绪论 错误!未定义书签第一章动铁心分磁式弧焊变压器简介 41.1结构和原理 41.2用途及特点 51.3安全使用规则 61.4 故障与处理方法 71.5注意事项 7第二章动铁分磁式弧焊变压器设计 92.1原始数据 92.2初步参数计算 92.3初步决定铁心主要尺寸 102.4 计算初、次级绕组尺寸 122.5确定变压器尺寸 142.6 核算焊接电流 152.7验算变压器经济指标 错误!未定义书签结束语 错误!未定义书签参考文献 20绪论1、弧焊电源在电弧焊中的作用不同材料、不同结构的工件，需要采用不同的电弧焊工艺方法，而不同的电 弧焊工艺方法则需用不同的电弧焊机例如：操作方便、应用最为广泛的焊条电 弧焊，需要由对电弧供电的电源装置、和焊钳组成的手弧焊机；锅炉、化工、造 船等工业广为使用的埋弧焊，需要由电源装置和、控制箱和焊车等组成的埋弧焊 机；适用于焊接化学性活泼金属的气体保护电弧焊，需要由电源装置、控制箱、 焊车（自动焊）或送丝机构（半自动焊）、焊枪、气路和水路系统等组成的气体 保护电弧焊；适用于焊接高熔点金属的等离子弧焊，则需要由电源装置、控制系 统、焊枪或焊车（自动焊）、气路和水路系统等组成的等离子弧焊机。
由上述可知，各种电弧焊方法所需的供电装置即弧焊电源是电弧焊机的重要 组成部分，是对焊接电弧供给电能的装置，它应满足电弧焊所要求的电气特性， 这正是本课程将要系统讲述的内容与弧焊电源配套的其它装置和设备部分，将 在《焊接方法和设备》课程中讲述显然，弧焊电源电气性能的优劣，在很大程度上决定了电弧焊机焊接过程的 稳定性没有先进的弧焊电源，要实现先进的焊接工艺和焊接过程自动化也是难 以办到的因此，应该对弧焊电源的基本理论、结构特点和电气性能进行深入的 研究，真正了解和正确使用弧焊电源，进而研制出新型的弧焊电源，使焊接质量 和生产效率得到进一步提高数据来源参考文献kU2、常见弧焊电源的特点和用途1、 交流弧焊电源交流弧焊电源包括工频交流弧焊电源（弧焊变压器）、矩形波交流弧焊电源 下面分述其特及用途工频交流弧焊电源即是弧焊变压器，它把电网的交流电变成适合于电弧焊的低电压交流电，它 由变压器、电抗器等组成弧焊变压器具有结构简单、易造易修、成本低、磁偏 吹小、空载损耗小、噪声小等优点但其输出电流波形为正弦波，因此，电弧稳 定性较差，功率因数低，一般用于焊条电弧焊、埋弧焊和钨极惰性气体保护电弧 焊等方法。
矩形波交流弧焊电源它是利用半导体控制技术来获得矩形交流电流的由于输出电流过零点时间 短，电弧稳定性好，正负半波通电时间和电流比值可以自由调节，此特点适合于 铝及铝合金钨极氩弧焊2、 直流弧焊电源直流弧焊发电机一般由特种直流发电机、调节装置和指示装置等组成按驱动动力的不同， 直流弧焊发电机可分为两种：以电动机驱动的并与发电机组成一体的称为直流弧 焊电动发电机；以柴（汽）油驱动并与发电机组成一体的，称为直流弧焊柴（汽） 油发电机它与弧焊整流器相比，制造复杂，噪声及空载损耗大，效率低，价格 高；但其抗过载能力强，输出脉动小，受电网电压波动的影响小，一般用于碱性 焊条电弧焊弧焊整流器是由变压器、整流器及为获得所需外特性的调节装置、指示装置等组成它 把电网交流电经降压整流后获得直流电与直流弧焊发电机相比，它具有制造方 便、价格低、空载损小、噪声小等优点而且大多数弧焊整流器可以远距离调节 焊接工艺参数，能自动补偿电网电压波动对输出电压和电流的影响它可作为各 种弧焊方法的电源3、 逆变式弧焊电源它把单相（或三相）交流电经整流后，由逆变器转变为几百至几万赫兹的中 频交流电，降压后输出交流或直流电整个过程由电子电路控制，使电源获得符 合要求的外特性和动特性。
