动铁芯式弧焊变压器的设计VIP

内蒙古工业大学专科毕业设计说明书目 录引 言 .1第一章 动铁心分磁式弧焊变压器 .21.1 动铁心分磁式弧焊变压器概述 .21.2 用途及特点: .21.3 原理及结构 .31.4 变压器的故障处理 .41.5 本章小结 .5第二章 动铁分磁式弧焊变压器设计 .62.1 原始数据 .62.2 参数计算 .62.3 初步决定变压器铁心主要尺寸 .72.4 确定初、次级绕组尺寸 .92.5 进一步确定变压器尺寸 .112.6 核算焊接电流 .122.7 验算变压器技术经济指标 .15结 论 .18参 考 文 献 .19谢 辞 .20内蒙古工业大学专科设计说明书1引 言焊接作为一种基本加工方法，应用很广。他与国民经济各个部门，如汽车车辆、锅炉管道压力容器、矿山、农业机械等方面的发展有着直接关系。不同的焊接方法需要不相应的电弧焊机。而弧焊电源是焊机的核心部分。弧焊电源是提供电流、电压，并具有适合于呼喊工艺所需特性的设备。弧焊电源的控制，即是对弧焊电源电气性能的静动态特性与参数进行控制和调节。动铁心分磁式弧焊变压器是一类交流弧焊电源，在各类电源中它占的比例最大，应用最广，结构最为简单，因而具有便于制造、使用可靠、易于维修、节约电能和价格低廉的优点。随着焊接技术的发展弧焊电源也不断地向前发展，在 20 世纪 70-80 年代，弧焊电源及其控制技术的发展产生了新的飞跃，表现为以下几方面：多种新式的弧焊整流器相继出现和完善、研制成功多种形式的脉冲弧焊电源、先后研制成功高效节能、小巧、性能好的晶闸管式、晶体管式弧焊变压器、开发成功了与机器人配套使用的弧焊系统。然而，目前我国弧焊电源和弧焊机制造、研究的状态与世界工业发达国家相比，从在较大差距。为了顺应我国现代化的需要广大焊接工程技术人员努力从事弧焊电源的科研和发展，充分利用电子技术和大功率电子元件，不断改善和提高产品的质量、可靠性和稳定性，积极研制微电脑控制的智能弧焊电源，从而把弧焊电源的发展推到了一个新阶段。内蒙古工业大学专科设计说明书2第一章 动铁心分磁式弧焊变压器1.1 动铁心分磁式弧焊变压器结构特点动铁心分磁式弧焊电源变压器 BX1-350 是一种增强漏磁式，靠增强本身漏磁来获得下降外特性的一种弧焊电源。当动铁心全部插入口型铁心的磁路时，构成相对与初级与次级之间较大的漏磁磁路，即形成较大的漏感，等效于有较大的串联电感，此时输出电流最小。当动铁心全部移出口型铁心的磁路时，构成相对于初级与次级之间较小的漏磁磁路，即形成较小的漏感，等效于有较小的串联电感，此时输出电流最大。动铁心之所以制成梯形，是为了使在动铁心移动时有足够大的漏感变化量，用来保证焊接电流调节范围。因为此时漏磁磁路的面积和间隙是同时变化的。动铁式弧焊变压器的优点是:结构紧凑，节省材料;小电流空载电压高，引弧容易;缺点是工作时易产生较大的噪声，这是因为动铁心在工作时将受到很大的交变电磁力的作用。而且由于这个电磁力的作用，还易使动铁心产生位移，从而使焊接电流发生变化，但这些问题可以通过合理的动铁心移动机构克服。动铁式弧焊变压器一般只适宜制成中小容量的焊条电弧焊电源。1.2 用途BX1-350 型交流弧焊机主要用于使用涂药焊条，进行单人手工操作的交流电弧焊接电源。可作焊接或切割之用，也可做交流钨极氩弧焊电源。焊机结构是一个具有动铁芯磁分路式的交流弧焊机。其静铁芯窗口和动铁芯采用了梯形结构,这是区别于其他磁分路式焊机(如 BS 型)的显著特点之一,因而具有其他形式交流焊机无可比拟的一系列优点。焊机采用强迫风冷。梯形动铁芯移动时,改变了动、静铁芯的气隙大小,因而漏抗变化大,电流调节范围广泛,只摇动手轮即可使焊接电流由最小到最大,取消了矩形动铁芯形式焊机的电流换挡装置,方便了焊工的操作,适合于直径 25mm 酸性涂药焊条对低碳钢制件的焊接。在整个电流调节范围内,电流调节平滑稳定,动铁芯每移动一个相同距离其他电内蒙古工业大学专科设计说明书3流变化值基本相同,即调节线性度好。由于动、静铁芯倾斜,所受电磁力分解,减少上、下引力,因而振动和噪音得到了改善,提高了电弧稳定性。焊机采用盘式绕组,结构紧凑，漏抗大,获得了比其他形式焊机更为陡降的外特性,因而电弧燃烧稳定,飞溅小,电弧弹性好,熔深大,焊接流畅,获得了比其他焊机更为优良的焊接性能。本焊机适当地增大了动铁芯截面及加大了动静铁芯的气隙,消除了动铁芯的磁饱和,获得了畸变小的正弦电流波形,尤其小电流时,焊接性能得到了显著改善,使焊接性能更为优良。1.3 原理及结构该系列交流弧焊机实际上就是一个特殊的单相变压器(增强漏抗变压器),其基本原理与普通变压器相同。