Proiectarea Transformatorului Electric Monofazat
CUPRINS
MEMORIU TEHNIC
CAPITOLUL I. TRANSFORMATORUL ELECTRIC
Introducere
Construcția transformatorului electric monofazat
Principiul de funcționare al transformatorului electric monofazat
Forma tehnică a ecuațiilor transformatorului electric monofazat
Regimurile de funcționare ale transformatorului monofazat
Datele tehnice ale transformatorului
CAPITOLUL II. PROIECTAREA TRANSFORMATORULUI ELECTRIC MONOFAZAT
Definirea și stabilirea mărimilor nominale ale transformatorului
Secțiunea circuitului magnetic
Determinarea numărului de spire ale înfășurărilor
Determinarea dimensiunilor conductoarelor, a ferestrei transformatorului și dispunerea înfășurărilor
Masa înfășurărilor și pierderile în înfășurări
Masa și pierderile de putere în circuitul magnetic
Curentul de funcționare în gol și randamentul
Căderea de tensiune și parametrii transformatorului
Verificarea transformatorului la încălzire
CAPITOLUL III. ECHIPAMENTELE ELECTRICE UTILIZATE LA MODUL EXPERIMENTAL
Siguranțe fuzibile de joasă tensiune
Generalități, clasificări
Construcția siguranțelor fuzibile
Funcționarea siguranțelor fuzibile
Caracteristicile siguranțelor fuzibile
Contactoare
Construcția contactoarelor electromagnetice
Utilizarea și alegerea contactoarelor electromagnetice
Întreruptoare automate (disjunctoare)
Construcția și mecanismele întreruptoarelor automate
Întreruptoare automate de curent alternativ
CAPITOLUL IV. SUDURA ÎN PUNCTE
Prezentarea generală a echipamentelor pentru sudare
Principiile și procedeele sudării prin presiune în puncte
Utilaje și echipamente pentru sudare electrică prin presiune în puncte
Parametrii mașinilor de sudare electrică prin presiune prin conducție
Transformatoarele mașinilor de sudare electrică prin presiune în puncte
Reglarea curentului de sudare
Echipamente pentru reglarea procesului de sudare
Elemente constructive ale mașinilor de sudare electrică prin presiune în puncte
Principiul de funcționare al aparatului de sudură în puncte
CAPITOLUL V. STUDIU DE CAZ
Proiectarea instalației electrice a sistemului
Identificarea componentelor și rolul lor, descrierea treptată a practicii
Memoriu Tehnic
Obiectul acestei lucrări este, de a proiecta și de a realiza un aparat de sudură în puncte. Etapele principale ale acestei lucrări sunt:
proiectarea unui transformator electric monofazat special pentru aparat de sudură în puncte;
construirea echipamentului
testarea modului de funcționare
analizarea rezultatelor obținute
În zilele noastre, secolul al XXI, aparatele de sudură sunt foarte răspândite și sunt foarte utilizate în industrie și în activitățile casnice.
Există mai multe tipuri de sudură după cum urmează:
Procedeul de sudare electrica cu arc
Procedeul de sudare cu electrod invelit
Procedeul de sudare automata sub strat de flux
Procedeul MIG/MAG
Procedeul WIG(TIG)
Sudarea cu plasma
Procedeul de sudare cu flacără oxi-acetilenică
Procedeul de sudare cu fascicul de electroni
Procedeul de sudare cu fascicul de fotoni
Procedeele de sudare prin presiune
Sudarea electrică prin presiune în linie
Sudarea electrică prin presiune în puncte
Alegerea mea este aparatul de sudură în puncte, care nu este foarte răspândit dar este foarte util pentru unele operațiuni de îmbinare.
Funcționarea lui se bazează pe încălzirea și presarea a două materiale metalice.
Baza acestui aparat este un transformator electric simplu cu o singură ieșire în secundar, cu tensiune scăzută și amperaj ridicat.
Alimentarea se face de la 220V, 50Hz și puterea lui este undeva intre 3-6 KW.
Figura 1. Schema bloc a aparatului de sudură în puncte
Aparatul de sudura este foarte util, în domeniul ingineriei electrice și domeniul electromecanic, iar pentru mine personal este foarte important deoarece mă ocup cu repararea mașinilor de uz casnic și mă ajută mult în această activitate.
Realizarea unui aparat de sudura nu este greu de realizat fizic, deoarece cu o proiectare corecta și o realizare practică bine constituită este la îndemâna Nu este greu de realizat, părțile componente sunt disponibile la orce magazin de specialitate, este ușor de asamblat și nu este prea costisitor.
Acest aparat este dezvoltat si foarte utilizat in domeniul de producerea caroseriilor de autovehicule, unde tot procedeul este automatizat cu niste roboti industriali care fac singur imbinarea celor doua metale.
Dupa parerea mea acest procedeu a devenit atat de ieftin astfel incat se poate utiliza si intr-o gospodarie sau intr-un atelier mai mic.
În următoarele vă voi prezenta tehnologia suduri în puncte, părțile componente și funcționarea aparatului.
Capitolul I
Transformatorul electric.
Introducere.
Transformatorul electric este o mașină electrică statică, care este formată din două sau mai multe înfașurări numite primarul și secundarul transformatorului, care transformă energia electrică, curentul și tensiune, fără piese în mișcare, frecvența rămănând neschimbată.
Principiul de funcționare al transformatorului a fost stabilit de M. Faraday în 1831 care a și construit primul transformator cu miez de fier și două înfășurări. Acest aparat a fost utilizat la început pentru demonstrația experimentală a fenomenului inducției electromagnetice. Transformatorul a fost folosit ulterior pentru producerea tensiunilor electrice înalte în instalații cu arc electric, de catre H. D. Rühmkorff în 1851 și a fost perfecționat constructiv de către S. A. Varley în 1851care a realizat transformatorul cu miezul în manta și înfășurările în galeți.
În perioada 1844-1845, B. Iacobi utilizează bobina de inducție cu scântei pentru aprinderea explozivului în mine. În anul 1876 , Iablochkov utilizeaza transformatorul cu miezul feromagnetic deschis pentru alimentarea în curent alternativ a arcului electric.
În anul 1885, Deri, Blathy și Zipernowsky patentează transformatorul monofazat cu miezul feromagnetic laminat, precum și funcționarea în paralel a transformatoarelor electrice.
În anul 1891 M. Dolivo-Dobrovolsky proiectează transformatorul trifazat uscat cu coloane și în același an Braun construiește primul transformator monofazat in ulei pentru tensiunea înaltă de 30kV, demonstrând totodată rolul dublu al uleiului în transformator :
-mediu de răcire pentru înfășurări și miez
-material izolant pentru înfășurări.
1.2. Construcția transformatorului electric monofazat.
Figura 1.1 Construcția transformatorului electric monofazat. [http://www.bilgimanya.com/transformator-nedir-ne-ise-yarar/]
Transformatorul electric se compune dintr-un miez feromagnetic pe care sunt așezate înfășurările. Miezul feromagnetic are rolul de a mări cuplajul magnetic al înfășurărilor. După numărul de faze transformatoarele sunt de tip monofazate sau polifazate, cel mai adesea trifazate. După numărul de înfășurări transformatoarele se construiesc cu două înfășurări și mai rar cu trei sau mai multe înfășurări. După modul de răcire se construiesc transformatoare uscate, răcite prin convecție liberă sau forțată prin intermediului unui gaz ți transformatoare de în baie de ulei care sunt răcite prin intermediul uleiului.
Clasa transformatoarelor speciale cuprinde diferite tipuri constructive din care se menționează -transformatorul de putere cu trei înfășurări care permite alimentarea sau interconectarea simultană cu un singur transformator a mai multor rețele de tensiuni diferite.
-transformatoare cu destinație specială : transformatoare de sudură, de mare intensitate, de tensiune foarte înaltă, transformatoare de măsură, de radio, etc.
Principalele elemente constructive ale transformatorului sunt miezul feromagnetic și înfășurările.
a. Miezul feromagnetic se construiește din tole de 0,35mm grosime, tăiate din tablă silicioasă puternic aliată, laminata la cald sau la rece; tolele sunt izolate între ele cu hârtie , lac sau oxizi ceramici. Miezul feromagnit este formată din două componente și anume coloane și juguri.
Pe coloane se așază înfășurările. Deoarece înfășurările se execută în afara miezului și ulterior se montează pe coloanele transformatorului, miezul feromagnetic se construiește din două părți separabile, sau se execută din tole cu jug separabil.
b.Jugul este realizat de asemenea în trepte, de secțiune corespunzătoare , pentru a se asigura închiderea fluxului în direcție axială de la o treaptă a coloanei la treapta corespunzătoare a jugului, evitându-se astfel închiderea câmpului transversal pe pachetul de tole, ceea ce ar avea ca urmare apariția unor pierderi suplimentare țn zona de îmbinare a jugului cu coloana.
Înfășurările transformatorului sunt construite din conductor de cupru sau aluminiu, izolat cu bumbac sau hârtie la transforatoare încuvate în ulei sau cu email la transformatoare racite cu aer- denumite și uscate. Transformatorul monofazat preziinta cel puțin două înfășurări așezate pe miez. Una din înfățurări se conectează la o sursa de curent alternativ și este denumită înfășurarea primara, cealaltă înfășurare la bornele căreia se conectează circuitele receptoare se numește înfășurare secundară. Înfațurarea având tensiunea ridicată se numește înfășurare de înaltă tensiune și se notează ÎT, iar înfășurarea de tensiune mai mica se numește înfășurarea de joasă tensiune și se noteaza cu JT. Înfășurările transformatorului se construiesc ca înfășurări cilindrice sau ca înfășurări cu galeți alternați.
La înfășurările cilindrice concentrice înfășurarea primară și înfășurarea secundară sunt așezate suprapus pe coloană. De obicei lângă miez este așezată înfășurarea de joasă tensiune, iar în exterior înfășurarea de înaltă tensiune
La înfășurările cu galetți alternați o porțiune de joasă tensiune alternează de-a lungul coloanei cu o porțiune de înfășurare de joasă tensiune
În construcția transformatoarelor normale de putere se utilizează înfășurările cilindrice concentrice, iar înfășurările în galeți alternați se utilizează numai la transformatoare speciale cu inductivități de scăpări foarte mici.
Figura 1.2. Constructii de baza ale miezului feromagnetic; a- cu coloană, b- în mantă
[Carmen Molnar – Transformatorul electric, constructie teorie proiectare, Editura Universitatii din Oradea]
1.3.Principiul de funcționare al transformatorului electric monofazat
Fie un transformator monofazat având înfășurarea primară conectată la o sursă de curent alternativ de tensiune u1 și înfășurarea secundară se presupune mai întâi în gol.
Transformatorul se comporă față de rețeaua de alimentare la fel ca o bobină de reactanță cu miez de fier. Înfășurarea primară este parcursă de un curent alternativ i10 relativ mic , datorită reactanței mari a înfășurării în regimul de funcționare gol. Solenația înfășurării primare ϴ= w1*i1 este solenația de magnetizare. Această excită prin miezul feromagnetic fluxul magnetic φ, variabil în timp. În înfășurarea secundară, care îmrățișează practic același flux magnetic φ, se induce o tensiune electromotoare de transformare având frecvența egală cu frecvența tensiunii la bornele primare. Valoarea tensiunii electromotoare induse este proporțională cu numărul de spire al înfășurării.
Daca se neglijează caderea de tensiune datorită rezistenței înfășurării primare, precum și căderea de tensiune corespunzătoare fluxului magnetic care nu înbrățișează înfășurarea secundară , curentul de mers în gol fiind mic. Tensiunea la bornele înfășurării primare este egală cu tensiunea electromotoare, cu semn schimbat, indusă de fluxul magnetic. Astfel putem obține un raport de transformare notată cu k , care este egală cu raportul numerelor de spire ale înfășurării . Tensiunea u2 la bornele secundare la funcționarea în gol a transformtorului este aproape în fază, sau în opoziție de fază, cu tensiunea primară.
Dacă conectează la bornele înfășurării secundare un receptor, circuitul înfășurării este parcurs de curentul i2 , determinat de tensiunea la bornele secundare la funcționarea în sarcină a transformatorului și de impedanța circuitului receptor. Curentul i1 prin înfășice, iar înfășurările în galeți alternați se utilizează numai la transformatoare speciale cu inductivități de scăpări foarte mici.
Figura 1.2. Constructii de baza ale miezului feromagnetic; a- cu coloană, b- în mantă
[Carmen Molnar – Transformatorul electric, constructie teorie proiectare, Editura Universitatii din Oradea]
1.3.Principiul de funcționare al transformatorului electric monofazat
Fie un transformator monofazat având înfășurarea primară conectată la o sursă de curent alternativ de tensiune u1 și înfășurarea secundară se presupune mai întâi în gol.
