8.3 Трансформаторы с подвижными обмотками
Трансформаторы с подвижными обмотками обычно выполняются с магнитопроводами стержневого типа. Схематично конструкция трансформатора приведена на рис. 8.8. Первичная и вторичная обмотки состоят из двух одинаковых катушек, симметрично расположенных на разных стержнях и соединенных между собой с помощью планок.
Рисунок 8.8- Конструкция трансформатора с подвижными обмотками
Одна из обмоток трансформатора, обычно первичная, выполняется неподвижной, другая – подвижной. Перемещение подвижной обмотки осуществляется ходовым винтом 1. В верхнюю планку 3, соединяющую катушки вторичной обмотки, запрессована ходовая гайка 2. Нижняя планка 4, соединяющая катушки первичной обмотки, служит подпятником для ходового винта. Ходовой винт проходит через отверстие в верхнем ярме и располагается в окне сердечника.
При вращении винта ходовая гайка вместе с катушками вторичной обмотки перемещается вертикально, обеспечивая изменения расстояния между обмотками.
При минимальном расстоянии между обмотками потоки рассеяния каждой из обмоток частично сцеплены с витками другой обмотки и участвуют в передаче энергии. Значит, эти части потоков, замыкающихся в пространстве вокруг обмоток, не являются потоками рассеяния. (Потоки рассеяния в верхней части первичной обмотки и нижней части вторичной обмотки частично компенсируют друг друга). Индуктивности и индуктивные сопротивления рассеяния L1Р, L2Р и XT имеют минимальные значения, а IСВ, в соответствии с уравнением (8.12), максимален.
При увеличении расстояния между обмотками потоки рассеяния, а значит, и индуктивность рассеяния, возрастают, а сварочный ток падает.
Напряжение холостого хода при раздвижении обмоток несколько снижается (на 3…6% относительно значения, получаемого при сдвинутых обмотках).
При большом раздвижении обмоток ( 200…300 мм) эффективность регулирования тока снижается при непрерывном росте массы магнитопровода. Поэтому для расширения пределов регулирования тока применяется плавно-ступенчатое регулирование путем одновременного переключения катушек первичной и вторичной обмоток с параллельного соединения на последовательное.
Типовая схема переключения обмоток приведена на рис. 8.9.
Рисунок 8.8 - Схема переключения обмоток трансформатора ТДМ–317
Положению 1 переключателя S
соответствует диапазон больших
токов. При этом катушки первичной и
вторичной обмоток соединены параллельно,
причем в каждой параллельной ветви
первичной цепи последовательно соединены
основная w1
и дополнительная
секции.
Коэффициент трансформации при этом составит
.
(8.22)
В положении 2 переключателя S катушки первичной и вторичной обмоток соединяются последовательно, причем в первичной цепи включены только основные секции w1. Активные и индуктивные сопротивления вторичных обмоток при этом увеличиваются примерно в 4 раза, а первичных - в К = 4w1/(w1 + ) раз. Следовательно, положению 2 соответствует диапазон меньших токов.
Коэффициент трансформации
(8.48)
Сравнивая n1 и n2, видим, что коэффициент трансформации в диапазоне малых токов несколько меньше, а значит, напряжение холостого хода в диапазоне малых токов несколько повышается (U20 = U1/n), что благоприятно сказывается на стабильности горения дуги малой мощности.
Внешние характеристики трансформатора приведены на рис.8.9.
Рисунок 8.9 – Внешние характеристики трансформатора с подвижными
обмотками.
Трансформаторы с подвижными обмотками серии ТДМ выпускаются на номинальные токи 300, 400 и 500А. Типичным представителем является трансформатор ТДМ – 317.