它具有高效节能、重量轻、体积小、功率因数高等优 点，可应用于各种弧焊方法是一种很有前途的普及型弧焊电源顺便指出，逆变式弧焊电源既可以输出交流电，又可以输出直流电但目前 常用后种形式因此又可把它称为逆变式弧焊整流器4、 脉冲弧焊电源焊接电流以低频调制脉冲方式馈送，一般由普通的弧焊电源与脉冲发生电路 组成它具有效率高、输入线能量较小、线能量调节范围宽等优点它主要用于 气体保护电弧焊和等离子弧焊数据来源参考文献E』3、弧焊电源的现状及发展方向焊接技术的发展是与近代工业和科学技术的发展紧密相联的弧焊电源又是 弧焊技术发展水平的主要标志，它的发展与弧焊技术的发展也是互相促进、密切 相关的1、 早期的弧焊电源1802年俄国学者发现了电弧放电现象并指出利用电弧热熔化金属的可能 性但是电弧真正应用于工业生产，则是在1892年出现了金属极电弧焊接方法 以后当时电力工业发展较快，弧焊电源本身也有了很大的改进，到20世纪20 年代除直流弧焊发电机外，已开始应用结构简单、成本低廉的弧焊变压器2、 焊接方法的发展随着工业生产的进一步发展，不但需要焊接的产品数增加了，而且许多产品 对焊接质量要求也提高了，加之焊接冶金科学的发展，20世纪30年代在薄药皮 焊条的基础上研制成功了焊接性能优良的厚药皮焊条，更显示了焊接方法的优越 性。
这个时期由于机器制造、电机制造工业及电力拖动、自动控制等新科学技术 的发展，也为实现焊接过程机械化、自动化提供了物质条件和技术条件，于是在 30年代后期，研制成功了自动埋弧焊20世纪40年代初，由于航空、核能等技 术的发展，迫切需要轻金属或合金，如铝、镁、钛、锆及其合金等这些材料的 化学性能活泼，产品对焊接质量的要求又很高，氩弧焊就是为了满足上述要求而 发展起来的新的焊接方法50年代又相继出现了 CO2焊等各种气体保护电弧焊， 以及随后出现的焊接高熔点金属材料的等离子弧焊3、 弧焊电源的发展各种焊接方法的问世，促进了弧焊电源的飞速发展，20世纪40年代开始出 现了用硒片制成的弧焊整流器到了 60年代由于大容量的硅整流器件、晶闸管 的问世，为发展新的弧焊整流器开辟了道路70年代以来又相继成功研制了脉 冲弧焊电源、逆变式弧焊电源、矩形波交流弧焊电源4、 弧焊电源的发展方向弧焊电源的飞速发展，不仅表现在弧焊电源种类的大量增加，还表现在广泛 应用电子技术、控制技术、电子计算机技术等方面的理论知识和最新成就，来不 断提高弧焊电源的质量，改善其电气性能例如，采用单旋钮调节，即用一个旋 钮就可以对电弧电压、焊接电流和短路电流上升速度等同时进行调节并获得最佳 配合；通过电子控制电路获得多种形状的外特性，以适应各种弧焊工艺的需要； 提供多种电压、电流波形，以满足某些弧焊工艺的特殊需要；采用电压和温度补 偿控制；设置电流递增和电流衰减环节，以防止引弧冲击和提高填满弧坑的质量； 采用计算机控制，具有记忆、预置焊接参数和在焊接过程中自动变换焊接参数等 功能，使弧焊电源智能化。
数据来源参考文献E』第一章动铁心分磁式弧焊变压器简介1.1、结构和原理1、结构特点它是一种增强漏磁式孤焊变压器，靠增强本身漏磁获得下降外特性，其 结构如图1.1所示铁心II可以移动，进出于铁心I的窗口(在图中是垂直于纸 面移动)以调节漏磁，故称为动铁心式图1.1动铁心式孤焊变压器结构2、工作原理(1) 空载 变压器空载电压是由4(穿过W2感应建立的，所以U = 土 K U 1-10 n M 1当动铁心移出变压器铁心窗口时，Ofii磁路的磁阻增大，使①们减小、KM增大，于是U增大；反之，则U0减小由于动铁心位置不同，U0有几伏的差别2) 负载 