Transformatorul se comporă față de rețeaua de alimentare la fel ca o bobină de reactanță cu miez de fier. Înfășurarea primară este parcursă de un curent alternativ i10 relativ mic , datorită reactanței mari a înfășurării în regimul de funcționare gol. Solenația înfășurării primare ϴ= w1*i1 este solenația de magnetizare. Această excită prin miezul feromagnetic fluxul magnetic φ, variabil în timp. În înfășurarea secundară, care îmrățișează practic același flux magnetic φ, se induce o tensiune electromotoare de transformare având frecvența egală cu frecvența tensiunii la bornele primare. Valoarea tensiunii electromotoare induse este proporțională cu numărul de spire al înfășurării.
Daca se neglijează caderea de tensiune datorită rezistenței înfășurării primare, precum și căderea de tensiune corespunzătoare fluxului magnetic care nu înbrățișează înfășurarea secundară , curentul de mers în gol fiind mic. Tensiunea la bornele înfășurării primare este egală cu tensiunea electromotoare, cu semn schimbat, indusă de fluxul magnetic. Astfel putem obține un raport de transformare notată cu k , care este egală cu raportul numerelor de spire ale înfășurării . Tensiunea u2 la bornele secundare la funcționarea în gol a transformtorului este aproape în fază, sau în opoziție de fază, cu tensiunea primară.
Dacă conectează la bornele înfășurării secundare un receptor, circuitul înfășurării este parcurs de curentul i2 , determinat de tensiunea la bornele secundare la funcționarea în sarcină a transformatorului și de impedanța circuitului receptor. Curentul i1 prin înfășurarea primară se modifică corespunzător cu sarcina transformatorului.
Figura 1.3 Principiul de funcționare al transformatorului electric monofazată
[http://www.creeaza.com/tehnologie/electronica-electricitate/TRANSFORMATOARE-ELECTRICE-si-P155.php]
La funcționarea în sarcină a transformatorului, raportul curenților prin înfășurări este aproape egal cu inversul raportului de transformare . La funcționarea transformatorului în sarcină, se produc căderi de tensiune în înfășurări datorită rezistenței și reaztanței de dispersie a acestora, iar tensiunea la bornele secundare variază în general de la funcționarea în gol la funcționarea în sarcină a transformatorului în funcție de căderile de tensiune din înfășurări și de defazajul curentului din secundar față de tensiunea la borne.
Transformatorul este acea aparat care transformă puterea electrică primară de o anumită tensiune și curent, într-o putere electrică de altă tensiune și alt curent pe care o transmite receptorului, frecvența rămânând neschimbată.
Prin intermediul transformatoarelor electrice se pot cupla rețele electrice de tensiuni nominale diferite și se pot adapta receptoarele construite pentru o altă tensiune nominală diferită de tensiunea rețelei eectrice de alimentare.
1.4.Forma tehnică a ecuațiilor transformatorului monofazat
Teoria dezvoltată în paragrafele anterior nu permite să se țină seama de pierderile în fier și de efectul saturației. De acea se preferă în special pentru transformatoarele de putere o altă formă a relațiilor care descriu comportarea transformatoarelor și care constituie baza teoriei tehnice a transformatorului.
Pentru inceput se va avea în vedere anumite avantaje si dezavantaje:
Solenația primară ω1i1 produce un câmp magnetic de excitație, iar solenația secundară ω2i2 produce un câmp suplimentar numit câmp de reacție, această în cazul în care transformatorul este în sarcină. Solenația rezultantă ϴµ= ω1i1+ ω2i2 produce câmpul magnetic rezultant din transformator și datorită saturației circuitului magnetic sistemul nu mai este liniar și câmpul magnetic rezultant nu se mai poate descompune în componente separate corespunzătoare solenațiilor parțiale ω1i1 și ω2i2 , adică suprapunerea efectelor nu mai este posibilă. Urmărind spectrul liniilor de câmp se pot stabili concluzii importante. Se vor avea în vedere cele două categorii de fluxuri: fluxurile de scăpări și fluxul util, care este fluxul magnetic care înlănțuie ambele înfășurări și se închide prin miezul magnetic al transformatorului.
Figura 1.4 Schema de funcționare al transformatorului electric monofazat
[http://www.scritub.com/stiinta/fizica/Transformatorul-Electric33696.php]
Dacă se consideră un transformator cu înfășurările dispuse ca în figura de mai sus se constată că liniile câmpului magnetic de scăpari ale înfășurării primare se închid parte prin aer, parte prin miez. Dacă analizăm un tub de forță oarecare al ecestui câmp, reluctanța lui totală este suma dintre reluctanța porțiunii din aer și cea a porțiunii din miezul magnetic. Reluctanța porțiunii de aer este constantă indiferent de intensitatea câmpului magnetic . Reluctanța porțiunii cuprinse în miezul magnetic este variabilă odată cu starea de saurație a mizeului magnetic, însă chiar la saturația pronunțată a miezului magnetic reluctanța porțiunii din miezul magnetic este mult mai mică decât reluctanța poțiunii din aer.
Dacă aplicăm teoremele lui Kirchoff în cele două circuite, adică în primar și în secundar putem obține următoarele relații:
(1.1)
(1.2)
Unde este variația fluxul magnetic total care înlănțuie înfășurarea primară, iar este variația fluxului magnetic total care înlănțuie înfășurarea secundară. În aceste relații se presupun cunoscute mărimile u1, , , , , , iar necunoscute sunt , ,.
Prin urmare avem două relații cu trei necunoscute. Sistemul devine determinat dacă se scrie și o relatie care este dată de legătura dintre și , caracteristică receptorului:
(1.3)
În cadrul ipotezelor enunțate mai sus aceste trei relații descriu complet funcționarea transformatorului în orce regim.
1.5.Regimurile de funcționare ale transformatorului monofazat.
Se consideră cazul unui transformator alimentat de la o sursă de curent alternativ de putere infinită (cu impedanță zero), astfel încât tensiunea primară nu variază la încărcarea în sarcină a transformatorului.
Curentul I2, în circuitul secundar rezultă din schema echivalentă a transformatorului reprezentată în figura următoare prin aplicarea teoremei lui Thevenin:
Figura 1.5 Schema echivalentă al transformatorului electric monofazat
[http://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/Transformatorul-electric-monof87.php]
(1.4)
În care este tensiunea la bornele secundare ale transformatorului la funcționarea în gol, este impedanța de scurtcircuit a transformatorului în raport cu bornele secundare, în cazul în care sursa este pasivizată , iar este impedanța de sarcină conectată la bornele secundare și raportate la primar.
Prin urmare, curentul de sarcină al transformatorului poate fi determinat dacă se cunoaște comportarea transformatorului în cele două regimuri particulare de funcționare: regimul gol și regimul de scurtcircuit.
Funcționarea în gol
Un transformator electric funcționeazaă în gol, în caz în care înfășurarea primară este alimentată de la o sursă de curent alternativ, iar circuitul secundar este deschis.
Puterea luată de transformator de la rețea la funcționarea în gol, se transformă în pierderi. Pierderile produse în înfășurarea primară sunt neglijabile în raport cu pierderile nominale:
(1.5)
Pierderile produse în miezul feromagnetic au valoare apropiată de pierderile în regim nominal, deoarece fluxul magnetic prin miez are o valoare aproape constantă de la funcționarea în gol la funcționarea în sarcină.
Curba curentului de mers în gol la un transformator monofaza alimentat de la o sursa de tensiune sinusoidală este deformată. Prin urmare, la funcționarea în gol a transformatorului monofazat cu tensiunea de alimentare variabilă în timp după o uncție armonică, fluxul magnetic prin miez, respectiv inducția magnetică variază sinusoidal în funcție de timp.
Fundamentala curentului de mers în gol este defazată înainte față de curba inducției magnetice daorită fenomenului de histerezis și datorită pierderilor produse în miez prin curenți turbionari. În cazul în care miezul feromagnetic prezintă un întrefier, tensiunea magnetică în întrefier este proporțională cu inducția magnetică și este practic sinusoidală; crește prin urmare numai fundamentala curentului de mers în gol, dar armonicile rămân neschimbate .
Tensiunea de alimentare fiind sinusoidală, transformatorul primește de la rețea o putere electrică activă numai pe fundamentală.
Funcționarea în scurtcircuit
Un transformator electric funcționează în scurtcircuit în cazul în care înfășurarea primară este alimentată de la o sursă de curent alternativ, iar înfășurarea secundară are bornele legate împreună, impedanța receptorului fiind zero.
La funcționarea transformatorului in scurtcircuit, curenții prin înfășurari au valori foarte mari, și se poate neglija curentul de mers în gol.
Curentul de scurtcircuit are valoarea efectivă I1sc dată de relația:
(1.6)
În mod uzual, tensiunea de scurtcircuit are valoarea usc 5-12%. Tensiunea de scurtcircuit depinde de puterea transfrmatorului și de construcția înfășurărilor, iar valoarea tensiunii de scurtcircuit este standardizată în funcție de puterea transformatorului în vederea asigurării posibilitații de funcționare în paralel a transformatoarelor de putere, precum și pentru limitarea curenților de scurtcircuit în rețele electrice.
Puterea primită de transformator la funcționarea în scurtcircuit este transformată în principal în pierderi în înfășurări prin efect Joule, deoarece pierderile în miez sunt foarte mici. Datorită pierderilor mari care se produc în înfășurări la funcționarea în scurtcircuit la tensiunea nominală, nu este permisă funcționarea transfrmatorului în scurtcircuit deoarece se pot produce încălziri mari ale izolației înfășurărilor, periclitând viața transformatorului.
1.6. Datele tehnice ale transformatorului
În standul experimental transformatorul electric trebuie să aiba o înfașurare primară conectată la o sursa de tensiune de 220V la o frecvența de 50Hz, adica tensiunea și frecvența este cea industrială. Transformatorul este realizat din tole de oțel electrotehnic laminata la cald,în forma de E și I, iar bobinajul realizat din sârmă de cupru. Transformatorul va fi răcit cu un ventilator, care va forța schimbarea de căldura cu mediul ambiant. Puterea în secundar trebuie sa fie minim 1250VA ca pănă la sfârșit la o tensiune de 1V în secundar să se obținem un curent de 1,25 KA. Cu cât este mai mare puterea transformatorului cu atât crește și curentul în secundar, considerând că tensiunea nu se modifică in secundar și rămâne 1V.
Transformatorul are următoarele date nominale :
Tensiunea nominală primară pe fază U1= 220 [V];
Tensiunea nominală secundară pe fază U2= 1 [V];
Frecvența nominală 50 Hz;
Factor de putere nominal în secundarul transformatorului: cosφ = 0,85;
Materialele electroizolante se încadreză în clasa de izolația E;
Puterea aparentă nominală S2= 1,25 [KVA]
Capitolul II
Proiectarea transformatorului electric monofazat.
2.1 Definirea și stabilirea mărimilor nominale ale transformatorului
Se calculează următoarele mărimi:
a. Curentul nominal secundar și puterea aparentă secundară:
(2.1)
b. Puterea activă în secundar și primar :
(2.2)
(2.3)
η – reprezintă randamentul inițial al transformatorului, acesta se va alege dintr-un grafic.
c. Componentele curentului primar și factorul de putere în primarul transformatorului:
(2.4)
(2.5)
K 1= (0,4 – 0,5) pentru sarcini active; K1=0,45
(2.6)
d. Puterea aparentă și curentul primar :
( 2.7)
(2.8)
2.2 Secțiunea circuitului magnetic
a. Secțiunea circuitului magnetic va fi preliminată cu relația:
(2.9)
Ks- coeficient ce depinde de tipul circuitului magnetic
KG’ –coeficient dat de raportul dintre masa circuitului și masa înfășurărilor
J’-densitatea medie de curent
Bc’-inducția magnetică în coloană
La transformatoarele de medie putere se practică construcții în trepte pentru coloane și juguri.
b.Diametrul preliminar al coloanei :
(2.10)
Se adoptă diametrul imediat superior (Dc) din Tabelul 2.1 și rezultă aria secțiunii pentru coloană și jug (Sc și SJ) numărul de trepte (nt).
