Устройство сварочных трансформаторов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
по дисциплине «Резервные источники электроснабжения»
на тему «Сварочные трансформаторы»
Устройство сварочных трансформаторов
Сварочный трансформатор содержит силовой трансформатор и устройство регулирования сварочного тока.
В сварочных трансформаторах в связи с необходимостью большого сдвига фаз напряжения и тока для обеспечения устойчивого зажигания дуги переменного тока при смене полярности требуется обеспечить увеличенное индуктивное сопротивление вторичной цепи.
С ростом индуктивного сопротивления растет и наклон внешней статической характеристики источника питания сварочной дуги на ее рабочем участке, что обеспечивает получение падающих характеристик в соответствии с требованиями общей устойчивости системы «источник питания – дуга».
В конструкциях сварочных трансформаторов первой половины 20-го века применялись трансформаторы с нормальным рассеянием магнитного поля в сочетании с отдельным или совмещенным дросселем. Регулирование тока производилось изменением воздушного зазора в магнитопроводе дросселя.
В современных сварочных трансформаторах, которые выпускаются с 60-х годов 20-го века, эти требования обеспечиваются за счет увеличения рассеяния магнитного поля.
Трансформатор как объект электротехники имеет эквивалентную схему, содержащую активное и индуктивное сопротивление.
Для сварочных трансформаторов, работающих в режиме нагрузки, потребляемая мощность на порядок больше, чем потери холостого хода, поэтому при работе под нагрузкой эту схему можно не учитывать.
Рис. 1. Классификация сварочных трансформаторов
Для типичной схемы трансформатора основные потери магнитного поля на пути от первичной к вторичной обмотке происходят между стержнями магнитопровода.
Управление рассеянием магнитного поля производится изменением геометрии воздушного промежутка между первичной и вторичной обмотками (подвижные обмотки, подвижный шунт), согласованным изменением числа витков первичной и вторичной обмоток, изменением магнитной проницаемости между стержнями магнитопровода (подмагничиваемый шунт).
При рассмотрении упрощенной схемы трансформатора с разнесенными обмотками можно получить зависимость индукционного сопротивления от основных параметров трансформатора
Rm - cопротивление на пути магнитного потока рассеяния, ε - относительное перемещение обмоток, W- число витков обмоток.
Тогда ток во вторичной цепи:
Диапазон плавного регулирования у современных сварочных трансформаторов: 1:3; 1:4.
У многих сварочных трансформаторов есть ступенчатое регулирование - переключение и первичной и вторичной обмотки на параллельное или последовательное включение.
I = K/W2
У современных сварочных трансформаторов для снижения веса и стоимости на ступени больших токов сделано понижение напряжения холостого хода.
Сварочные трансформаторы с подвижными обмотками
Рис. 2. Устройство сварочного трансформатора с подвижными обмотками: при полностью сдвинутых обмотках сварочный ток максимальный, при раздвинутых - минимальный.
Такая схема используется и в сварочных выпрямителях регулируемых трансформаторов.
Рис. 3. Конструкция трансформатора с подвижными обмотками: 1 - ходовой винт, 2 - магнитопровод, 3 - ходовая гайка, 4,5 - вторичная и первичная обмотки, 6 - рукоятка.