为保证电弧的稳定燃烧,回路内具有一个较大的感抗,获得了陡降外特性(图 1-1),该感抗值能够连续可调,达到了电流连续可调的目的,其等效电路就是一个变压器和一个可调电抗器的串联。该系列交流弧焊机实际上是由动铁磁分路式弧焊变压器(图 1-2),电流调节装置,箱壳及随机附件组成。图 1-1 外特性曲线内蒙古工业大学专科设计说明书4图 1-2 动铁磁分路式弧焊变压器弧焊变压器为口字形静铁芯,上下铁芯形成梯形窗口,初次级线圈分左右套装在上下铁芯柱上。采用盘式绕组,由于其特殊结构及套装形式从而获得了比其他焊机更为陡降的外特性。初次级线圈间安放一个由上到下滑道夹持并可前后移动的铁芯,称为动铁芯(图 1-3),逆时针摇动前面板的手轮盘,动铁芯向静铁芯里移动,动铁芯的相含截面增大,气隙减少,漏抗增大,因而焊接电流减少,顺时针方向转动手轮时, 动铁芯向静铁芯外移动,动铁芯的相含截面减少,气隙增大,漏抗减少,因而焊接电流增大,手轮盘上的箭头指明了调节电流时摇动的方向,前面板上方的指针指示了电流值的大小,使用观察极为方便,摇动手轮即可调节焊接电流。前面板下部伸出两接线片为输出端,接焊接电缆的搭铁及焊钳线。为方便地移动焊机，其底架上安装有四个滚轮，并在箱盖上装有两个吊环，便于推动及吊装。 静铁芯 次级线圈 初级线圈 动铁芯图 1-3 焊机结构图1.4 变压器的故障处理为了正确地处理故障，首先应掌握下列情况：(1)系统运行方式，负荷状态，负荷种类；(2)变压器上层油温，温升与电压情况；(3)事故发生时天气情况；(4)变压器周围有无检修及其他工作；(5)系统有无操作；(6)运行人员有无操作；(7)何种保护动作，事故现象情况等。 内蒙古工业大学专科设计说明书51.4.1 存放（1）存放处应保持通风、干燥,不得有雨水浸入的机会,周围介质温度不高于+40, 相对湿度不大于 85%(+25时)。 （2）无有害工业气体,无腐蚀性气体。1.4.2 安全保护（1）电焊机的电源一般是由电力网供给,在焊机电源未切断前,不准碰及焊机的带电部分。（1）工作完毕或暂时离开现场时,必须切断电源。（2）焊接时必须戴绝缘手套,穿绝缘鞋,并使用防护面罩等。（3）工作地点附近不准放易燃、易爆物品,如汽油、煤油等。在周围有其他人工作的场所,焊工应用屏障把焊接现场与周围隔开,以免电弧光影响他人正常工作。1.5 本章小结本章从最基本入手，讲述了 BX1-350 的结构特点和工作原理，可以让在业人员清楚的了解动铁心分磁式弧焊变压器。BX1-350 在提高其弧焊电源的性能和焊接质量都具有明显的价值，为此还应该开展以下研究工作如何减振，是附加损耗减小；如何控制好电源的外特性，提高产品的焊接质量；理论上讲 BX1-350 的电流变化与活动铁心移动距离呈线性关系，但是在实际操作中则带有一定的外界因素和人为因素，所以 BX1-350 的设计和应用有待提高。内蒙古工业大学专科设计说明书6第二章 动铁分磁式弧焊变压器设计2.1 原始数据初级额定电压 U1N380（） 电源频率 f=50 （H Z） 次级额定空载电压 U0=78（） 额定焊接电流 I2N=350（）次级额定工作电压 U2N=32（）相数 m=1焊接电流调节范围 Ih=60350 （） 绝缘等级 B 级冷却方式，使用地区自然冷却，平原温带地区2.2 参数计算1.次级额定输出功率PN=U2NI2N =11.2（KW） 2.功率因数 cos=（0.900.95） (2-cos 022/9.UIPNAN1) 系数取 0.90 1AKWP21.835.0127350/.9.COS=0.49内蒙古工业大学专科设计说明书73.初级输入容量 P1KVAP37.285.0491.cos21 4.变压器计算容量 PBC FSNBC .1%637.215.初级额定工作电流 I1NAUPN03.238.16.初级长时工作电流 I1CNC45.3807.217.次级长时工作电流 I1CAFSNC 5.2695. 021 2.3 初步决定变压器铁心主要尺寸1.结构形式.铁心材料单项式，活动铁心为梯形，上下底边差 16mm，采用 D420.5mm 热轧硅钢片。2.计算铁心净截面积 SFe(2-2) 2302cmpBCmFe系数取 25.5Bm 取 1.4（T）28407.214.5cSFe3.铁心柱宽度 a 及叠片度 b(2-3) 2cmbaFe一般 b=(12)a内蒙古工业大学专科设计说明书8取 a=7（）则 cmaSbFe120.784铁心毛厚度 为:CKb/KC叠片系数，0.5mm 硅钢片，取 KC=0.93，cmbC139.024.动铁心有效截面积 S0从获得最小电流 Ihmin 来设计计算动铁心的尺寸，可应用下面的公式(