Din Tabelul 2.2 rezultă lățimea tolelor (ai) și grosimea pachetelor de tole (bi) :
Tabelul 2.1
Tabelul 2.2
După definitivarea valorilor SC și SJ se determină secțiunea activă (de fier) a coloanei și jugului. În cazul circuitelor magnetice din ferite se consideră SFc = SC și SFJ = SJ , iar pentru circuite magnetice din tole se calculează secțiunile active cu relațiile:
După valoarea obținută a lui Dc, am obținut :
-Dc= 110 [mm] ;
-nt= 6 ;
-secțiunea coloanei Sc= 86,2 ;
-secțiunea jugului Sj= 89,7 ;
-lățimea ultimei trepte a jugului aJmin= 65 [mm];
a1=105mm; a2=95mm;
a3=85mm; a4=75; a5=65mm;
a6=40mm;
b1=16mm; b2=11mm; b3=7mm;
b4=6mm; b5=4mm; b6=7mm;
(2.11)
(2.12)
KF =0.94- factor de umplere
2.3 Determinarea numărului de spire ale înfășurărilor
a. Numărul preliminar de spire al înfășurării primare se determină cu relația :
(2.13)
∆Ur’= 4,80/100 = 0.048 –căderea de tensiune relativă pe transformator, valoarea lui se alege din graficul 2.1.
Figura 2.1 Cădere de tensiune relativă pe transformator
Cu valoarea ∆Ur' aleasă se vor calcula mărimile referitoare la dimensionarea ferestrelor, la conductoare, referitoare la masa înfășurărilor și pierderilor în înfășurări, masa și pierderile în+ circuitul magnetic, curentul de mers în gol și randamentul, căderile de tensiune și parametrii transformatorului obținându-se în final o nouă valoare pentru ∆Ur notată ∆Ur”. Cu această valoare nou obținută se va relua calculul întregului set demărimi menționat mai sus.
b. Tensiunea preliminată pe spiră
(2.14)
c. Numărul preliminat de spire al înfășurării secundare :
(2.15)
d. Se recalculează mărimile :
-tensiunea pe spiră :
(2.16)
-numărul de spire a înfășurării primare :
(2.17)
-inducția magnetică în coloană :
(2.18)
-inducția magnetică în jug (acolo unde Sc ≠ SJ) :
(2.19)
2.4 Determinarea dimensiunilor conductoarelor, a ferestrei transformatorului și dispunerea înfășurărilor.
a. Secțiunile preliminate ale conductoarelor se determină cu relațiile:
(2.20)
(2.21)
-unde J1’, J2’ sunt densității de curent pentru înfășurări concentrice, și sunt egale cu J1’ = 2A/mm2, J2’= 1,8A/mm2.
Se aleg conductoarele cu secțiunea standardizată cea mai apropiată de forma circulară (la curenți mici) sau profilată (curenți medii și mari) și se recalculează densitățile de curent (J1, J2 ).Pentru valorile S1’ și S2’ obținute, se alege din STAS 685-75 – conductor de cupru, de secțiune circulară, cu izolație din sticlă di= 0,35mm, 2× înfășurări sau din STAS 2873-76, un conductor de cupru, de secțiune profilată cu izolația di= 0,35mm din sticlă 2× înfășurări caracterizate prin:
Figura 2.2 Secțiunea conductorului circular și dreptunghiular [Carmen Molnar – Transformatorul electric, constructie teorie proiectare, Editura Universitatii din Oradea]
S1’=3,84mm2 => S1= 3,941mm2;
d1= 2,240mm;
d1i=2,590mm;
S2’= 3,15mm2 => S2= 3,530mm2 ;
d1= 2,120mm;
d1i=2,470mm;
b. Determinarea dimensiunilor ferestrelor.
Pentru a calcula dimensiunea ferestrei, b fereastră și h fereastră vom ține cont de raportul optim:
(2.22)
hf' – reprezintă înălțimea ferestrei circuitului magnetic;
bf’ – reprezinta latimea ferestrei;
Pentru calculul lui hf’ se folosește relația:
(2.23)
Ku' = 0,5- factorul preliminar de umplere al ferestrei
Conform relației lui Kf ’ se poate determina lățimea ferestrei bf ', astfel:
(2.24)
Figura 2.3 Dimensiunea ferestrei magnetic [Carmen Molnar – Transformatorul electric, constructie teorie proiectare, Editura Universitatii din Oradea]
Conform figura 2.3 avem:
δof – interstițiu aer frontal: δof = 5 mm;
δfc – grosimea flanșa-carcasa: δfc = 3 mm;
δcc – grosimea corp-carcasa δcc = 3 mm;
δoi – interstițiu aer interior: δoi = 0.5 mm;
δoe – interstițiu aer exterior: δoe = 8 mm;
δ1 – grosimea radiala a înfășurării primare
δ2 – grosimea radiala a înfășurării secundare
δie – grosimea izolației exterioare: δie = 1 mm;
c. Numărul de spire pe strat al înfășurării primare se determina cu relația:
(2.25)
d. Numărul de straturi ale înfășurării primare:
(2.26)
e. Numărul de spire pe strat al înfășurării secundare respectiv, număr de straturi în secundar:
(2.27)
(2.28)
f. Tensiunea maximă între două straturi:
(2.29)
(2.30)
EW- tensiunea între straturi
Dacă Uv > 50V între straturi se practică izolație suplimentară din fibră de sticlă impregnate cu lacuri siliconice de grosimi cuprinse între 0,025- 0,25 mm caracterizat de tensiunea critică, Ecr= 4 KV/mm și temperatura pănă la 180- 200o C.
(2.31)
ac= a1
Grosimea izolației între straturile înfășurării primare se determină cu relația:
(2.32)
Uinc= (3÷4) ∙UV1
Grosimea izolației între straturile înfășurării secundare se determină cu relația:
(2.33)
Uinc= (3÷4) ∙UV2
Grosimea izolației între înfășurarea primară și secundară se va determina astfel:
(2.34)
Uinc= (3÷4) ∙U1
Izolația fiind tot din sticlă impregnată cu lacuri siliconice, se va lua în calcule, δ12= 1 mm, δ1e= 1mm .
g. Lățimea ferestrei
Carcasa bobinelor cilindrică:
25+0,1+1)+8=74,2[mm] (2.35)
Se verifică dacă este îndeplinită condiția următoare:
(2.36)
Se ajustează valorile astfel:
(2.37)
(2.38)
Cu valorile astfel obținute se recalculează următorii mărimi WS1, WS2, nS1, nS2, δ1, δ2, bf , obținânduse valorii corecte pentru bf respectiv hf.
(2.39)
(2.40)
(2.41)
(2.42)
(2.43)
( 2.44)
( 2.45)
Cu valoarea obținută pentru bf se ajustează valorile lui bf și hf.
2.5 Masa înfășurărilor și pierderile în înfășurări
Transformatorul pe care-l proiectăm este trifazat, cu circuitul magnetic cu coloane și înfășurările dispuse concentric (una peste cealaltă) deci vom avea un grup de trei bobine. Masa unui grup (j) de bobine, este :
(2.46)
( 2.47)
j= (1, 2) – indicele înfășurărilor transformatorului.
m = 3 reprezintă numărul de bobine primare respectiv secundare;
γ = 8,9 Kg/dm3- pentru conductoare din Cu;
γ = 2,7 Kg/dm3- pentru conductoare din Al;
S j- secțiunea conductorului din primar respectiv din secundar;
Wj- numărul de spire din primar respectiv din secundar;
lWj- lungimea spirei medii a înfășurării de rang j, (figura 9.6.1).
Calculul lui lwj se face în funcție de tipul carcasei (noi am ales carcasă cilindrică):
(2.48)
(2.49)
-suma respectivă reprezintă suita de dimensiuni radiale ale elementelor interpuse între corpul carcasei
-pentru primar avem:
1= 4,4059 [mm] ( 2.50)
-pentru secundar avem:
= 3,5 [mm] (2.51)
Masa totală a înfășurărilor :
(2.52)
Pierderile de putere in grupul de înfășurări cu masa GWj :
(2.53)
(2.54)
Km = 2,4
Krj- coeficientul de majorare a pierderilor în curent alternativ
-pentru conductor rotund
(2. 55)
(2.56)
j = 2.135 10-2 mm2/m
Mj – numărul de straturi în primar și în secundar în cazul nostru nS1, nS2
(2.57)
(2.58)
KR=0,95- coeficientul lui Rogowski
(2.59)
(2.60)
2.6 Masa și pierderile de putere în circuitul magnetic
a. Masa circuitului magnetic
(2.61)
(2.63)
b. Pierderile de putere activă în circuitele magnetice
(2.64)
(2.65)
PSF= 0,45W/kg
f0- frecvență de referință (industrială 50Hz)
Pierderile totale de putere activă:
(2.66)
c. Puterea reactivă necesară magnetizării circuitului magnetic din tole se determină cu relația:
(2.67)
Kμ= 1,05-1,12 la 45o
Kμ= 1,25-1,3 la 90o
qc= 0,712, qj = 0,669 – pierderile specifice de putere reactivă [VAR/Kg]
2.7 Curentul de funcționare în gol și randamentul
a. Curentul de funcționare în gol:
(2.68)
(2.67)
(2.67)
b. Randamentul și sarcina nominală se calculează cu relația:
(2.68)
2.8 Căderea de tensiune și parametrii transformatorului
a. Pentru transformatoare cu două înfășurării pe fază (un primar și un secundar) vom determina:
-Căderile de tensiune active:
(2.69)
(2.70)
– Rezistențele înfășurărilor:
(2.71)
(2.72)
-Rezistența de scurtcircuit (Kapp):
(2.73)
-Căderea de tensiune totală activă este:
(2.74)
-Căderile de tensiune inductive pentru înfășurări concentrice:
(2.75)
(2.76)
( 2.77)
(2.78)
(2.79)
Căderea totală de tensiune este :
(2.80)
Reactanța inductivă :
(2.81)
Impedanță de scurtcircuit :
(2.82)
Tensiunea de scurtcircuit :
(2.83)
2.9 Verificarea transformatorului la încălzire
Supratemperatura înfășurărilor și a circuitului magnetic se poate determina aproximativ cu relația:
(2.84)
= 1.110-3 N/cm2
(2.85)
(2.86)
(2.87)
(2.88)
(2.89)
(2.90)
Capitolul III.
Echipamentele electrice utilizate la modulul experimental
3.1 Siguranțe fuzibile de joasă tensiune.
3.1.1 Generalitați, clasificări.
Siguranțe fuzibile sunt aparate electrice care asigură protecția circuitelor electrice împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor. Sunt alcătuită din mai multe elemente, iar cel mai important parte din ele este patronul fuzibil care la apariția șocului de curent arde protejând astfel circuitul. Ele sunt niște declanșatoare termice, la care nu se poate regla valoarea curentului de declanșare numai prin alegerea corectă a firului fuzibil, care poate să aibă diferite dimensiuni. În caz în care apare un scurtcircuit materialul din care este confecționat fuzibilul, începe să se încălzească și pănă la urmă se topește întrerupănd circuitul de alimentare. Construcția lor este foarte simplă și robusta, au un volum redus, iar prețul de cost este relativ redusă.
Există numeroase tipuri constructive de siguranțe care se clasifică în trei mari categorii:
Siguranțe fuzibile de mare putere, utilizate în instalațiile industriale cu curenți nominali între 100 și 1000A la tensiuni până la 1000V.
Siguranțe fuzibile de mare putere, utilizate în instalațiile industriale și casnice pentru curenți nominali între 6 și 100 de amperi, la tensiuni până la 1000V
Siguranțe miniatură, utilizate în aparate electrice redresoare, aparate de radio și televiziune pentru curenți nominali între 0,1 și 10A, la tensiuni până la 550V.
3.1.2 Construcția siguranțelor fuzibile
Siguranțele fuzibile sunt formate dintr-un capac filetat, din elementul înlocuitor care cuprinde fuzibilul, format dintr-un fir sau o lamă conductoare, montat în serie cu elementul de protejat prin intermediul soclului.
Din punct de vedere constructiv siguranțele poate să fie realizate deschise sau închise. În cazul siguranțelor fuzibile deschise arcul electric este stins în aer, iar in cazul siguranțelor închise stingerea arcului electric se realizează în interiorul patronului fuzibil care poate să fie cu, sau fără umplutură de nisip.
Forma constructivă a siguranțelor fuzibile este prezentată în figura următoare:
Figura 3.1 Siguranțe fuzibile [http://www.garajuluimike.ro/electrice/sigurante-fuzibile.htm]
Nisipul în interiorul patronului are rolul de a răci coloanei arcului electric și stingerea rapidă a arcului electric care apare în urma topirii firului fuzibil. Astfel cu ajutorul nisipul de umplutură siguranțele fuzibile poate să rupe un curent mult mai mare, fără problemă de a stinge arcul electric, decât în cazul în care nu avem în interiorul patronului fuzibil material de umplutură.