其等效电路如图1.2b所示其外特性方程式是：Uf = U0 - jIf Xzl或 u = Ju 2 — 12 x 2即靠变压器本身具有的纵漏抗获得下降外特性3) 短路 这时uf = 0,1广iwd，从外特性方程式可得七=—，即靠Xzl限制短路电流ZL(3)短路 这时匕=0,1广I&，从外特性方程式，可得Iwd9，即靠Xz乙限ZL制短路电流图1.2 负载时磁通分布及其 等效电路图a)负载时磁通分布 b)等效电路3、规范调节根据 I ='"： U , U N K U2,可知通过改变X 可调节I。
X ZL f图1.3 梯形动铁心及其静铁心的配合1.2、用途及特点BX1型动铁心分磁式交流孤焊机是以供给单人手工操作进行交流焊接电源电源电压220V/380V它可采用直径为：(BX1-400)①2.5-①7 (BX1-300)①2.0-①6 (BX1-250)①1.6-①5 包皮涂药焊条进行各种低碳钢，低合金钢件的焊接,BX1型交流弧焊机是一具有动 铁芯分磁式弧焊机该焊机具有体积小,重量轻，既较高的经济指标具有适用灵活，调节方便，噪 音小的良好适用性能，更突出的是焊机静铁芯窗口和动铁芯均采用梯型结构，这 结构型式使电流调节比较均匀，既线性度好，动铁芯的振动得到良好的改善，从而 使电弧燃烧稳定，飞溅小，电弧弹性好熔深大.焊接流畅等优良的焊接性能该焊机不仅可实现酸性焊条(如J422型)对低碳钢件的焊接,而且还可实现 交直两用碱性焊条(如J506型)对低合金钢制件的焊接该焊机静铁芯窗口和动铁芯均采用梯形结构这结构型式使电流调节比较均 匀，既线性度好，动铁芯的振动得到良好改善，从而使电弧稳定性特别是小电流 时电弧稳定性获得显著提高这型式使外特性较为陡降，提高了电弧弹性本焊机具有较高的空载电压，使起弧变得容易。
本焊机将导轨从静铁芯内移出，在有限的窗口空间扩大了动铁芯截面，消除 了动铁芯饱和获得畸变的小正弦电流波形，从而得到优良焊接性能本焊机采用风扇强迫冷却，这不仅可大大提高经济指标，而且也可显著提高 焊接性能数据来源参考文献ZU1.3、安全使用规则1. 在弧焊机开始使用之前必须注意：(1) 焊机允许工作条件A. 环境温度在-30°C至40°C；相对湿度85% (+25°C)B. 海拔高度不超过1000米C. 使用场所应无严重影响焊机绝缘性能和引起腐蚀的气体、蒸气、化学性沉 积、尘垢、霉菌及其它爆炸腐蚀性介质D. 使用场所无严重振动和颠簸2) 仔细地检查其接线螺丝及其它结构是否有损坏，并用干燥空气吹去灰尘 及泥土3) 检查线圈间线圈于静铁芯间的绝缘电阻应不低于0.5兆欧，如果绝缘电阻 低于上述数值，焊机必须给予干燥处理可将焊机在烘箱中烘燥(烘箱温度不超 过100C )或将焊机置于干燥处靠近热的烘炉场所4) 接好初级电源，接线及次级焊接电缆5) 弧焊机必须良好接地，在弧焊机箱壳后板的下方有接地螺钉，并标有接 地名牌邻近的箱皮固定箱丝既为接地螺钉6) 弧焊机应存放于干燥处BX1-250、300、500型交流弧焊机电气接线示意图(7) 电源接线时请看焊机后面电压标志接线。
2. 使用时必须注意下列情况:（1） 首先检查风扇的运转是否正常，严禁在不通风的情况下使用焊机，以免 损害焊机2） 电源电压需改变时，相应改变换线片接法，将螺丝拧紧，换线板在焊机 内装置打开箱盖既能看到3） 焊机工作应按照相应的负载持续率工作，不允许过载使用4） 焊机在大电流工作状态下应尽可能避免较长时间的短路现象5） 所有接线应可靠，螺丝要拧紧，以保证良好的接触6） 移动焊机时不得用焊机电缆拖动，使用吊车吊起时必须垂直吊起，并在 两边吊绳上支以撑棒免使焊机箱架变形7） 工作中不允许用铁板搭接等来代替连焊件的电缆，否则将因接触不良或 压降过大而使电流不稳定影响焊接质量8） 焊机安装地点要清洁整齐，防止造成线圈短路9） 焊工必须注意不应接触初、次级线路的带电部分使用期间必须定期的 检查焊机，特别是风扇应及时维修、保养、正常情况时一年检修一次，更换黄油 及时发现并解决可能引起事故的潜在因素数据来源参考文献ZU1.4、各种可能故障与处理方法1. 