Сварочные трансформаторы

Общие сведения. Трансформатором 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.

О сновные типы сварочных трансформаторов. 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. Однако трансформаторы с нор­мальным магнитным рассеянием в настоящее время менее рас­пространены и практически не выпускаются. Например, для авто­матической сварки под флюсом используют трансформатор ТСД-1000-4, имеющий дистанционное управление. Поэтому сейчас в основном используют трансформаторы второй группы.

Рис. 10.3. Схемы трансформаторов с увеличенным магнитным рассеянием: а – с раздвижными обмотками; б – с подвижным шунтом; в – с управляемым шунтом; 1 – магнитопровод; 2 – первичная обмотка; 3 – вторичная обмотка; 4 – шунт; l_max – максимально возможное расстояние между обмотками; b – зазор в шунте; I_n – постоянный ток управления шунтом

В настоящее время трансфор­маторы с увеличенным магнитным рассеянием распространены более широко.

Трансформаторы с раздвижными обмотками состоят из магни­топровода 1 (см. рис. 10.3, а) и двух обмоток, из которых первич­ная 2 закреплена неподвижно, а вторичная 3 — подвижная. Регу­лирование сварочного тока осуществляется изменением расстоя­ния между ними. По этому принципу работают сварочные транс­форматоры типа ТД, ТДМ. Трансформаторы этих типов наиболее часто используют для ручной дуговой сварки.

Рис 10.4. Устройство и внешние характеристики трансформатора ТД-500У2:

а – конструкция; б внешние характеристики; 1- корпус; 2 – магнитопровод; 3 – ручка винта; 4 – ходовой винт; 5 – ходовая гайка; 6,7 – обмотки; большим токам соответствует сплошная линия, малым – прерывистая.

Конструктивные особенности трансформаторов этой группы показаны на примере трансформатора ТД-500У2 (рис. 10.4, а), предназначенного для ручной и механизированной дуговой сварки, резки и наплавки металлов. Трансформатор представляет собой передвижной источ­ник питания дуги, выполненный в однокорпусном исполнении с естественным охлаждением. Внутри корпуса 1 расположены магнитопровод 2, первичная 6 и вторичная 7 обмотки, переключа­тель ступеней тока и токоуказательный механизм. Каждая из об­моток имеет по две катушки. Перемещение подвижной вторичной обмотки производится с помощью ходового винта 4. Вращая хо­довой винт, изменяют расстояние между обмотками.

Сварочный ток регулируется изменением индуктивного сопро­тивления. В трансформаторе предусмотрены две ступени регули­рования сварочного тока. Ступени переключаются специальным переключателем. На каждой из ступеней плавное регулирование силы тока осуществляется изменением расстояния между обмот­ками. При сближении катушек уменьшается индуктивное сопро­тивление, что приводит к увеличению сварочного тока, при их раздвижении сварочный ток уменьшается. Вследствие повышен­ной индуктивности рассеяния трансформатор обладает падающи­ми вольт-амперными характеристиками (рис. 10.4, б).

Трансформаторы с подвижным магнитным шунтом состоят из магнитопровода 1 (см. рис. 10.3,б) с расположенными на нем первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Внутри магнитопро­вода установлен перемещающийся магнитный шунт 4, представ­ляющий собой два пакета из пластин электротехнической стали. С помощью поворота шунта изменяют магнитные потоки рассе­яния. При уменьшении зазора между пакетами шунта часть маг­нитного потока будет замыкаться через шунт, магнитная связь между первичной и вторичной обмотками будет уменьшаться, а следовательно, будет уменьшаться и сварочный ток. При увеличении этого зазора большая часть магнитного потока будет про­ходить по основному магнитопроводу, магнитная связь между обмотками увеличится, что приведет к увеличению сварочного тока. Такой принцип применен, например, в сварочном транс­форматоре СТШ-500.

Трансформаторы с управляемым магнитным шунтом также имеют магнитопровод 1 (см. рис. 10.3, в) с расположенными на нем первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Магнитный шунт 4 с обмоткой управления расположен в окне магнитопровода. Досто­инством таких трансформаторов является возможность расшире­ния пределов регулирования сварочного тока при отсутствии под­вижных частей в конструкции, что определяет их надежность и долговечность. Обмотка управления питается постоянным током. Чем больший поток она создает, тем больше будет насыщение сердеч­ника шунта и меньше магнитный поток рассеяния трансформатора. Таким образом, большему току подмагничивания в обмотке управ­ления шунта соответствует большее значение сварочного тока, и наоборот. По такому принципу работают трансформаторы ТДФ, применяемые для автоматической дуговой сварки под флюсом, а также трансформаторы типа ТСФЖ с тиристорным управлением.

Выбор трансформаторов для разных способов сварки. При ре­шении вопроса о выборе трансформатора для разных способов сварки на переменном токе в первую очередь определяют вид вольт-амперной характеристики дуги при данных условиях сварки и рассматривают ее параметры в зависимости от режима сварки. За­тем на основании условий эксплуатации сварочных трансформа­торов и заданных электрических параметров режима выбирают сварочный трансформатор требуемой мощности и необходимого режима его работы (продолжительный, перемежающийся или повторно-кратковременный). При этом учитывают соответствие вольт-амперной характеристики дуги с внешней характеристикой сварочного трансформатора.