Cu un astfel de fuzibil se pot obține și o caracteristică de topire foarte rapidă. Cea mai nouă perfecționare o constituie elementul fuzibil de tip sită, care este o bandă fuzibilă în care s-au practicat un mare număr de perforații aliniate în șiruri longitudinale și transversale. În acest mod se obțin mai multe întreruperi în serie, care provoacă o creștere rapidă a căderii de tensiune pe arc, reducând extinderea și durata arcului.
Figura 3.2 Element fuzibil [http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/APARATE-DE-DISTRIBUTIE-IN-INST2346162013.php]
3.1.3 Funcționarea siguranțelor fuzibile.
Siguranțele fuzibile au două regimuri de funcționare, un regim numit regimul staționar și un regim tranzitoriu. Siguranța fuzibilă se află în regimul staționar atunci când curentul care trece prin el este mai mic decât curentul minim de topire, iar se află în regim tranzitoriu atunci când curentul ce trece prin el este mai mare decât curentul nominal, adică depășesc curentul minim de topire.
Arderea firului fuzibil trece prin următoarele procese:
Încălzirea elementului fuzibil până la temperatura de topire;
Topirea și vaporizarea elementului fuzibil;
Apariția arcului electric dintre contacte;
Stingerea arcului electric
Arderea arcului în siguranță trebuie să dureze un timp cât mai scurt, capacitatea de rupere a siguranțelor fiind strâns legată de micșorarea duratei de funcționare, care se obține prin: folosirea firelor fuzibile cu conductivitate electrică mare, utilizarea fuzibilelor sub formă de benzi și site, folosirea materialelor granuloase, ca material de umplutură, montarea fuzibilului în buclă sau îndoirea în unghi drept pentru a favorizarea acțiunea forțelor electrodinamice.
Față de întreruptoare, siguranțele fuzibile au un mare avantaj în sensul că aceste siguranțe pot limita considerabil valoarea unui curent de scurtcircuit, realizând ruperea acestuia înainte ca el să fie ajuns la valoarea maximă.
Topirea siguranțelor fuzibile poate să fie de dou tipuri, în funcție de tipul scurtcircuitului și anume: scurtcircuit și suprasarcină. Arderea siguranțelor fuzibile la scurtcircuit elementul fuzibil se topește în zona de secțiune minimă iar arcul electric care apare, erodează banda și se extinde lungime, până când nisipul de umplutură îl răcește suficient pentru a-l stinge. Topirea siguranțelor fuzibile la suprasarcină este mai pronunțată în felul că, dacă din anumite motive curentul crește foarte mult prin elementul fuzibil, el își pierde proprietățiile nominale, și începe să se incălzească pănă când are loc topirea lui. Topirea elementului fuzibil se realizează în zona centrală a benzii fuzibile, în care este plasat aliajul ușor fuzibil, ca urmare a efectului metalurgic.
Din explicarea funcționării siguranțelor fuzibile rezultă că cel mai mare problemă este stingerea arcului electric, care se poate limita dacă folosim fuzibile cu întrerupere multiplă a arcului electric, sau efectiv reducăm lungimea elementelor fuzibile.
3.1.4 Caracteristicile siguranțelor fuzibile
Caracteristica de bază a fuzibilului reprezintă caracteristica timp-curent, sau caracteristica de protecție, care se poate reprezenta prin variația timpului de funcționare în funcție de supracurent. După această caracteristică amintită mai sus, avem siguranțe fuzibile rapide, siguranțe fuzibile lente, siguranțe fuzibile mixte și siguranțe fuzibile ultrarapide.
Siguranțele fuzibile rapide sunt destinate pentru a proteja liniile electrice de joasă tensiune cu sarcină fără vârfuri pronunțate. În cazul acesta siguranțele sunt alcătuite dintr-un singur metal, cu ecțiunea uniformă.
Siguranțele fuzibile lente sunt destinate de a proteja liniile electrice de joasă tensiune cu vârfuri de sarcină de scurtă durată, cum este cazul pornirii motoarelor electrice de inducție. Utilizarea lor permite protecția motorului, fără ca ele să ardă în procesul de pornire.
Siguranțele fuzibile mixte sunt realizate prin înserierea a două fuzibile, un fuzibil cu acțiune lentă obținut cu efect metalurgic și altul cu acțiune rapidă construit dintr-o bandă cu gâtuiri. Aceste siguranțe se folosesc în special la protecția cablurilor având caracteristica de topire apropiate de curba de încălzire a cablului.
Siguranțe fuzibile ultrarapide sunt destinate protecției instalațiilor de redresoare echipate cu ventile semiconductoare. Acest tip de siguranță limitează curenții de ordinul 4In , într-un timp sub 2ms, și se confecționează dintr-un fuzibil puernic gâtuit sau sub formă de sită.
Caracteristica termică a unui siguranță fuzibilă este curba care reprezintă dependența dintre timpul în cursul căruia temperatura părții celei mai încălzite a obiectului atinge valoarea limită admisibilă și valoarea supracurentului.
Figura 3.3 Caracteristica temporală de protecție a siguranțelor fuzibile ținând seama de dispersia valorilor. 1-domeniul de protecție al siguranțelor normale; 2-domeniul de protecție al siguranțelor rapide[http://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/Sigurante-fuzibile-de-medie-si51.php]
3.2 Contactoare
Contactoarele sunt aparate electromagnetice cu două poziții de comandă care servesc la închiderea și deschiderea circuitelor electrice, efectuând sau separând legăturile electrice dintre bornele lor de intrare și ieșire. El este comandat automat prin electromagnetul care în timp ce este alimentat își închide contactele asigurând trecerea curentului prin circuit. Întrerupând alimentarea electromagnetului contactorul își schimbă poziția și curentul devine zero prin el. Contactoarele sunt aparate cele mai răspândite din instalațiile de comandă și automatizări. Se folosesc deobicei la pornirea motoarelor electrice de mare putere unde nu se poate realiza întreruperea curentului cu un simplu întrerupător, din cauza curentului foarte mare ce trece prin circuit. Contactoarele sunt folosite foarte des în circuite deoarece ele permit acționarea de la distanță la primirea unui impuls care poate fi dat manual sau automat, au o frecvență mare de conectare și au o rezistență foarte mare la uzura mecanică și electrică.
Cele mai răspăndite contactoare sunt cele electromagnetice, dar pe lângă acestea mai există contactoare pneumatice, hidraulice și mecanice.
După felul curentului de alimentare a bobinei avem contactoare de curent continuu și contactoare de curent alternativ.
3.2.1 Construcția contactoarelor electromagnetice
Contactoarele electromagnetice au 5 părți principale și anume:
Organul motor este de fapt un electromagnet, care asigură deplasarea contactelor mobile, asigurând închiderea acestora. Electromagnetul acționează asupra unui resort antagonist care are tendința de a readuce aparatul în poziția de repaus și el este care transformă energia primită sub formă electric, în formă mecanic, care până la urmă acționează asupra contactelor.
Cea mai importantă parte reprezintă polii principali care sunt formate din contactele fixe, contactele mobile și camera de stingere. Contactele fixe și mobile se stabilesc în circuit întreruperea sau continuitatea curentului electric. Camera de stingere are rolul, stingerea arcului electric care apare la deschiderea contactelor, mărind astfel capacitatea de rupere și diminuând timpul de ardere.
Polii auxiliari sunt formate din contacte fixe și mobile auxiliare, iar aceste contacte sunt cuplate la același mecanism de acționare ca și contactele principale, astfel încât fiecărei poziții de funcționare a contactorului să-i corespundă o anumită poziție de funcționare a contactelor auxiliare.
Releu termic și declanșator se utiliează frecvent pentru protecția la supracurenți și electromagnetice pentru protecția la scurtcircuit.
Carcasa și sistemul de fixare asigură fixarea diverselor părți ale contactorului, și izolarea părțile componente între ele și față de masă.
Figura 3.4 Elementele constructive ale contactorului cu mișcare de translație;
1,2,3-organul motor; 4- resort antagonist; 5-calea de curent; 6-plăci feromagnetice; 7-puntea; 8- resort; 9-caseta;[ http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf]
3.2.2 Utilizarea și alegerea contactoarelor electromagnetice
Datorită posibilităților de comandă de la distanță, pe cale electrică, a adaptabilității ușoare la comenzile voite sau atutomate, contactoarele au un larg domeniu de utilizare în toate instalațiile moderne.
În instalațiile mai complexe contactoarele servesc la închiderea, deschiderea sau la comutarea unor circuite, în urma unor comenzi voite sau automate. Comenzile pot fi date de relee sensibile la un anumit parametru fizic de exemplu temperatura, presiunea, nivel etc. Aceste din urmă fiind montate pe același panouri sau pe panouri diferite.
Cu ajutorul contactoarelor se realizează și echipamente complexe necesare pornirii și reglării turației motoarelor electrice. Astfel în figura se reprezintă schema electrică a unui inversor, format din douăcontactoare, care folosește la inversarea sensului de mers al motoarelor asincrone. Contactoarele sunt blocate mecanic pentru a nu permite închiderea simultană.
Figura 3.5 Schema electrică a unui inversor de sens[http://scheme-electrice.com/wp-content/uploads/2012/02/schema-electrice-de-comanda-si-inversare-de-sens-a-uni-motor-asincron.jpg]
La alegerea contactoarelor trebuie ținut seama și de faptul că frecvența de conectare a contactorului trebuie să fie superioară frecvenței utilajului. Alegerea contactorului cu care poate fi comnadat un motor necesită o analiză amănunțită a condițiilor de funcționare ale motorului. În acest sens trebuie determinat gradul de utilizare și curentul nominal termic.
Această din urmă se determină din egalitatea efectului termic al curentului variabil cu efectul termic al curentului nominal termic, considerat în regim permanent.
Figura 3.6 Contactor pe bară tripolar LC1 B (AC, AC3) 750-1800A pentru comanda motoarelor.
[ http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf]
Figura 3.7 Contactor LP4 D (DC, AC3) [http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf]
3.3 Întreruptoare automate (Disjunctoare)
Întreruptoarele automate formează o categorie importantă de aparate care efectueză protecția motoarelor și instalațiilor împotriva suprasarcinilor și în special a curenților de scurtcircuit. Sunt aparate capabile să își închide să suporte și să deschide curenți de serviciu și de suprasarcină, inclusiv cei de scurtcircuit. Funcția de comutație se poate face automat sau manual iar deconectarea lor în caz de avarie se face în mod automat. Sesizarea erorilor se face cu ajutorul unui senzor care este capabil să iși detecteze curenți de scurtcircuit și curenți de suprasarcina. Senzorul este format dintr-un material bimetal care la apariția unui supracurent sau scurtcircuit își modifică unghiul de poziție, deconectând astfel circuitul de la rețea.
Figura 3.8 Variante constructive de întrerupătoare automate de tip compact.
[http://roelectricianulautorizat.blogspot.ro/2015/02/intrerupatoare-automate-mici.html]
Acționarea sistemului de contacte este mecanică și se realizează de către un mecanism denumit și broască. Mecanismul asigură două poziții stabile (închis-deschis) timp indefinit, pănă la următoarea manevră. Numărul total de manevre este de 10-30000.
Din punct de vedere al timpului propriu de declanșare întreruptoarele automate pot fi grupate în:
Întreruptoare automate limitatoare
Întreruptoare automate rapide
Întreruptoare automate selective sau temporizate
3.3.1 Construcția și mecanismele întreruptoarelor automate
Întreruptoarele moderne au deobicei bornele de alimentare pentru cele trei faze într-o singură carcasă electroizolantă și se numesc întreruptoare compacte.
Părțile componente ale unui întreruptor automat sunt:
Componentele de comutație, care conțin contactele fixe, contactele mobile, și camera de stingere a arcului electric.
Mecanismul întreruptorului, care deschide piesele de contact prin intermediul dispozitivului de declanșare la apariția unui supracurent.Aicea se găsește și maneta au pârghia de acționare.
Un dispozitiv de declanșare care cuprinde următoarele componente: un dispozitiv termic și magnetic, un releu electronic, un spațiu de conectare.
Electromagnetul de comandă rămâne sub tensiune un timp scurt, dezvoltând o mare forță pentru a putea întinde resoartele antagoniste și a arma mecanismul de declanșare , deosebindu-se esențial de electromagnetul contactoarelor care rămâne conectat la tensiune, timp îndelungat.
Anclanșarea se poate face prin mai multe moduri: manual, cu ajutorul unui servo-motor sau pneumatic. Pentru a se evita lipirea contactelor, din cauza creșterii lente a forțelor de apăsare, s-a generalizat anclanșarea rapidă cu acumulare inițială de energie, la care viteza contactelor este independent de viteza de manevrare a organului de manevră propriu zis.
Figura 3.9 Secțiune prin întrerupătorul automat.