线圈的匝间短路：现象是线圈极度发热且发出强烈翁翁响和保险丝熔断，甚至烧坏部分线圈 为修理这种故障必须拆开机壳隔开好短路处2. 接线处接触不良：现象为接线处发热，可拆开接线端子，清洁接触面。
重新拧紧接线3. 铁芯螺栓的绝缘破坏，使铁芯及铁芯螺栓过热，必须更换螺栓的绝缘4. 铁芯响声大由于铁芯夹紧螺栓松弛，造成箱壁及铁芯发出强烈噪音，应及时检查旋紧螺 母5. 线圈与静铁芯间绝缘的破坏检查破坏部分并用绝缘隔开破坏处6. 动铁芯振动较大或摇动螺杆吃力时可调整滑轨连板和支板面上的调节螺 丝使其适宜为止数据来源参考文献ZU1.5、弧焊时注意事项1. 禁止触及初级次级线圈间带电部分2. 防止弧光灼伤眼睛及面部和手臂的裸露部分禁止使用不戴有或使用深度 不适宜滤光片的面罩及不戴电焊手套进行操作；在周围有人进行其它作业之时， 焊工应挡板屏障等东西把焊接的工件地点与周围隔开，以免影响别人正常工作3. 工作时应有防护措施，防止熔化金属的灼伤4. 工作场地应符合要求，对易燃、易爆物品要妥善安全措施后才能施焊1.6、动铁心弧焊变压器的设计要求动铁心孤焊变压器是依靠增强变压器本身漏磁来获得感抗的，这种变压器除 了初次级绕组耦合比较松散，以造成一定的空气漏磁外，主要是依靠动铁心的慈 分路作用来增强漏抗动铁心可相对于静铁心运动，改变磁分路的漏磁面积S 和空气隙大小，从而改变漏磁分路的磁阻，达到调节焊接电流的目的。
这类变压器与一般单相变压器的设计步骤基本相同，所不同的是焊接变压器 的输出电流应能在较大范围内调节焊接电流的大小取决于漏抗的数据动铁心孤焊变压器的漏抗，包括动铁心磁分路漏抗和空气漏抗两部分相应 的，就要计算动铁心磁分路磁阻和空气磁阻动铁心磁分路磁阻，它又包括空气隙磁阻和动铁心磁阻两部分由于铁心材 料的磁导率大大高于空气的磁导率，所以，动铁心本身的磁阻远小于空气隙的磁 阻，可以忽略动铁心磁阻，而以空气隙磁阻来近似代替整个磁分路的磁阻这样， 在公式R^ = j中，R为空气的磁导率，l就等于上下空气隙之和，S为伸入静铁 心的那部分动铁心面积空气磁阻，除了动铁心磁分路之外，初、次级绕组相距一段距离，它们之间 的耦合比较松散，这部分空间漏磁是不能忽磁阻的计算困难，误差也大因为空 间漏磁不像铁心中那样集中，它分布在一个很大的空间范围内，S、L的确切度 量几乎是不可能的，只能用近似折合的办法替代通常把漏磁面积S折合为一个 底面周长为l，高为5 + ^^ 的圆桶面积，把磁路长度L定为绕组的径向p " 1 3 J高b这样的折合代替，必然会带来误差，因此，在漏抗的计算式中引入诸如Kg、Kr等修正系数来加以弥补。
通过设计一试制一修正设计，反复深化过程，进一 步丰富和改动设计方法，使理论更切合实际数据来源参考文献11第二章动铁心分磁式弧焊变压器设计2・1、原始数据原始数据需要根据生产需要进行决定，额定电流为400A的动铁心弧焊变压器生产需要的变压器原始数据，如表2.1所示数据来源参考文献1』表2.1 400A的动铁心弧焊变压器原始数据初级额定电压U1N = 380（v ）额定焊接电流1项=400A次级额定空载电压U = 72v 0次级额定工作电压U = 32v2 N焊接电流调节范围/ = 