При этом мощность потерь в трубе резко упадет, но увеличатся рассеяние индуктора и_мощность потерь в магнитопроводе. В общем балансе эти потери не играют большой роли, но снижают стойкость магнитопровода. Для уменьшения рассеяния применяют компенсатор, который вместе со смещенным к кромкам индуктором заполняет почти все поперечное сечение трубы.

Рассчитаем электрические параметры того же внутреннего индуктора, что и в предыдущем примере, но при сварке трубы с Б = 0,53 м с компенсатором (наружный диаметр Ок = 0,466 м и Ъп = 0,2 м). Для расчета используем данные: /кР = 0,18 м, яи = 0,3 м, £>„. иар = 0,175 м; Бы — 0,1 м; 1>вн = 0,516 м; /м = 0,1 м; /м1 = 0,2 м; 6Х = 0,04 м; Ь2 = 0,02 м; 2/1тах= 0,0094 м.

Так как положение индуктора относительно кромок и его размеры такие же, как и в предыдущем примере, примем следующие значения:

Яи = 0,0505-Ю"3 Ом; Ят/ = 91,2-10в 1/Г; Якр д = 4,45-10"3 Ом; Х'кр =

= 8,45-Ю"3 Ом; Х0 = 6,88-10"3 Ом; Ркрц= 942-103 Вт; /кр = 14,9-103 А.

Активное сопротивление трубной заготовки рассчитаем, приняв, что ток на ее внутренней поверхности под индуктором течет в виде полосы шириной аи = = 0,3 м, а под компенсатором — шириной, увеличивающейся симметрично в обе стороны по линейному закону от ай до значения, равного длине компенсатора. Поскольку система симметричная, разобьем половину периметра трубной заготовки на пять зон (табл. П1).

Таблица ПI. Основные параметры зон

Определив напряженность магнитного поля по формуле Не = /кр/а, найдем по рис. 6 для каждой зоны соответствующие ц.е и по формуле (8) Де (табл. П1). Тогда по формуле (79) найдем активное сопротивление полной трубы как удвоенную сумму сопротивлений всех участков (рх = 20-10~8 Ом-м):

= 2 • 1,37 • 20 • 10"8 [0,1/(0,388 -10~3 • 0,3) +

+ 0,1775/(0,333-10-3-0,3635) +0,1775/(0,306-10-3-0,49) +

+ 0,1775/(0,277-10-3-0,617) + 0,1775/(0,256-10-3-0,7445)] = 2,95-10~3 Ом.

Воспользовавшись формулами, приведенными в предыдущем примере, рассчитаем т]„ = 0,6; т] = 0,993; Рп = 1580-10? Вт.

Приняв средний зазор Ьг ср = 0,025 м между внутренней поверхностью трубы и располагаемыми внутри нее индуктором и компенсатором, найдем индуктивное сопротивление рассеяния одновиткового индуктора

Х5 = 2л}Ц1Ь1ср = 2-3,14-10-103-2,9-10"6-0,025 = 4,55-10"3 Ом

(индуктивность рассеяния = 2,9 • Ю-6 Г/м получена по графикам рис. 56 в зависимости от отношений

Яи/Овн = 0,3/0,516 = 0,58 и 6и/£>вн = 0,2/516 = 0,388. Рассчитаем параметры одновиткового индуктора при коэффициенте приведения С = 0,633: Р,и э = 2,94-Ю-3 Ом; Х'н э = 9,83-Ю"3 Ом; 2^ э = 10,25 X X Ю-3 ом; /и = 23,1 -103 А; 1ГЯ = 237 В.'

При напряжении питания 1000 В число шикои индуктора должно ими, равно №=4. Параметры четырехвиткового индуктора пршн-дгны в гнПл. II'.'. Как видно из таблицы, при увеличении длины нагреваемых кромок (н п.иисм примере на 0,035 м) почти не увеличивается их активное, но существенно ионы шается индуктивное сопротивление. Повышаются также ток кромок и необходимая для разогрева кромок до сварочной температуры мощность. При индукционном подводе тока для сварки трубы диаметром 0,219 м эта мощность возрастает примерно в два раза по сравнению с мощностью при контактном подводе тока. Из-за рассеяния ток одновиткового индуктора примерно на 30% больше тока, наведенного в кромках, а напряжение повышается примерно в два раза.

Таблица П2. Результаты расчета электрических параметров кромок и индукторов при сварке труб с 2с1 = 0,007 м, и = 1 м/с, а = 3°

При сварке труб диаметром 0,219 м с использованием внутреннего индуктора и частоте 10 кГц мощность, передаваемая в кромки, значительно (примерно в 2,5 раза) больше, чем при сварке с охватывающим индуктором и частоте 440 кГц. Ток кромок возрастает в 4,3 раза, напряжение падает в пять раз. Активная мощность увеличивается в 1,8 раза, а полная мощность уменьшается примерно на 25%. С увеличением диаметра свариваемых труб мощность, выделяющаяся в трубе, при использовании охватывающего индуктора возрастает пропорционально диаметру, а при использовании внутреннего индуктора изменяется значительно меньше.