，取1.4T</p><p><b>　　2-9</b><

50、/p><p>　　鐵心柱寬度a及疊片厚度b</p><p><b>　　，一般取，計(jì)算得，</b></p><p>　　鐵心毛厚度,為疊片系數(shù)，0.5mm硅鋼片取0.93</p><p><b>　　動(dòng)鐵心有效凈截面積</b></p><p>　　活動(dòng)鐵心有效凈截面積的大小可以從

51、獲得最小電流來計(jì)算</p><p><b>　　2-10</b></p><p>　　式中 ——最小焊接電流所對(duì)應(yīng)的工作電壓，本設(shè)計(jì)要求的最小電流，則；</p><p>　　——初級(jí)和次級(jí)繞組匝數(shù)，</p><p>　　則動(dòng)鐵心的疊寬凈尺寸：，</p><p><b>　　毛尺寸：&l

52、t;/b></p><p>　　用厚為1.5mm的鐵板四塊來夾緊動(dòng)鐵心，</p><p>　　其尺寸為： </p><p>　　動(dòng)鐵心形狀如圖2.1所示 圖2.1 動(dòng)鐵心尺寸</p><p>　　2.4、計(jì)算初級(jí)、次級(jí)繞組</p><p

53、><b>　　每伏電壓所需匝數(shù)</b></p><p><b>　　2-11</b></p><p><b>　　初、次級(jí)繞組匝數(shù)</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b><

54、;/p><p>　　初、次級(jí)繞組導(dǎo)線截面積</p><p>　　初級(jí)繞組 2-12</p><p>　　次級(jí)繞組 2-13</p><p>　　式中 ——初級(jí)繞組導(dǎo)線許用電流密度;</p><p>　　——次級(jí)繞組導(dǎo)線許用電流密度。</p><

55、;p>　　對(duì)于動(dòng)鐵分磁式弧焊變壓器，在B級(jí)絕緣和空氣自冷情況下,根據(jù)文獻(xiàn)一表5-10，</p><p>　　初級(jí)繞組,故 =1.8-2.6，取=2.2</p><p>　　次級(jí)繞組，故=1.6-2 ，取=2</p><p>　　根據(jù)初級(jí)繞組，查文獻(xiàn)一表5-7，可選用規(guī)格的雙玻璃絲包線：次級(jí)繞組，可選用規(guī)格的雙玻璃絲包線三根并聯(lián)。</p><

56、;p><b>　　實(shí)際電流密度：</b></p><p>　　確定初、次級(jí)繞組尺寸</p><p>　　初級(jí)繞組144匝，分8盤，上下鐵心各4盤，每盤18匝，同柱互相串聯(lián)后，上下鐵心上的繞組再串聯(lián)。所用導(dǎo)線帶絕緣尺寸為，兩盤之間用3mm的絕緣隔板隔開，初級(jí)繞組尺寸如圖2.2所示。</p><p><b>　　，</b>

57、;</p><p>　　圖2.2 初級(jí)繞組尺寸</p><p>　　次級(jí)繞組28匝，分6盤，上下鐵心各三盤，每盤14匝，</p><p>　　用單股mm的雙玻璃絲包線單股繞制。為了避免環(huán)流，各盤之間的接線如圖2.3所示。次級(jí)所用導(dǎo)線帶絕緣層的尺寸為，兩盤之間用6mm的絕緣隔板隔開。繞組尺寸如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.3 次

58、級(jí)繞組之間的接線 圖2.4 次級(jí)繞組尺寸</p><p>　　2.5、確定變壓器的尺寸</p><p>　　1、計(jì)算鐵心下料尺寸及片數(shù)</p><p><b>　　每臺(tái)疊片數(shù)：</b></p><p>　　式中 b——鐵心柱凈厚度（mm）：</p><p>　　

59、——硅鋼片厚度（mm）。</p><p>　　取n=240片，外面用1.5mm厚鋼板夾緊。</p><p>　　心柱 沖片尺寸，沖片數(shù)量</p><p>　　軛鐵 以8種尺寸進(jìn)行過渡，其尺寸如下表：</p><p>　　動(dòng)鐵 動(dòng)鐵心為梯形形狀，尺寸如圖2.5所示。</p><p><b>　　沖片數(shù)量：&l

60、t;/b></p><p>　　圖2.5 動(dòng)鐵心的尺寸</p><p>　　根據(jù)繞組尺寸、靜鐵心截面、動(dòng)鐵心尺寸，確定變壓器總體尺寸如下圖2.6</p><p>　　圖2.6 變壓器的總體尺寸</p><p>　　2.6、核算焊接電流</p><p><b>　　計(jì)算焊機(jī)最小漏抗</b>

