Расчет активного сопротивления вторичного контура машин контактной сварки

Активное сопротивление вторичного контура складывается из трех составляющих. Первые две  и , являющиеся активным сопротивлением короткого замыкания машины, определяются конструкцией вторичного контура машины — вылетом и сечением токоведущих частей, а также материалом, из которого последние выполнены. Третья составляющая  — сопротивление свариваемых деталей — определяется материалом свариваемых деталей, их толщиной или сечением, диаметром электродов и другими факторами. Сопротивление свариваемых деталей является переменным фактором, и при расчете обыкновенно учитывают только его крайние значения — в начале или конце процесса сварки, определяющие максимальное и минимальное свариваемые сечения или толщины.

Активное сопротивление токоведущих частей вторичного контура машины состоит из сопротивлений его отдельных участков, на которые для удобства расчета разбивается вторичный контур машины:

,             (1)

где  — удельное сопротивление материала, из которого выполнен участок вторичного контура, Ом×м; — длина участка, м;  — сечение участка, м²;  — коэффициент поверхностного эффекта.

Разбивка вторичного контура на участки производится по конфигурации поперечных сечений, роду материала или другим признакам, которые могут быть приняты за определяющие для того или иного вида разбивки.

Наиболее распространенный способ разбивки на участки — разбивка по конфигурации поперечных сечений и роду материала. Исходя из этого метода, весь контур разбивают на участки круглого, прямоугольного или другого сечения, однородные по материалу, для которых может быть применена общая формула расчета сопротивлений:

,           (2)

где  — общий коэффициент, учитывающий влияние поверхностного эффекта и эффект близости.

Разбивка может быть произведена тремя методами.

1. Контур разбивают на участки, длина которых равна расстоянию между контактными соединениями. В этом случае при расчете учитывают сопротивление металла контакта и контактное сопротивление между сопряженными узлами.

2. Контур разбивают на участки, ограниченные серединами контактных соединений. В этом случае учитывают только контактное сопротивление между деталями.

3. Контур разбивают на участки, длина которых равна фактической длине сопряженных деталей. В этом случае также учитывают только контактное сопротивление между деталями.

Как показали опытные расчеты, первые два метода дают практически совпадающие результаты. Третий метод дает несколько завышенные результаты, лежащие в пределах 15…25 %.

Так как определение омического сопротивления участка — сопротивления постоянному току без учета влияния магнитных масс и других факторов — не встречает особых затруднений и связано только с правильным определением сечений участка и его длины, то на нем подробно останавливаться не будем.

Рассмотрим только расчет сопротивления гибких кабелей подвесных машин и гибких перемычек из фольги.

Сечения гибких кабелей подвесных машин представлены на рис. 1. Каждая жила кабеля состоит из отдельных медных проводов диаметром  и сечением . Общее сечение жилы кабеля , где  – число отдельных проводов в жиле.

Рис. 1. Конструкции поперечных сечений гибких кабелей подвесных машин:

а — одинарные кабели; б — одинарные кабели в единой изоляционной оболочке; в — кабель фирмы «Сияки»; г — бифилярный кабель из изолированных гибких жил; д — бифилярный кабель из голых жил с изоляционной прокладкой; е — кабель фирмы «Бритиш Федерал»; ж — бифилярный кабель фирмы «Бритиш Федерал»

Сопротивление жилы кабеля постоянному току рассчитывается по формуле

         ,                 (3)

где  — коэффициент укрутки, учитывающий увеличение сопротивления за счет скрутки жил кабеля.

Коэффициент укрутки зависит от диаметра жилы по повиву и выбирается по табл. 1.

Таблица 1

Диаметр круглой жилы кабеля может быть определен по формуле

,                  (4)

где  — коэффициент заполнения кабеля, принимаемый равным 0,65…0,75.

Омическое сопротивление гибкой шины, набранной из отдельных листов фольги, при одностороннем подводе тока может быть определено по формуле

,           (5)

где  - сопротивление одного листа фольги длиной  (расстояние берется между центрами контактных поверхностей), толщиной  и шириной ;  — переходное сопротивление между соседними листами фольги (принимается равным , где  — сопротивление контакта при затяжке одним болтом;  — число болтов); ;  — толщина набора фольги, где  — число отдельных листов фольги.

Максимальное число листов не должно быть больше

.                (6)

При этом минимальное сопротивление шины будет равно

.          (7)

В случае двустороннего токоподвода или применения токопроводящих шпилек число листов в пакете может быть увеличено вдвое. Такое же увеличение набора возможно и при витых шинах (гибких шинах из фольги, изготовленных методом навивки).

Для обеспечения хорошего охлаждения контактных поверхностей гибких шин толщина набора фольги не должна превышать 20…25 мм. Длина контактной поверхности гибкой шины  должна быть не меньше .

При паяных или сваренных диффузионной сваркой концах шин сопротивление между отдельными листами фольги . В этом случае омическое сопротивление шины определяется по формуле

.            (8)

Расчет длины гибкой шины производится в зависимости от угла изгиба шины по формуле

,                 (9)

где  и  — длины контактных поверхностей перемычки, мм;  — длина прямых участков шины, мм;  — средняя длина изогнутой части шины., мм, равная

,              (10)

где  — радиус изгиба шины, мм;  – угол изгиба шины, …..;  - разность длин фольги в наружном и внутреннем слоях шины (определяется по чертежу), мм;  — толщина набора шины, мм.

Напомним, что сопротивление определяется для выбранной температуры перегрева частей вторичного контура по формуле

,          (11)

где  — сопротивление при температуре , °С;  — сопротивление при температуре T₀, °С;  — температурный коэффициент омического сопротивления;  — перегрев частей вторичного контура, °С.

Для удобства расчета в табл. 2 даны химический состав и удельные сопротивления различных материалов, применяемых при изготовлении вторичных контуров контактных машин.

Таблица 2

Это интересно

Теперь не надо далеко ходит в прямом и переносном смысле. Быстро и совсем недорого купить светодиодные лампы для дома можно в интернет-магазине shtepsel.com. Мы ориентированы на потребителей России и Украины, осуществляем доставку по этим государствам и поэтому цены указаны в двух валютах.