75〜400A h相数m = 1额定频率50Hz额定负载持续率FSn = 35%效率门=83.5%功率因数入A T绝缘等级B冷却方式，使用地区自然冷却， 温带地区2.2、初步参数计算1、 次级额定输出功率PN2-12-2P = U 2 N、= 32 X 400 X10-3 = 12.8 KW2、 功率因数cos 4± / (U 人 + 0.9Z P/1 一cos© = S.9 ~ 0.95> 2N A 2NL U 0 」式中 0.9〜0.92 ——修正系数，此可取0.9；人A——交变电弧的功率因数；Z P ——变压器的全部功率损耗：0.9—— £P的约90%为短路损耗:Z p = p/门—P =12.8/0.835-12.8 = 2.5即U N 气 + 0•或 P % N 一U0 」cos。
0.9 〜0.95)=(0.9 〜0.9532 x 1 + 0.9 x 2500 + 300、72=0.493、初级输入容量（即初级视在功率）％P = 一 = 一128 = 31.3（ KVA）1 cos, •门 0.835 x 0.492-34、 变压器的计算容量（即长时容量）P1CPC = PiJFSN = 31.^35% = 18.5（KVA）5、 初级额定长时电流（即额定工作电流）/1N, P 31.3 x103I =—^ = = 82.4顷）1n U^ 3806、 初级长时工作电流I1C了 P 18.5 x103 ,）I =^ = = 48.71AJ1C U 3801N7、 次级长时工作电流I2C12C = I1n/FSN = 40^/35% = 236（A）2-42-52-62-72・3、初步决定铁心主要尺寸1、确定铁心结构形式，选择铁心材料动铁心分磁式孤焊变压器铁心，一般为单相内铁式这种形式结构简单，绕 组包围铁心，安装和绝缘处理比较容易铁心采用矩形截面，以重叠装配法叠接而成选择铁心材料时，结合我国具体情况，孤焊变压器一般选用高硅热轧硅钢片 D41、 D42活动铁心与静铁心间的最小气隙50对于最大漏抗影响很大。
一般80为1-2mm活动铁心为梯形时，上下底边之差在14-22mm本设计采用单相心式， 轧硅钢片梯形铁心，上下底边差值为16mm，采用D42-0.5mm热2、计算铁心净截面积SFe2-8^~^m式中 20~30——系数，根据铁铜用量比的要求选取，系数选取27.5按铁心材料选取的最大密度，根据文献一表5-6，Bm取1.4TS = 2^K••厂=W、后=84（cm2 ）P e B 1 c 1.43、铁心柱宽度及叠片厚度b一般取 b = G ~ 2）a，计算得 a = 7cm，b = 12cm2-9铁心毛厚度b = b/匕,匕为叠片系数，0.5mm硅钢片匕取0.93b = b / KC = 12/0.93 = 13cm4、动铁心有效净截面积SO活动铁心有效净截面积的大小可以从获得最小电流I min来计算2-10式中 U2 min最小焊接电流所对应的工作电压，本设计要求的最小电流Imin=75(A)，贝U2 . = 20 + 0.041 . = 23(V)；初级和次级绕组匝数，N1 = 144匝，N = 28匝45 f U - J ]IN1 N 2 )则动铁心的叠宽净尺寸：S 58.4 / 『a =—^ = = 4.5cm，s b 13S.S Bm45 (380T7 [ 1442328=58.4 cm 2毛尺寸：a' = = -^^~ = 4.8cms KC 0.93用厚为1.5mm的铁板四块来夹紧动铁心，2其尺寸为：48 + 4 x1.5 = 54mm动铁心形状如图2.1所示 图2.1动铁心尺寸2.4、计算初级、次级绕组1、 