1-maneta de acționare; 2-clichetul principal; 3-clapeta de armare; 4,5-biele; 6-echipajul mobil; 7-contactul mobil; 8-contactul fix; 9-resort principal; 10-clapetă ax declanșator; 11-declanșator termic; 12-buton de reglaj; 13-armătura fixă a declanșatorului electromagnetic; 14-axul suport al echipajului mobil; 15-carcasa aparatului; 16-placă de prindere; 17-borne de racordare; 18-cameră de stingere cu plăci feromagnetice; 19-armătura mobil a declanșatorului electromagnetic; 20-axul declanșatorului; 21-clichet auxiliar. [http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf]
Principalele funcții ale mecanismului de broască sunt, menținerea întreruptorului în poziția închis, declanșarea întreruptorului cu ajutorul unei forțe reduse, să adapteze caracteristica cuplului motor, să asigure la închiderea normală a întreruptorului o viteză sufucientă a contactului mobil.
Aparatul are o caracteristică de protecție independentă, pentru că nu este prevăzut cu releu termic, deoarece în curent continuu releul electromagnetic se poate regla la valori foarte apropiate de curentul absorbit de motor.
3.3.2 Întreruptoare automate de curent alternativ
Întreruptoarele automate ce se găsesc în fabricație curentă pot fi grupate în două mari categorii: întreruptoare automate în carcasă izolată de tip compact sau întreruptoare automate universale.
Cele universale normale se fabrică în prezent într-o gamă largă de valori nominale și forme constructive. Sunt destinate de a proteja motoarele electrice și liniile electrice de joasă tensiune împotriva suptrasarcinilor și scurtcircuitelor. Schema a unui astfel de aparat arată astfel:
Figura 3.10 Reprezentarea schematică a unui întrerupător universal normal.[1]
În privința acționării întreruptoarelor se utilizează acționarea de la distanță , aparatul fiind prevăzut cu un sistem mecanic care, la primirea unui impuls de comandă de la distanță , efectueză mișcarea și produce un lucru mecanic necesar pentru anclanșarea aparatului.
În toate cazurile acționarea de la distanță poate fi pneumatic, cu electromagnet de acționare sau cu motor electric de acționare.
Bibliografia acestui capitol
[1] Alexandru Vasilievici, Lucian Moldovan Aparate electrice volumul II Editura Institutul Politehnic Traian Vuia Timisoara 1976.
[2] Elena otilia Varjoghe Aparate si echipamente electrice de comutatie Editura Bibliotheca Targoviste 2009.
[3] Dorel Hoble, Claudia Stasac Aparate si echipamente electrice Editura Universitatii din Oradea 2004.
Capitolul IV.
Sudura în puncte.
IV.1 Prezentarea generală a echipamentelor pentru sudare
Operația de sudare, respectiv procesul de sudare se efectuează cu ajutorul unor aparate și dispozitive adecvate,constiutuind așa numitele echipamente pentru sudare (generatoarele de curent pentru sudare, redresoarele de sudare, laserele etc).
Prin echipament pentru sudare se ințelege ansamblul uneltelor, aparatelor, instrumentelor, mașinilor de lucru etc., necesare pentru efectuarea proceselor de sudare. La rândul lor echipamentele pentru sudare sunt constiutuite dintr-o serie ntreagă de componente principale sau auxiliare( cabluri de alimentare, aparate de măsură și control, instalații de reglare și optimizare etc.)
În baza celor arătate se poate efectua clasificarea echipamentelor pentru sudare pornind de la procedeele folosite, cu observația că de cele mai multe ori procedeul poartă chiar denumirea echipamentului respectiv. Clasificarea se poate face după mai multe criterii:
După scopul urmărit prin procedeul de sudare aplicat:
-echipamente pentru sudare de mbinare,care realizează unirea prin sudare a părților unei piese sau mai multor piese;
-echipamente pentru sudare de încărcare, cu ajutorul cărora se depune un strat de metal de adaos ăe suprafața unei piese.
b) După modul de desfășurare a procesului de sudare:
-echipamente pentru sudare prin topire, care realizează sudare prin încălzirea până la topirea a pieselor ce urmează a fi înbinate;
-echipamente pentru sudare prin presiune, care realizează sudarea prin exercitarea unei forțe de apăsare între piesele de sudat, cu sau fără încălzirea locală acestora;
-echipamente pentru sudare prin topire si presiune, care realizează sudarea prin încălzire până la topire a pieselor, după care se aplică o forță de apăsare între piesele de sudat ce au deja format un strat de metal topit în zona de îmbinare.
c) După modul de executare a sudării, sunt:
-echipamente pentru sudare manual, cu ajutorul cărora sudarea se efectuează prin operații anuale;
-echipamente pentru sudare semimecanizată, cu care o parte din opreațiile de bază se realizează mecanizat;
-echipamente pentru sudare mecanizată, cu care toate rațiile de bază se efectuează mecanizat;
-echipamente pentru suadare automată, cu care atât operațiile de bază cât și cele auxiliare sunt efectuate mecanizat, după un anumit program.
Următoarea clasificare cuprinde toate utilajele pentru sudare prin presiune cu energie electrică:
Sudarea prin presune cu energie electrica: 1) cu înaltă frecvență
2) prin inducție
Sudarea prin presiune cu energie electrica prin inducție: a) prin efect Joule
b) cu energie înmagazinată
Sudarea prin efect Joule: 1) cap la cap
2) în puncte
3) în linie
Sudarea cu energie înmagazinată: a) în câmp electric
b) în cămp magnetic [2]
IV.2 Principiile și procedeele sudării prin presiune în puncte
La unele dintre procedeele de sudare, pentru realizarea unei îmbinări sudate de calitate dorită, este esențială aplicarea unor forțe exterioare. La aceste procedee de sudare prin presiune în puncte, rolul forței exterioare, în cea ce privește obținerea unei suduri cu anumite calități, depinde de temperatura zonelor mărginașe ale pieselor de sudat și de unele particularități ale procedeului utilizat.
Un prim rol al forțelor exterioare constă în a aduce piesele de sudat într-un contact suficient de intim pe întreaga suprafață în care urmează a se realiza sudura. Acesta se obține prin deformarea plastică a regimurilor în cauză. Pentru realizarea legături metalice între două piese, în afară de aducerea lor în contact intim, mai este nevoie și de o energie de activare care să promoveze formarea grăunților cristalini comuni. În cazul sudării prin presiune la rece, această energie se obține cu ocazia deformării plastice, iar în cazul sudării la temperatură ridicată prin încălzire și deformare.
Deformarea plastică mai are rolul de a disloca stratul care acoperă suprafața pieselor în urma interacțiunii cu mediul înconjurător și de a favoriza astfel realizarea unui contact între suprafețele metalice.
În cadrul anumitor procedee, forțele exterioare constituie unul dintre factorii determinanți ai câmpului termic care se stabilește în timpul sudării și influențează prin aceasta proprietățile tehnice ale sudurii.
Forțele exteriore au un rol portant, chiar și la procedeele de sudare prin presiune în puncte la care temperatura anumitor zone depășește temperatura de topire. Astfel, în situațiile în care topirea se petrece într-un spațiu închis, forțele exterioare aplicate la momentul potrivit permit obținerea unei suduri în care metalul să fie compact, lipsit de goluri și cu tensiuni proprii reduse. De asemenea, forțele exterioare asigură închiderea spațiului în care are loc topirea evitând astfel interacțiunea metalului topit cu mediul înconjurător precum și expulzarea de metal topit din zona sudării. La procedeele caracterizate acea că topirea are loc într-un spațiu deschis, forțele exterioare au rolul de a îndepărta dintre piesele de sudat metalultopit, care conține oxizi și alte impurități, asigurând astfel obținerea unei suduri cu calități ridicate.
Posibilitatea atomilor mărginși a două piese de a se întregimenta în grăunți cristalini comuni, depinde și de mobilitatea acestora. Această mobilitate crește o dată cu temperatura. Mărirea temperaturii ușurează sudarea, premițând micșorarea deformației plastice necesare și deci a compresiunii specifice utilizate pentru realizarea unei îmbinări sudate, având anumite calități tehnice.
După temperatura maximă atinsă de zonele în care are loc sudarea, procedeele de sudare prin presiune în puncte se împart în următoarele trei grupe:
– sudarea în stare solidă la rece;
– sudarea în stare solidă la cald;
– sudarea cu topire
În primul caz, temperatura materialului nu dpășește temperatura sa de recristalizare. În al doilea caz, materialul se încălzește la o temperatură care depășește temperatura de recristalizare dar rămâne sub temperatura de topire. Dacă se atinge sau se depășește temperatura de topire, atunci procedeul se încadrează în grupa a treia.
Încălzirea pieselor poate fi obținută prin realizarea diferitelor surse de căldură, cum sunt:
Curentul electric pulsator de frecvență joasă, industrială sau înaltă, utilizându-se efectul Joule-Lenz;
Arcul elecric;
Flacăra obținută prin arderea unui amestec de gaze;
Focul de forjare;
Reacția exoternă;
Frecarea între două piese;
Energia ultrasonoră; [1]
IV.3 Utilaje și echipamente pentru sudare electrică prin presiune în puncte
Sudrea electrică prin presiune face parte din categoria procedeelor de sudare la care încălzirea locală a pieselor de sudat este produsă de trecerea curentului electric prin rezistența electrică a pieselor în contact direct sau prin inducție, forță necesară pentru realizarea îmbinării fiind aplicată perpendicular pe suprafețele de contact.
Instalațiile pentru sudare electrică prin presiune utilizează atât curentul continu, cât și alterntiv de joasă sau înaltă frecvență, bazându-se în majoritatea lor pe curenții de conducție ce trecând rin rezistența de contact dintre componentele de sudat, rezistența proprie a componentelor și rezistența de contact între electrozi și piesele de sudat, datorită efectului Joule sau efectul lui pelicular, respectiv de proximitate, produc încălzirea locală a pieselor sau chiar topirea lor, permițând deformarea plastică și în ultima instanță sudura într-o zonă îngustă.
Fig4.1 Schema bloc ale instalațiilor pentru sudare electrică prin presiune în puncte
Indiferent de tipul constructiv eceste instalații trebuie să îndeplinească anumite condiții de bază cum ar fi : menținerea constantă a parametrilor electriciși mecanici pe tot timpul procesului de sudare; asigurarea precisă și rapidă a funcțiilor referitoare la reglarea poziției electrozilor și pieselor; așezarea și strângerea pieselor între ectrozi și îndepărtarea pieselor sudate; asigurarea unor pierderi minime de putere activă; timpul de serviciu fără a necesita reparații să fie maxim; manevrabilitate ușoară în ceea ce privește comanda; acționarea și operațiile aferente procesului de sudare astfel încât efortul fizic al personalului de deservire să fie minim; limitarea încălzirii pieselor componente ale mașiniiu dispozitive de răcire adecvate.
De asemenea, se impun anumite condiții de protecție specifice cum ar fi tensiunea în circuitele de comandă să nu depășească 42V, să existe contact de punere la pământ, înfășurarea primară a transformatorului de sudare să fie protejată împotriva umezelii, scânteilor, stropilor de metal topit, izolarea uneia din bornele circuitului secundar față de elementele metalice ale mașinii, protejarea pieselor cu suprafețe de frecare și a ghidajelor, articulațiilor, filetelor împotriva scânteilor și a stropilorde metal topitși să fie prevăzute cu elemente de protecție a personalului de deservire.[2]
IV.4 Parametrii mașinilor de sudare electrică prin presiune prin conducție
Instalațiile pentru sudare electrică prin presiune prin conducție sunt caracterizate de o serie întreagă de paametrii determinați de regimurile de lucru ale aestor mașini.
Parametrii electrici și termici. Principalii parametri ce se iau în considerare în cazul mașinilor pentru sudare electrică prin presiune prin conducție sunt:
Durata de acționare relativă, notată DA,reprezentând raportul dinstre timpul efectiv de trecere a curentului prin circuitul de sudare ts și mpul total necesar pentru întreg ciclul de sudare tc :
(4.1)
Unde tp reprezină timpul de pauză.