61、</p><p><b>　　2-14</b></p><p>　　式中 ——結(jié)構(gòu)系數(shù)，常?。蝗?</p><p><b>　　——羅氏修正系數(shù)，</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　——空氣的磁導(dǎo)率，；</p&g

62、t;<p>　　——次級(jí)繞組平均匝長；</p><p>　　——半個(gè)變壓器的次級(jí)繞組有效匝數(shù)；</p><p>　　2、計(jì)算最大焊接電流</p><p>　　根據(jù)焊機(jī)外特性方程式可知</p><p><b>　　2-15</b></p><p><b>　　計(jì)算焊機(jī)最大漏抗

63、</b></p><p>　　式中 ——活動(dòng)鐵心有效凈面積；</p><p>　　——活動(dòng)鐵心上下氣隙之和；</p><p><b>　　——次級(jí)繞組匝數(shù)。</b></p><p><b>　　焊機(jī)最小電流</b></p><p><b>　　2-16

64、</b></p><p>　　計(jì)算活動(dòng)鐵心在中間位置時(shí)的焊機(jī)漏抗</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　計(jì)算活動(dòng)鐵心在中間位置時(shí)的焊接電流</p><p><b>　　2-18</b></p><p><b>　　核算計(jì)算結(jié)果

65、</b></p><p>　　動(dòng)鐵心移動(dòng)距離與焊接電流的線性關(guān)系</p><p>　　2.7、驗(yàn)算變壓器經(jīng)濟(jì)指標(biāo)</p><p>　　為了驗(yàn)證變壓器設(shè)計(jì)的合理性，還要驗(yàn)算焊機(jī)的鐵損、銅損、空載電流、效率及功率因數(shù)。</p><p>　　計(jì)算變壓器靜鐵心重量</p><p><b>　　2-19&l

66、t;/b></p><p>　　式中 ——靜鐵心硅鋼片的凈體積；</p><p>　　——硅鋼片的比重，熱軋硅鋼片，</p><p><b>　　驗(yàn)算空載電流</b></p><p><b>　　, 2-20</b></p><p>　?。楣桎撈群膿p，D42-

67、0.5mm，當(dāng)Bm=1.4T時(shí)，查文獻(xiàn)一表5-3得：</p><p><b>　　。）</b></p><p><b>　　2-21</b></p><p>　　其中 ——分別為鐵心柱、軛鐵的磁化容量，查文獻(xiàn)一表5-3，</p><p><b>　　：</b></p&g

68、t;<p>　　——分別為鐵心柱、軛鐵的重量：</p><p>　　——疊接鐵心時(shí)，鐵心氣隙的數(shù)目，；</p><p>　　——硅鋼片接縫處空氣隙的磁化容量，查文獻(xiàn)一表5-5，</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　，符合標(biāo)準(zhǔn)。</b></p>

69、<p><b>　　計(jì)算繞組銅導(dǎo)線銅損</b></p><p><b>　　銅導(dǎo)線重量：</b></p><p>　　式中 ——分別為初級(jí)和次級(jí)繞組長度；</p><p><b>　　經(jīng)過計(jì)算 </b></p><p>　　——分別為初級(jí)和次級(jí)繞組的截面積；&

70、lt;/p><p><b>　　——銅的比重，</b></p><p>　　變壓器銅損： 2-22</p><p>　　式中 m——趨表效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)f=50Hz時(shí)，m=1.5;</p><p><b>　　——銅的電導(dǎo)率，；</b></p>&l

71、t;p><b>　　變壓器的效率</b></p><p>　　變壓器的額定功率因數(shù)</p><p><b>　　鐵銅比</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　經(jīng)過了為期兩周的課程設(shè)計(jì)，我終于完成了《400A動(dòng)鐵心弧焊變壓器》的設(shè)計(jì)說明書。

72、從開始接到設(shè)計(jì)題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到說明書的完成，每走一步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的又一項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，我開始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲。從中我也充分認(rèn)識(shí)到了做工程設(shè)計(jì)的艱辛。</p><p>　　由于作者理論知識(shí)有限，查找的資料較為陳舊，說明

73、書的一些內(nèi)容不是很成熟，還有很多不足之處，在今后的設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)此加以改進(jìn)。</p><p>　　這次做設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做學(xué)問是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫做學(xué)問了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&l

74、t;/b></p><p>　　《電焊機(jī)變壓器設(shè)計(jì)》蔡國余編，天津大學(xué)出版社 .1988.07</p><p>　　《弧焊電源及其數(shù)字化控制》黃石生編，機(jī)械工業(yè)出版社2006.10</p><p>　　《變壓器速查速算手冊》方大千編.中國水利水電出版社.2004.3</p><p>　　《BX1型動(dòng)鐵心分磁式交流弧焊機(jī)焊接電流的計(jì)算》呂