每伏电压所需匝数N0N =-^、= 45 = 0.38匝/V) 2-11o B Sp 1.4 x 842、 初、次级绕组匝数N、N2气=N U1 n = 0.38 x 380 = 144.4匝，取气=144匝N = Uo 3"o N = 72^2 x 144 = 28匝，取 N = 28匝2 Un 1 380 23、 初、次级绕组导线截面积S「S2初级绕组 S = L =竺=22.1mm 2 2-121 j1 2.2次级绕组 S = L = 236 = 118mm 2 2-132 j2 2式中 j ——初级绕组导线许用电流密度侦mm 2);j2 ——次级绕组导线许用电流密度侦mm 2 )。
对于动铁分磁式孤焊变压器，在B级绝缘和空气自冷情况下,根据文献一表5-10，初级绕组 I = 48.7KVA，故 j =1.8-2.6(A/mm2)，取 j =2.2 ・/mm2)1C 1 1次级绕组 I = 236KVA，故 j =1.6-2 (4/mm2)，取 j =2 (4/mm2)1C 2 2根据初级绕组S = 22.1mm2，查文献一表5-7,可选用2.44x10mm2规格的双玻璃 1丝包线：次级绕组S2 = 118mm2，可选用3.8x 10.8mm2规格的双玻璃丝包线三根 并联实际电流密度：S' = 23.9mm2, j' = L =竺7 = 2.04 侦/mm2)1 1 S1 23.9S' = 3 x 40.5mm2, j = I2C = 236 = 1.94 (4/mm2)2 1 S ,2 3 x 40.54、确定初、次级绕组尺寸初级绕组144匝，分8盘，上下铁心各4盘，每盘18匝，同柱互相串联后， 上下铁心上的绕组再串联所用导线带绝缘尺寸为2.94x 10.5mm2,两盘之间用 3mm的绝缘隔板隔开，初级绕组尺寸如图2.2所示七=(18 + 1)x 2.94 = 56mm，H = 10.5 x 4 + 3 x 3 = 51mm图2.2初级绕组尺寸次级绕组28匝，分6盘，上下铁心各三盘，每盘14匝，用单股3.8x10.8mm的双玻璃丝包线单股绕制。
为了避免环流，各盘之间的接线如图2.3所示次级所用导线带绝缘层的尺寸为4-3x11-3mm，两盘之间用6mm 的绝缘隔板隔开绕组尺寸如图2.4所示b2 = (14 + 1)x 4.3 = 65 mmH = 11.3 x 3 + 6 x 2 = 46mm图2.3次级绕组之间的接线图2.4次级绕组尺寸2.5、确定变压器的尺寸1、计算铁心下料尺寸及片数每台叠片数:n =空=冬=242片5 0.5式中 b 铁心柱净厚度（mm）：5 硅钢片厚度（mm）取n=240片，外面用1.5mm厚钢板夹紧心柱 冲片尺寸275 x 70mm，冲片数量n = 2n = 480片轭铁以8种尺寸进行过渡，其尺寸如下表：规格mm片数220 x 702 x 30 片218 x 702 x 30 片216 x 702 x 30 片214 x 702 x 30 片212 x 702 x 30 片210 x 702 x 30 片208 x 702 x 30 片206 x 702 x 30 片动铁 动铁心为梯形形状，尺寸如图2.5所示冲片数量：n = % =空~ = 90片5 0.5图2.5动铁心的尺寸2、根据绕组尺寸、静铁心截面、动铁心尺寸，确定变压器总体尺寸如下图2.6图2.6变压器的总体尺寸2.6、核算焊接电流1、计算焊机最小漏抗XminX' = K K 2砂 liJLL f§ + H]+ H2)Q 2-14min g R 。