În principiu mașinile de sudare de acest tip t proiectate pentru anumite regimuri de lucru numite nominale, schemeleadoptate permițând reglarea caracteristicilr în funcție de necesitățile impuse de procesul tehnologic :
Tensiunea nominală de alimentare, notată U1n reprezintă valoarea efectivă a tensiunii de alimentare pentru care este construită mașina. Pentru circuitele auxiliare care nu alimentează transformatorul de sudare se ia în considerare tensiunea nominală auxiliară care este valoarea efectivă a tensiunii care alimentează aceste circuite;
Curentul primar de durată, notată I1p, reprezintă curentul maxim ce trece prin înfășurarea transformatorului în serviciu continuu pe treapta maximă de reglaj, fără ca limitele de încălzire prescrise să fie depășite. Pentru un anumit regim de lucru impus de procesul tehnologic, curentul primar va fi dependent de durata de acționare relativă. Când mașina este alimentată cu tensiunea nominală, pe treapta maximă de reglaj, electrozii fiind în scurtcircuit, se obține valoarea curentului primar de scurtcircuit I1sc care poate fi I1sc.max pentru impedanța inimă corespunzătoare deschiderii și lungimii brațelor minime sau I1sc.min , pentru impedanța maximă, corespunzătoare deschiderii și lungimii brațelor maxime
Tensiunea maximă de mers în gol, care reprezintă valoaea efectivă a tensiunii între electrozi pentru diverse reglaje.
Curentul secundar de durată, care reprezintă de fapt curentul secundar maxim în serviciu continuu fără ca limitele e încălzire prescrise pentru trasformator să fie depășite
Randamentul circuitului de sudare este dat de raportul între puterea efectivă consumată pentru încălzirea pieselor, reprezentând de fapt puterea de lucru :
(4.2)
Parametrii mecanici și geometrici. În general pentru aplicarea procedeului de sudare electrică prin presiune prin conducție sunt necesare anumite forțe aplicate perpendicular pe suprafețele de contact. Capul mobil al mașinilor de sudat electric prin presiun prin conducție efectuează o suită de mișcări sub influența unor forțe de înaintare, de apropiere și de apăsare. Forța aplicată prin intermediul electroilor de contact asupra pieselor de îmbinat se definește ca forța de apăsare și poate fi cuprinsă între o valoare maximă la care nu apar deformații mai mari decât cele specificate în părțile ecanice ale mașinii și o valoare minimă ce reprezintă valoarea cea mai redusă la care poate fi reglată mașina pentru a asigura o funcționare acceptabilă.
În azul acționarii pneumatice sau hidrostatice se definește presiunea de intrare a mediului de lucru măsurată la intrarea acesteia în dispozitivele de acționare, necesar pentrubuna funcționare a mașinii de sudat. În cilidrii de lucru presiunea mediului de lucru este presiunea necesară pentru obținerea forței maxime în regimul stabilit.
Una din condițiile foarte importante impuse mașinilor pentru sudare electrică prin presiune este răcirea, care trebuie să se încadreze în anumite limite. Pentru acesta se impune debitul fluidului de răcire care reprezintăde fapt debitul minim necesar în fiecare circuit al mașinii pentru ca în cazul funcționării la puterea limitele de încălzire admise să nu fie depășite.[2]
IV.5 Transformatoarele mașinilor de sudare electrică prin presiune în puncte
În general, transformatoarele maașinilor de sudare electrică prin presiune prin conducție sunt construite entru puteri cuprinse între 5 și 400 KVA fiind alimentate de la tensiunea alternativă de 220, 380, 500, 660 V la frecvența de 50 Hz și putând furniza în secundar tensiuni de la 0,3 la 25 V, în funcție de necesitățile tehnologice tipul constructiv. La mașinile staționare și la mașinile mobile cu transformator încorporat, este montat într-un locaș special practicat în corpul mașinii, iar la masinile de sudat mobile cu transformator separat acesta este amplasat în afara corpului mașinii, legătura fiind realizată cu cabluri flexibile.
Caracteristicile externe ale acestor transformatoare sunt coborâtoare existând o familie de curbe caracteristice pentru fiecare domeniu de reglare. Pentru mașinile mobile de sudat în puncte sau în linie, transformatoarele destinate unui serviciu intermitent, periodic, au puterea nominală la DA=50% și tensiunea secundară maximă corespunzătoare valorilor: 80; 100; 160; 200 KVA. În majoritatea cazurilor sunt folosite urile în manta pentru înfașurare, deoarece au greutatea mai mică rezultată din inductivitățile mai mici ale înfășurărilor.
Înfășurările primare sunt realizate sub forma mai multor bobine pentru micșorarea reactanței de dispersie, bobinajul efectuându-se cilindric sau în galeți. Pentru bobinaj se folosesc de preferință profile dreptungiulare de cupru cu lățimea care să nu depășească 200mm pentru a se evita creșterea pierderilor suplimentare.
Înfășurările secundare sunt realizate de obicei dintr-o singură spiră, excepție făcând mașiniile suspendate care au cabluri lungi în circuitul secundar și clestii de sudare cu transformator încorporat prevăzute cu două spire.Pentru transformatoarele de putere mică înfășurarea ecundară se realizează din benzi subțiri de cupru de grosime 0,2….0,5 mm a căror capete se fixează direct la electrozii mașinii.
Datorită faptului că transformatorul este supus unor șocuri importante de natură electromagnetică provocate la deschiderea și închiderea repetată a circuitului secundar, înfășurările trebuie rigidizate corespunzător prin impregnare cu lacuri speciale.[2]
IV.6 Reglarea curentului de sudare
Datorită faptului că transformatorul de sudare are în secundar o singură spiră, reglarea curentului nu poate fi făcută decât în trepte prin modificarea raportului de transformare ceea ce se realizează prin mărirea sau micșorarea numărului de spire a înfășurării primare, continuă sau mixtă. La mașinile cu reglare în trepte și mixt, cu excepția nilormobile cu transformator încorporat ,raportul de transformare între două trepte succesive în ordine crescăoare rebuie să nu scadă cu mai mult de 20%. Raportul dintre cel mai mare și cel mai mic raport de transformare la mașinile cu reglare mixtă trebuie să fie minim 1,4:1.
La transformatoarele mașinilor de sudat electric prin presiune în puncte sau în linie cu transformator separat în cazul că sunt prevăzute cu comutatoare cu prize, acestea vor vi nomerotate progresiv, treapta cu numărul cel mai mare corespunzând tensiunii secundare maxime.
În variantele moderne de reglarea a curentului sunt utilizate scheme electronice speciale, cu elemente de comutație de tip tiristor sau triac, ce realizează o variație continuă a tensiunii primare de alimentare a transformatorului. Aplicând pe poartă impulsuri de comandă la un moment bine stabilit față de trecerea anterioară prin zero a tensiunii, mărimea fiind denumită unghi de comandă, tiristoarele, respectiv triacurile vor lăsa să treacă numai porțiunea din alternanță până la următoarea trecere prin zero. În acest fel valoarea medie a tensiunii și deci și a curentului scade.
Figura 4.2. Schema variatorului de tensiune cu tiristoare legate în primarul transformatorului de sudare.
O schemă de reglare cu tiristoare legate antiparalel se compune în principal din elementele de comutație de putere care sunt cele două tiristoare, comandate de dispozitivul de comandă DC care realizează varierea unghiului de comandă α, sarcina care este primarul transformatorului de sudare fiind de tip rezistiv-inductiv. Cele două tiristoare sunt comandate în contratimp astfel încât fiecare conduce numai pe alternanța pozitivă. Deoarece la blocarea tiristoarelor apar unele tensiuni tranzitorii în paralel pe circuitul tiristoarelor se montează un circuit RC.[2]
IV.7 Echipamente pentru reglarea procesului de sudare
La mașinile pentru sudarea electrică prin presiune in puncte este necesară o reglare riguroasă a procesului de sudare, reglare ce se poate face după: cantiatea de energie electrică consumată, temperatura de încălzire a componentelor ce se sudează, timpul de trecere a curentului de sudare etc.
Ultima din posibilitățile enumerate este cea mai utilizată, fiind folosită în schemele de acționare cu relee de timp electromecanice ce constau dintr-un motor electric care rotește una sau mai multe came prin care se comandă succesiune de operații ale unui ciclu, electropneumatice a căror funcționare se bazează pe modificarea vitezei de trecere a aerului într-o cameră cu membrană elastică de care este legată tija unui microcontact, electromagnetice, constând din combinația unui electromagnet cu un sistem de întârziere de tip mecanism de ceasornic, sau electronice.
Releele de timp electronice, prezintând avantajele unei fiabilități ridicate, insensibilitate la vibrații, gabarite reduse, pot fi de două feluri: analogice și numerice, sincronizate la frecvența rețelei.
Releele de timp analogice se bazează pe întârzierea intrării în conducție a unui dispozitiv electronic datorită încărcării sau descarcarii unui condensator C peste o rezistență R.
Se remarcă că aceste relee de timp nu sunt sincronizate cu frecvența rețelei și ca atare nu pot asigura o conectare sincronă a transformatorului de sudare la un anumit unghi de aprindere.
Releele de timp numerice, utilizate la mașinile electrice de sudat prin presiune în puncte, formează impulsuri de tensiune obținute chiar din tensiunea alternativă a rețelei de alimentare, ceea ce conduce la o sincronizare perfectă cu faza tensiunii rețelei. Cu acest fel de relee de timp se pot obține cicluri de reglare oricât de complexe.[2]
Figura4.3. Schema unui releu de timp analogic[http://tehnium.org/wp/wp-content/uploads/2012/10/Releu-electronic-de-timp-fotografic-2.jpg]
Figura 4.4 Schema unui releu de timp numeric
IV.8 Elemente constructive ale mașinilor de sudare electrică prin presiune în puncte
Figura 4.5. Părțile componente ale unei instalații de sudare prin puncte:
1-batiu; 2-braț fix cu portelectrod; 3- legătură electrică flexibilă; 4-electrod; 5-portelectrod; 6-suport portelectrod; 7-pupitru de comandă; 8-transformator de sudură; 9-piston pneumatic; 10-senzor-limitator de cursă; 11-piese ce trebuie sudate; 12-pedala de comandă; 13-senzor de presiune; 14-electroventil comandă distribuitor; 15-contactor alimentare transformator de sudură
[http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii_ser2/Mecatronica%20II/Sanda%20Simona-INSTALATIE%20PENTRU%20SUDURA%20ELECTRICA%20IN%20PUNCTE%20%20PRIN%20PRESIUNE/]
Batiul instalațiilor de sudare prin puncte de construcție modernă este realizat în cea mai mare parte din tablă laminată și profile asamblate prin sudare. La construcțiile mai vechi batiurile sunt masive din fontă turnată.
Transformatorul de sudare furnizează energia electrică necesară topirii punctului de sudură având înfășurarea secundară formată dintr-o singură spiră. Deoarece transformatorul trebuie să facă față unor șocuri importante de natură electromagnetică, provocate de închiderea și deschiderea repetată a circuitului secundar, înfășurările sunt bine rigidizate și impregnate cu lac de bachelită.
Brațele, portelectrozii și electrozii mașinilor de sudare prin puncte. Circuitul secundar exterior al instalațieii de sudare prin puncte este format din traseul pe care-l urmează curenul de sudare de la ieșirea din secundarul transformatorului până la piesele de sudat adică din brațele instalației de sudare portelectrozii și electrozi.
Brațele mașinilor de sudare prin puncte asigură conducerea curentului de sudare de la secundarul transformatorului la electrozi și transmiterea presiunii create de mecanismul de strângere la locul sudurii. Brațul inferior în mod normal se izolează electric de corpul instalației iar cel superior culisează făcând corp comun cu corpul instalației.
Conducerea curentului la portelectrozi se realizează cu legături elastice de cupru formate din benzi de 0,2-0,3mm a căror secțiune se alege astfel încât să nu depășească 2,7….3 A/mm2.
Pentru prinderea electrozilor de brațele mașinii se folosesc niște dispozitive simple numite portelectrozi care trebuie să asigure un contact electric sigur și de bună calitate. În general prinderea electrozilor se face prin cuplaje elastice, strânse mecanic cu șuruburi și prin cuplaje elastice care permit înclinarea electrodului în toate pozițiile, etanșarea și contactul electric făcându-se prin conicitatea zonei de montare a electrozilor si ei conici. Portelectrozii cu prindere poate să fie de trei tipuri și anume: tip A pentru montarea electrozilor de contact drepți dintr-o singură piesă, tip B pentru electrozi de contact îndoiți sau cotiți și de tip C pentru montarea capetelor pentru electrozi din două piese.
Electrozii de contact la sudarea prin puncte îndeplinesc trei funcții principale și anume: conduc curentul de sudare de la portporelectrozi la elemente de sudat, transmit pieselor în zona de sudat forța necesară pentru realizarea unei suduri corespunzătoare și disipă rapid căldura din zona de sudare. Pentru a îndeplini aceste funcții electrozii trebuie să aibă o conductinilitate electrică și termică corespunzătoare, rezistență mare la presiune și temperatură ridicată și o bună răcire.
