8.4 Режим короткого замыкания

В режиме короткого замыкания U_Д = 0 и из выражения (8.29) получаем

(8.35)

где R_Ц – сопротивление сварочной цепи, включающее сопротивление сварочных кабелей и сварочного электрода.

Ток короткого замыкания определится выражением

(8.36)

Трансформаторы с увеличенным рассеянием и падающими внешними характеристиками имеют значительное индуктивное сопротивление и ток короткого замыкания у них ограничен. I_КЗ = (1,2…1,5)I_СВ. Такие трансформаторы могут выдерживать довольно длительные короткие замыкания. Например, при «примерзании» электрода во время возбуждения дуги.

Трансформаторы с нормальным рассеянием обладают малым индуктивным сопротивлением. При этом ток короткого замыкания значительно превышает номинальный рабочий ток (I_КЗ = (5…10)I_СВ.НОМ ). Такие трансформаторы следует подключать к сети через устройство, обеспечивающее быстродействующую защиту от перегрузок.

В настоящее время известны десятки конструкций сварочных трансформаторов с падающими и пологопадающими характеристиками.

Самыми распространенными являются трансформаторы с падающими внешними характеристиками (ПВХ), формирующимися в большинстве случаев за счет повышенного магнитного рассеяния. Существуют различные способы получения развитого магнитного рассеяния и регулирования его степени. Наиболее известные – разнесение первичной и вторичной обмоток по высоте магнитопровода, введение пакетов стальных пластин на пути потоков рассеяния (магнитные шунты), размещение первичной и вторичной обмоток на разных стержнях магнитопровода трансформатора (ярмовое рассеяние). Отдельную группу составляют трансформаторы с тиристорным регулированием.

8.5 Сварочные трансформаторы с нормальным рассеянием и отдельной реактивной катушкой дросселя

Источник питания дуги включает трансформатор Т (рис.8.5) и дроссель L, каждый из которых имеет отдельный сердечник, то есть между ними нет магнитной связи.

а б

а – электрическая схема; б – конструкция дросселя

Рисунок 8.5 – Трансформатор с отдельным дросселем

Трансформатор выполняется с минимальной индуктивностью рассеяния. Его обмотки W1 и W2 размещаются на сердечнике в непосредственной близости друг от друга (чаще всего концентрично). При этом Х_Т мало и трансформатор имеет пологопадающую внешнюю характеристику.

Дроссель имеет индуктивное сопротивление Х_ДР = L_ДР, достаточные для получения падающих характеристик и обеспечения сдвига фаз между током нагрузки и вторичным синусоидальным напряжением трансформатора, достаточного для устойчивого горения дуги переменного тока.

Дроссель выполняется с регулируемой индуктивностью, что позволяет изменять наклон внешних характеристик источника и величину сварочного тока.

В режиме холостого хода

(8.37)

Так как К_М  1

. (8.38)

Режим нагрузки определяется уравнением

(8.39)

Упрощенная векторная диаграмма источника питания приведена на рис. 8.7

Рисунок 8.6 - Векторная диаграмма

Если трансформатор выполнен с минимальным рассеянием, то Х_Т X_ДР. Пренебрегая также малыми активными сопротивлениями дросселя и трансформатора можно записать

(8.40)

(8.41)

Или в соответствии с векторной диаграммой

(8.42)

(8.43)