b I 12 3 /10 + 5.1 + 4.6 … =0.96,兀 x 6.5式中 K ——结构系数，常取1.5〜2 ； K取2罗氏修正系数，b = a 12+"i+"2兀b2K = 1 —b+ 0.35b 2 = 0.36RH0——空气的磁导率，口0= 4兀x 10-9 ；妇一次级绕组平均匝长；/如+0'86+14)+ 4x6'5=7或N 22 ——半个变压器的次级绕组有效匝数；71x142 ( 5 1 + 4 6\X' . = 2 x 0.36 x 2荷 x 4兀 x 10-9 6 5 [10 +，“ 尸 0.073QX . = 2X' . = 0.146Q2、 计算最大焊接电流根据焊机外特性方程式可知/ = JU 0 +实 0》—U 2n = JG2 + 2》—322 = 497 A 2 15gmax X 0.146min3、 计算焊机最大漏抗Xmaxmax max minX'max2x兀 x 50x 4兀 x10-9 x 58.4x 282018=1.03式中s g——活动铁心有效净面积;5 0 ——活动铁心上下气隙之和;N 2 ——次级绕组匝数X = X' + X • = 1.03 + 0.146 = 1.15。
4、焊机最小电流I gmin, U'2—U2 *'(0.9X721 — 322 “ 4I = __0——2^ = = 49 Agmin X 1.15max5、计算活动铁心在中间位置时的焊机漏抗XZ2-16X广 X/Xmin2册八笔N ；0z2兀 x 50 x 4兀 X10-9 x 29.2 x 2820980.092其中 60 =60 + 牛=0.18 + 0.8 = 0.98cmX/ = X Z+X . = 0.092 + 0.146 = 0.2386、计算活动铁心在中间位置时的焊接电流I2C, (U2 - U2 <722 — 3222C X0.238Z=271A2-187、核算计算结果I = 497 A > 120%\N = 480AI . = 49 A < 25% I]n = 100 A动铁心移动距离与焊接电流的线性关系I — I―2C min-max min271 — 49497 - 49牝 0.496 牝 0.52.7、验算变压器经济指标为了验证变压器设计的合理性，还要验算焊机的铁损、铜损、空载电流、效 率及功率因数1、计算变压器静铁心重量GFeGf = VFrF x 10-3 = 84x 100x7.6x 10-3 = 64kg 2-19式中 VFeKe静铁心硅钢片的净体积tm3)；硅钢片的比重(/cm3)，热轧硅钢片y = 7.6 ( /cm3)G'、f = VF、X10-3 = 58.4x 13x7.6x 10-3 = 5.8kgGf = G' f +G" f = 64 + 5.8 = 69.8Kg2、验算空载电流I0I =七=176 = 0.46 A, P =AFe • G' = 2.75 x 64 = 176W, 2-20C * 380 Fe Fe（AFe为硅钢片比耗损，D42-0.5mm，当Bm=1.4T时，查文献一表5-3得:△Fe = 2.75W/Kg。
qG + q G + n q SI = ―1 2―2 §_§_Fe A 2-211N其中q、q2 ——分别为铁心柱、轭铁的磁化容量，查文献一表5-3, q = q = 26（VA / Kg ）：G、G2——分别为铁心柱、轭铁的重量：G1 = 46Kg、G2= 32Kg n§ ——叠接铁心时，铁心气隙的数目，n§= 4 ；q§ ——硅钢片接缝处空气隙的磁化容量，查文献一表5-5, a = 2.46 ^VA / cm 2）以―2—U1N380qG + q G + n q S