Figura 4.6. Forme constructive de electrozi:
a-cu suprafață plană; b-conică; c-semisferică; d-teșită; e-plată; f-cu wolfram;
g- și încovoiat;[ http://www.sim.utcluj.ro/stm/download/Sudura/Curs%20Sudura]
De o mare importanță pentru productivitatea mașinii este partea electrodului în contact direct cu piesele electrodului care se încălzește cel mai mult și se uzează. Cu cât răcirea este mai bună cu atât fiabilitatea electrodului este mai mare. Din această cauză materiale pentru execuția electrodului de contact se folosesc: cuprul electrolitic tras la rece, materiale sinterizate (W+Cu și W+Ag), aliaje de beriliu și cupru-beriliu, crom și aliaje cupru-crom-zinc.
Mecanisme de strângere. Mecanismele de strângere pentru mașinile de sudat prin presiune prin puncte pot fi: cu arcuri, cu acționare prin pedală, cu arcuri cu acționare cu excentric, pneumatice, hidraulice, hidropneumatice. Mecanismele de strângere cu acționare prin pedală se folosesc la mașinile de puetere mică, până la 25 KVA. La apăsarea pedalei electrodul superior se deplasează strângând piesele de sudat. De la un anumit moment electrozii nemaiputându-se apropia începe să se comprime cu arcul reglat în prealabil prin piulița de reglare, determinând presarea electrodului de contact asupra clichetului pentru comanda conectării curentului de sudare prin intermediul întrerupătorului.
Mecanisme de strângere cu arcuri prin acționarea cu excentric sunt utilizate la mașini de 50-70 kVA și sunt alcătuite dintr-un motor electric ce acționează printr-un reductor și un cuplaj dințat, un arbore cu două excentrice , unul pentru realizarea forței de presare, ce prin intermediul unui arc pretensiunat și a unei pârghii acționează asupra brațului superior care coboară și strânge piesele de sudat, și celălalt pentru conectarea primarului transformatorului de sudare la rețea , format din trei piese care se pot roti între ele pentru reglarea duratei impulsuri de curent.[2]
IV.9 Principiul de funcționare al aparatului de sudură în puncte
Figura 4.7. Schema de principiu a sudării prin puncte
[http://www.scrigroup.com/tehnologie/electronica-electricitate/Transformatoare-de-sudura-prin95835.php]
Schema celei mai simple variante a procedeului de sudare electrică prin puncte este reprezentată grafic în figura 4.7. Tablele de sudat sunt strânse cu o forță între două electrozi de contact in material cu condutibilitate electrică ridicată. Prin intermediul brațelor electrozii de contact sunt racordate la secundarul transformatorului de sudare, prevăzut cu comutatorul de prize. Transformatorul este racordat la rețeaua de alimentare prin intermediul unui contactor mecanic sau ionic comandat de către sistemul de comandă care asigură programarea necesară a curentului și a forței de apăsare. După străngerea prealabilă a tablelor între electrozii de contact, se conectează transformatorul de sudare. Curentul secundar, care stabilește, străbate plăcile de sudat, concentrându-se mai ales în coloana de diametrul dm cuprinsă între vârfurile electrozilor 3 și 4(fig.4.8). Căldura care ia naștere prin efect Joule-Lenz provoacă creștere a temperaturii acestei zone. Când temperatura suprafeței e separație între cele două piese atinge o anumită valoare, determinată mai ales de caracteristicile materialului de sudat, compresiunea specifică realizată prin intermediul forței P și starea suprafețelor în contact atunci, înaintea apariției unei faze lichide, incep să formeze graunți cristalini comuni care cuprind atomi ai ambelor piese. Dacă se întrerupe alimentarea transformatorului în acest moment, atunci se obține o îmbinare sudată de slabă calitate cu toate că nucleul format nu conține retasuri sau pori. Fragilitatea unui asemenea punct sudat se datorește graunților grosolani în care este format nucleul precum și rețelei de incluziuni plasate în planul de contact inițial al celor două table.
Dacă curentul de sudare nu se întrerupe în acest stadiu, în regiunea centrală dintre cei doi electrozi se formează un nucleau de metal topit, care se extinde pe măsură ce se prelungește durata trecerii curentului. Nucleul de metal topit este înconjurat în planul de contact de un inel dt de grăunți cristalini comuni, format prin sudarea în stare păstoasă, realizată datorită existenței unei anumite compresiuni specifice determinate de forța P.
Figura 4.8. Configurația Geometrică a zonei de sudare:
de – diametrul electrodului la vârf; dm – diametrul nucleului topit; dt – diametrul zonei de sudare fără topire; 2- grosimea tablei; p –adâncimea amperentei; 3,4 –electrozi de ontact; P- forță de apăsare;[ http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/SUDAREA-PRIN-PUNCTE11.php]
Întreruperea curentului după formarea nucleului de topit provoacă solidificarea metalului și obținerea nunui punct sudat rezistent a cărui parte centrală are o rezistent a cărui parte centrală are o structură dendritică.
Deși în cazul sudării prin puncte are loc o tpire a materialului de sudat , procedeul se încadrează totuși printre procedeele de sudare prin presiune, deoarece forța aplicată electrozilor de contact are un rol determinant n ceea ce privește bținerea unui punct sudat de bună calitate. Compresiunea specifică existentă la marginea cleului topit impiedică xpulzarea metalului lichid, iar prin efectul de presare se evită formarea etasurilor și a orilor. De asemenea, forța p are o influență importantă asupra câmpului termic, care se stabilește la sudare.
Diferitele variante ale sudării prin puncte se deosebesc prin modul de variație al curentului și al forței în timpul în timpul sudării, precum și prin numărul și poziția electrozilor de contact față de piesele care urmează a fi sudate.
Figura 4.9. Variantele sudării prin puncte după variația parametrilor I2 și P:
I2- urentul prin circuitul de sudare ; P- forța de apăsare a cuielor de contact;
t- timpul[1]
În figura 4.9 sunt arătate diagramele caracteristice de variație ale parametrilor I2 și P, în cazul utilizării curentului alternativ.
Cea mai simplă variantă, aplicabilă la sudarea tablelor cu grosimea sub 4-6 mm din oțeluri cu călibilitate redusă este redată in figura 4.20 , a. După ce forța P a atins o anumită valoare, constantă pe toată durata procesului, se stabilește pentru o durată t1 un curent de sudare I2 constant. La un interval de timp t2, masurat din momentul întreruperii curentului, se anulează forța P.În toate cazurile nu se stabilește curentul de sudare înainte ca forța P să fi atins o valoare prescrisă.
Pentru a maări efectul presării, în unele cazuri, după întreruperea curentului de sudare se mărește forța de apăsare a electrozilor( figura 4.9, b). Dacă timpul t2 este prea mic, mărirea forței poate rovoca expulzarea metalului topit din nucleu. Un timp t2 prea lung face ca forța de forjare P2 să fie aplicată după ce metalul s-a solidificat și rezistența acestuia la deformare plastică a crescut, ca urmare a micșorării temperaturii, și în consecință u mai poate fi evitată afinarea nucleului.
La piese groase sau în cazul în care suprafața acestora nu este suficient de netedă, este necesară o încălzire treptată a suprafețelor de contact și a metalului din zona cuprinsă între electrozilor de contact. Acest lucru se poate realiza, de exemplu, prin conectarea intermitentă a curentului de sudare (figura4.9, c).Prin acesta se evită, de asemenea, încălzire excesivă a electrozilor de contact în cazul regimurilor grele de sudare.
Pentru îmbunătățirea calității punctului sudat, se execută o revenire prin aplicarea unui al doilea impuls de curent (figura 4.9, d). Amplitudinea , durata și decalarea sa în timp depind de grosimea și caracteristicile aterialului de sudat. Acești parametri se aleg în așa fel, încât temperatura nucleului să nu scadă sub temperatura punctului martensitic superior înaintea aplicării celui de al doilea puls, iar acesta să asigure încălzirea și menținerea un timp sufucient de lung, la o temeratură cuprinsă între punctul martensitic superior și temperatura de recristalizare a materialului.
Dacă este necesar să se sudeze table de grosime mai mare, se recurge și la presare prin mărirea forței aplicate electrizilor de contact (figura 4.9, e).
În unele cazuri, configurația geometrică a pieselor în zona de realizarea a punctului sudat nu permite, din cauza rigidității acestora, un contact sufucient de bun între ele. Obținerea unor puncte sudate de calitate bună și constantă este posibilă prin aplicarea unei preîncălziri, conform schemei din figura 4.9, f, care permite realizarea deformației locale necesare .Sudarea unor piese importante din aliaje de aluminiu, având o grosime pânâ la 5,1-2,0 mm reclamă o variație continuă, după program, atât a curentului cât și a forței de apăsare a electrozilor de contact. Unul dintre regimurile utilizate pentru asemenea aplicații este ilustrat schematic în figura 4.9, g.
În unele cazuri, când este necesară obținerea unor puncte sudate de calitate superioară, la sudare unor piese groase din oțeluri greu sudabile, ca de exemplu oțeluri de construcție de mare rezistență, se utilizează variante de sudare mai complexe, ca, de exemplu, cea reprezentată în figura 4.9, h.
După cum rezultă din cee expuse, efecte similare, în ceea ce privește îmbunătațirea calității punctului sudat, pot fi obținute prin adoptarea diferitelor variante de programare a parametrilor P și I2. Alegerea între diferite variante se face ținând cont de posibilitățile utilajului existent.
Când tablele de sudat au aceeași grosime, dar materiale cu rezistență electrică specifică și conductivitte termică diferită, datorită faptuluui că intensitatea surselor termice este mai mare, iar pierederea de căldură mai mică, în placa cu rezistență electrică specifică mai mare și conductivitte termică mai mică, nucleul se formează asimetric.
Dacă se sudează table de grosime egală, din același material, dar utilizând electrozi de contact de diametre diferite centrul nucleului topit se deplasează spre electrodul cu diametrul mai mic, în regiunea căruia se realizează densități de curent mărite.
Repartizarea densității de curent și a compresiunii specifice în zona de contact dintre piesele de sudat influențează ondițiile de formare a nucleului topit. Astfel de exemplu, în cazul sudării tablelor subțiri în regim foarte dur, se poate întâmpla ca, datorită concentrării puternice a curentului în zonele periferice ale cuielor de contact, să rezulte un nucleu topit de formă toroidală.
Principalii parametrii ai procesului de sudare sunt curentul I2, durata de acțiune a curentului, forța de apăsare a electrozilor de contact și diametrul cuielor de contact. Mărimea curentului de sudare crește cu grosimea pieselor de sudat.
Forța de apăsare a cuielor de contact influențează mărimea și distribuția surselor termice și asigură compresiune specifică necesară pentru obținerea unui punct sudat fără goluri. Valoarea necesară a forței P depinde în primul rând de grosimea materialului și starea locală a pieselor, de caracterul dur sau moale al regimului e sudare, precum și de pretențiile față de calitatea punctelor sudate. Forța necesară crește cu rezistența materialului față de deformări plastice la cald.
Defectele îmbinărilor sudate prin puncte și principalele lor cauze sunt arătate în tabelele 4.10 și 4.11.
Figura 4.10. Defectele sudurilor prin puncte[1]
Figura 4.11. Defectele sudurilor prin puncte[1]
Sudarea prin puncte este cel mai răspândit procedeu de sudare prin presiune. În ceea ce privește grosimea pieselor sudate, domeniul actual de aplicare al acestui procedeu se extinde asupra tablelor cu grosimea unei zecimi de milimetru și până la circa 25-30 mm. Este posibilă atât sudarea unei game foarte largi de oțeluri, cây și a metaelor neferoase . Aplicațiile cele mai spectaculoase ale procedeului se găsesc în producția de serie mare, ca de exemplu, în industria automobilelor, a avioanelor, a vagoanelor etc. Sudarea prin puncte se utilizează atât la sudarea prin suprapunerea tablelor și profilelor, n vederea realizării de învelișuri sau carcase, cât și la îmbinarea unor piese obținute prin presare.
Procedeul are un câmp larg de aplicare la executarea plaselor și carcaselor pentru armarea betonuluiÎn domeniul construcțiilor metalice aplicarea sudării prin puncte se extinde din ce în ce mai mult la realizarea de grinzi compuse din profile etc.[1]
Bibliografia acestui capitol
[1] Ing. Bar Fridric, ing. Boarnă Clara, conf. univ. ing. Centea Ovidiu, ing.Ivancenco Alexandru, ing. Marcu Vasile, Ing. Micloși Viorel, prof. Univ. ing. Popovici Vladimir, ing. Rațiu Mircea, conf. univ. ing. Sălăgean Traian, ing. Petre Stoianovici ”Sudarea Metalelor” Editura TEHNICĂ București 1965
[2] V. Micloși, F. Andreescu, V. Lupu ”Echipamente pentru sudare” Editura DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ, București 1984.
