Сварочные трансформаторы

Т р а н с ф о р м а т о р о м называют электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Работа трансформатора основана на электромагнитном взаимодействии двух или нескольких не связанных между собой обмоток провода. Простейший трансформатор (рис. 10.4) состоит из магнитопровода 1, первичной 2 и вторичной З обмоток. Обмотки имеют соответственно число витков W₁ и W₂. Магнитопровод выполняется из листовой электротехнической стали с толщиной листов 0,35 или 0,5 мм с лаковой изоляцией. Такая конструкция магнитопровода дает возможность ослабить возникающие в нем паразитные вихревые токи. Часть магнитопровода с размещенными обмотками называют с т е р ж н я м и, которые соединяются ярмом. Подведение напряжения внешней сети U₁ к первичной обмотке вызывает в ней силу тока I_1. При этом в магни-топроводе возбуждается магнитный поток Ф₁ пронизывающий витки обеих обмоток. В результате в них индуцируется э.д.с., действующие значения которой определяются так:

где f— частота переменного тока, Гц; W₁ и W₂— число витков первичной и вторичной обмоток; Ф — магнитный поток, Мкс.

Поскольку потери в трансформаторе малы, можно считать, что U₁ =Е₁ и U₂ = Е_2.

Тогда

Это отношение К называют коэффициентом трансформации, характеризующим преобразующие свойства трансформатора, которые зависят от числа витков первичной и вторичной обмоток. Сварочные трансформаторы являются специальными понижающими трансформаторами, имеющими требуемую внешнюю характеристику, обеспечивающими питание сварочной дуги и регулирование сварочного тока. Как правило, сварочные трансформаторы имеют падающую характеристику.

Их используют для ручной дуговой и автоматической сварки под флюсом. Трансформаторы с жесткой характеристикой применяют для электрошлаковой сварки.

Регулирование сварочного тока и создание нужной внешней характеристики в сварочных трансформаторах обеспечивается за счет индуктивного сопротивления путем изменения магнитных потоков рассеяния. В зависимости от способа создания в цепи дуги индуктивного сопротивления сварочные трансформаторы делят на две группы: с нормальным магнитным рассеянием и реактивной катушкой - дросселем; с увеличенным магнитным рассеянием.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием

В трансформаторах с нормальным магнитным рассеянием первичная W₁ и вторичная W₂ обмотки расположены на стержнях магнитопровода концентрично, за счет чего магнитные потоки рассеяния сведены к минимуму (рис.10.5). Для получения необходимой индуктивности в цепь дуги последовательно с вторичной обмоткой включают дополнительную реактивную катушку W_р. В настоящее время в основном применяют трансформаторы с совмещенной реактивной катушкой, располагаемой на общем магнитопроводе с обмотками трансформатора. При этом реактивная катушка имеет с ними как электрическую, так и электромагнитную связь. Верхняя часть магнитопровода имеет подвижную часть, при перемещении которой ходовым винтом изменяют воздушный зазор а в магнитопроводе. Вследствие этого изменяется магнитное сопротивление магнитопровода, что приводит к изменению силы сварочного тока. С увеличением зазора сила тока возрастает, и наоборот. За счет реактивной катушки обеспечивается получение падающей вольтамперной характеристики источника питания. Известны также схемы трансформаторов с раздельной реактивной катушкой и дросселями насыщения. Однако трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в настоящее время менее распространены. Например, для автоматической сварки под флюсом используют трансформатор ТСД-1000-4, имеющий дистанционное управление.