a 26 x 46 + 26 x 32 + 4 x 2.46 x 84 -^-1_——/§ Fe A = = 8.4A=12 +12 =寸0.462 + 6.52 = 8.4A'C pI—0-I1N84——=0.102 = 10.2% > 10%，符合标准82.42、计算绕组铜导线铜损PCu铜导线重量：G = G + G =（ls +1 s ） x 10-3Cu Cu1 Cu 2 1 1 2 2 Cu式中l、l2 ——分别为初级和次级绕组长度；经过计算 l = 94m、l = 22m叩％——分别为初级和次级绕组的截面积;s = 22.1mm2、s = 118mm2铜的比重，y C = 8.9( g/cm3)Cu 2Gc = Gc 1 + G =(94 x 22.1 + 22 x 118 )x 8.9 x 10一 3 = 42 Kg变压器铜损:Cu Cu1 Cu 22-22PCu1r=12 mp1NCu94=82.42 x1.5 x 0.02 x ——=866W22.1PCu 2=1 Inmp v22=4002 x 1.5 x 0.02 x _ = 894W 118式中p CuCu s )2m——趋表效应系数，当f=50Hz时，m=1.5;铜的电导率，p C = 0.02 ^Qmm 2 / ^ ；Pc = Pc 1 + Pc 2 = 866 + 894 = 1760W3、变压器的效率门12800门= = = 0.868 = 86.8% > 83.5%P2 + Pf + pc 12800 +176 +17604、变压器的额定功率因数cos 4cos 4 = P2 + % + Pcu = 12800 +176 +1760 = 0.47 Un380 x 82.45、铁铜比G 69.8 i 命—Fe = = 1.66G 42Cu结束语经过了为期两周的课程设计，我终于完成了《400A动铁心弧焊变压器》的 设计说明书。
从开始接到设计题目到系统的实现，再到说明书的完成，每走一步 对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的又一项目在这 段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，我开始了独立的学习和试验，查看 相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一 步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获从中我也充分认识到了做工程设 计的艰辛由于作者理论知识有限，查找的资料较为陈旧，说明书的一些内容不是很成 熟，还有很多不足之处，在今后的设计中应对此加以改进这次做设计的经历也会使我终身受益，我感受到做学问是要真真正正用心去 做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研 究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫做学问了希望这次 的经历能让我在以后学习中激励我继续进步参考文献1］《电焊机变压器设计》蔡国余编，天津大学出版社.1988.07E］《弧焊电源及其数字化控制》黄石生编，机械工业出版社2006.10h］《变压器速查速算手册》方大千编.中国水利水电出版社.2004.3"］《BX1型动铁心分磁式交流弧焊机焊接电流的计算》吕祖沛.1974.10日《弧焊电源》黄石生编.机械工业出版社.1980H《电工技术》李春茂编.科学技术出版社.2001.3。