[3] http://tehnium.org/wp/wp-content/uploads/2012/10/Releu-electronic-de-timp-fotografic-2.jpg
[4]http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii_ser2/Mecatronica%20II/Sanda%20SimonaINSTALATIE%20PENTRU%20SUDURA%20ELECTRICA%20IN%20PUNCTE%20%20PRIN%20PRESIUNE/
[5] http://www.sim.utcluj.ro/stm/download/Sudura/Curs%20Sudura
[6] http://www.scrigroup.com/tehnologie/electronica-electricitate/Transformatoare-de-sudura-prin95835.php
[7] http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/SUDAREA-PRIN-PUNCTE11.php
Capitolul V.
STUDIU DE CAZ
5.1 Proiectarea instalației electrice a sistemului.
Primul și cel mai important lucru la proiectarea instalațiilor electrice, este realizarea schemei circuitului electric. Pornind de la schema bloc a circuitului electric și studiind mai multe referințe bibliografice de specialitate, am reușit să realizez o schemă electrică finală, care până la urmă va fi verificată și analizată cu ajutorul unei determinări experimentale.
Schema electrică și schema componentelor principale ale aparatului de sudură în puncte arată astfel:
Figura 5.1 Schema componentelor principale ale aparatului de sudură în puncte
Figura 5.2 Schema electrica a aparatului de sudură în puncte
După obținerea schemei electrică am început să le analizez și să le dimensionez fiecare componentă împarte. Componentele principale pe care le am folosit în lucrare se poate vizualiza pe figura 5.1, ele sunt următoarele:
Transformator electric monofazat.
Suportul aparatului de sudură în puncte și electrozii.
Multimetru digital.
Ampermetru analogic.
Voltmetru analogic.
Ventilator.
Siguranțe automate.
Condensator
Panou de comandă
Întrerupător general
Convertor electric
Contactor
Bec 12V Dc
Doză electrică
În următoarele voi prezenta fiecare component, voi descrie rolul și funcționarea lor.
5.2 Identificarea componentelor și rolul lor, descrierea treptată a practicii.
Primul component care este cel mai important și esențial este transformatorul electric monofazat. În primul rând am calculat aproximativ ce fel de putere ar trebui să aibă transformatorul și la sfârșit am ales unul cu o putere de 1250VA.
În al doilea rând am calculat curenții în circuitul primar și secundar, respectiv numărul de înfășurări și dimensiuniile miezului magnetic și am inceput bobinarea transformatorului. Înfășurarea bobinajului primar s-a realizat pe o mașină de bobinat manuală.
Figura 5.3 Transformatorul electric monofazat
Sârma din care este confecționat bobinajul primar este din cupru cu izolație de lac poliester (IMIDA), cu diametru de 1 mm2 și cu rezistivitate mare la temperaturi ridicate.
Bobinajul secundar este format din mai multe sârme de cupru înseriate între ele, cu aceeași dimensiuni, proiectat astfel să transporte curenți foarte mari până la electrozii aparatului de sudură. Izolația lui este din material PVC transparentă fără mantă.
La verificarea aparatului de sudură, am constatat faptul că secundarul transformatorului s-a încălzit. Încălzirea a apărut datorită faptul că conductorul era subdimensionat.
Am fost obligat să utilizez un conductor cu diametru mai mare, care poate să asigure parametri nominali a curentului. Astfel am folosit mai multe conductori de cupru, cu aceeași dimensiuni și cu aceeași proprietăți.
Partea a doua a transformatorului este miezul magnetic, care are rolul de a amplifica câmpul electromagnetic creat de bobinajul primar și care transformă curentul și tensiunea în primar la o valoare predefinită, care se găsește în secundar.
Pe figura 5.4 se poate vizualiza primarul și secundarul transformatorului respectiv construcția mecanică a miezului magnetic.
Figura 5.4 Primarul, secundarul și miezul magnetic al transformatorului electric monofazat.
Construcția miezului magnetic al transfromatorului electric monofazat este o construcție simplă formată din tole de formă E și I, materialul este din oțel electrotehnic laminat la rece, iar grosimea tolei este de 0,3 mm. Cu cât sunt mai subțiri tolele, cu atât putem să obținem un miez feromagnetic mai bun și mai compact.
Strângerea pachetului de tole am făcut cu patru prezoane numite și buloane de strângere, care au rolul de a fixa tolele, astfel să aibă o stabilitate mai mare și o rezistivitate mare la vibrații.
Următoarele componente principale al aparatului de sudură sunt suportul, electrozii și contactele principale. Pe figura următoare se va prezenta fiecare.
Figura 5.5 1-Suportul, 2-electrozii și 3-contactul electric al aparatului de sudură în puncte.
Suportul aparatului de sudură are rolul de a ține fix electrozii de sudură cu ajutorul unei șurub de fixare. El este construit din material lemnos, care este un material foarte ușor de prelucrat. În prima fază am tăiat la dimensiune cele două stălpi și am prins cu două șuruburi pe o bucată de scăndură.
Astfel am primit o formă paralelipipedică care asigură prinderea a unui măner, tot din lemn făcut, și care asigură nu numai manipularea aparatului ci și reglarea distanței între electrozi.
În urma fazei de ansamblare va avea loc șlefuirea suportului, care la sfârșit va fi vopsit cu o vopsea specială.
Electrozii au rolul de a scurtcircuita cele două materiale ce vor fi sudate și trebuie să reziste la temperaturi respectiv curenți foarte mari. Materialul din care au fost perfecționați electrozii este cupru.
Ele trebuie sa aibă o rigiditate mare la șocuri mecanice respectiv la schimbarea bruscă a temperaturii prin el.
La prima încercare am folosit un material mai slab, bronzul, dar la temperatura ridicată (1000-1500 Co) a apărut efectul obosirea materialului.
Pe figurile următoare se poate compara cele două situații :
Figura 5.6 Electrodul original înainte de uzură.
Figura 5.7 Uzura mecanică în cazul electrodului din bronz.
După observarea erorile le am schimbat electrozii din bronz, am ales un material mult mai bun pentru sudare prin puncte, cuprul, care se poate vizualiza pe figura 5.5. Am mărit și diametrul electrodului astfel în loc de 8mm2 am utilizat un electrod cu diametru de 10mm2 , iar cu aceste modificări a crescut durata de viață a electrodului, curentul de sudură și calitatea sudurii.
Al treilea component al aparatul de sudură în puncte reprezintă contactul electric care are rolul de a asigura trecerea curentului electric prin el astfel încât să nu se încălzească.
Materialul din care am realizat contactele este din bronz, care are o conductivitate bună a curentului și are o rezistență mai bună la oxidare. Șaibele de contact se poate observa pe figura următoare.
Figura 5.8 Șaibe pentru asigurarea contactului electric.
Următorul component principal reprezintă panoul de masurare, care este formată din două voltmetre, unul analog iar celălalt digital, și un ampermetru analogic. Pe figura următoare se poate vizualiza aparatele de măsură.
Figura 5.9 Panoul de măsurare electrică.
Multimetrul are rolul de a măsura tensiunea în secundarul transfromatorului atunci când cele două electrozi nu sunt scurtcircuitate. El indică o tensiune de 0,5 V la funcționarea în gol a transformatorului și 0 V atunci când cele două electrozi sunt scurtcircuitate între ele.
Ampermetrul măsoară curentul electric ce trece prin primarul transformatorului, valoarea care depinde de rezistența electrică a materialului ce vine sudat. Cu el se poate măsura inclusiv pierdere de curent atunci când transformatorul funcționează în gol.
Al treilea aparat de măsură este un voltmetru, care are rolul de a indica lipsa sau prezența tensiunii electrice în circuitul primar al aparatului electric. Voltmetrul este capabil să măsoare tensiunea între 0 și 300 V.
Carcasa panoului de masură este din material lemnos care după șlefuirea suprafeței devine vopsit cu vopsea specială, rezistentă la căldură.
Următoare componentă principală este ventilatorul electric, care este de fapt un motoraș electric cu o alimentare de 220V, 50Hz și o paletă realizată din aluminiu.
Pe figura următoare este reprezentată ventilatorul electric.
Figura 5.10 Ventilatorul electric.
Ventilatorul electric are rolul de a răci transformatorul electric și conductoarele electrice în secundar care la funcționarea continuă se încălzește la o temperatură mai mare. Consumul electric al ventilatorului este foarte redus 150 mA, iar are o turație de 6000 rot/min.
Siguranțele automate reprezintă partea de protecție a aparatului de sudură, care poate să declanșeaze atăt la scurtcircuit cât și la suprasarcină. Valorile maxime între care lucrează echipamentul este între 0 și 10A, astfel după depășirea valoarii maxime echipamentul întrerupe alimentarea. Pe figura următoare se poate vizualiza cele două siguranțe una pe faza circuitului iar celălat pe nulul circuitului.
Figura 5.11 Siguranța automată a aparatului de sudare în puncte.
Pe lăngă siguranțe automate există și siguranțe fuzibile care sunt astfel proiectate, în caz că nu funcționează disjunctoarele, sau apare o eroare, să înlocuiască funcțiile acestora.
Figura 5.12 Siguranțe fuzibile
Intervalul de funcționare acestei siguranțe este între 0 și 10 A la o tensiune de 220V Ac.
Condensatorul joacă rol în circuitul electric de a compensa factorul de putere introdus de bobina primară și secundară a transformatorului electric.
El este formată din două condensatoare legate în paralel cu o valoare de 3,3 uF fiecare, astfel obținem un condensator cu o valoare suficient de mare, 6,6uf, pentru compensarea factorului de putere.
Pe figura următoare se poate vizualiza cele două condensatoare.
Figura 5.13 Condensatorul electric.
După legarea în paralel cele două condensatoare am izolat carcasa cu un tub termocontractabil.
Panoul de comandă este un alt echipament important la proiectarea unui aparat de sudură în puncte. Materialul carcasei este plastic (PVC) rezistentă la șocuri mecanice și la temperaturi înalte.
Figura 5.14 Panoul de comandă.
Panoul de comandă are rolul de a fixa componentele electrice care sunt necesare la comandarea aparatului de sudură în puncte și este formată din două siguranțe fuzibile pe fiecare fază și 4 întrerupătoare.
Întrerupătoarele notate cu ,,Start” și ,,Stop” sunt destinate pentru cuplarea respectiv decuplarea contactorului care astfel pornește sau oprește aparatul de sudură. Celălalte butoane roșii cu indicații ,,On” respectiv ,,Off” sunt proiectate pentru pornirea sau oprirea becului respectiv a ventilatorului.
Întrerupătorul general are rolul de a porni sau de a opri tensiunea de alimentare. El este format din două butoane unul cu indicația ,,On” respectiv unul cu indicația ,,Off”, și are două poziții de cuplare. Prima poziție este starea de ,,Off” în acest caz alimentarea circuitul este întreruptă, iar al doilea poziție este starea de ,,On” , caz în care circuitul este alimentat de la rețea.
Pe figura următoare se poate vizualiza întreruptorul general.
Figura 5.15 Întrerupătorul general.
Ultimul component principal care se află în circutul primar este contactorul. El este astfel proiectat încăt să deschide sau închide contactele lui astfel pornind sau oprind circuitul de forță. Contactorul este de tip românesc (TCA 10) cu carcasă bachelită, iar alimentarea bobinei de acționare se face de la rețea 220 V, 50Hz.
Figura 5.16 Contactor electric.
El este format din 4 contacte normal deschise, iar la alimentarea bobinei de acționare, ele devin contacte normal închise. Contactele reziste la curenți de până la 16A în curent alternativ, iar materialul din care sunt construit este cupru. Contactorul este dotat cu spiră de scurtcircuit evitând astfel blocarea aparatului.
Circuitul secundar al aparatului de sudură în puncte, pe lângă aceste componente enumerate mai conține și o lampă incandescentă care are rolul de a asigura luminozitatea suficientă în procesul de sudare.
El este format dintr-un bec incandescent cu o tensiune de alimentare de 12 V în curent continuu, pe care ne asigură convertorul electronic care transformă curentul alternativ în curent continu și asigură o tensiune de alimentare de 12V.
Cele două componente secundare se poate vizualiza pe figurile următoare.
Figura 5.17 Lampă cu incandescență.
Figura 5.18 Convertor electronic.
Convertorul electric are un indicator de led care ne arată dacă este pornit sau oprit echipamentul.
Ultimele componente secundare sunt dozele care au rolul de a izola legăturile de contacte între diferite echipamente electrice. Ele au carcase plastice cu un capac din cauciuc, pentru a obține o izolarea căt mai bună.
Figura 5.19 Doză electrică exterior.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proiectarea Transformatorului Electric Monofazat (ID: 163165)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.