2.5 Содержание отчета

1 Наименование и цель работы.

2 Конструктивная схема трансформатора.

3 Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда.

4 Таблица результатов эксперимента.

5 Семейство внешних характеристик трансформатора.

6 Регулировочная характеристика трансформатора.

7 Выводы по работе.

2.6 Контрольные вопросы

1 Конструктивное оформление трансформатора с ярмовым рассеянием.

2 Регулирование внешних характеристик трансформатора с ярмовым рассеянием. 3 Какое подключение дополнительной обмотки является встречным и какое –

согласным ? 4 Почему подключение дополнительной вторичной обмотки или навивка сварочного кабеля на корпус трансформатора не оказывает влияния на напряжение холостого хода, но позволяет регулировать величину сварочного тока ?

3 Лабораторная работа 3 исследование схем выпрямления применяемых в сварочных выпрямителях

3.1 Цель работы: изучить основные схемы выпрямления, исследовать их работу и провести сравнительный анализ технических параметров.

3.2 Теоретические сведения

В сварочных выпрямителях получили распространение трехфазная мостовая и шестифазные схемы выпрямления. Из шестифазных широко применяются двойная трехфазная с уравнительным реактором и кольцевая.

3.2.1 Трехфазная мостовая схема выпрямления

Принципиальная электрическая схема и временные диаграммы приведены на рис. 3.1

Рассмотрим работу схемы в варианте выпрямителя с жесткими внешними характеристиками (индуктивное сопротивление силового трансформатора мало) при работе на активную нагрузку.

На участке 1 временной диаграммы работает вентиль VD1, как имеющий наибольший потенциал из вентилей катодной группы ( U_A  U _B,

U_A  U_C ). В паре с ним работает вентиль VD5, как имеющий наибольший отрицательный потенциал из вентилей анодной группы (- U_В  -U _С ). На участке 2 вместо VD5 включается VD6, так как становится (- U_С  -U _В ). На участке 3 вместо VD1 включается VD2, так как наибольшим положительным становится напряжение в фазе В, и так далее.

Угол проводимости каждого вентиля составляет 120⁰. Пульсация выпрямленного напряжения – шестифазная с частотой 300 Гц.

Среднее значение выпрямленного напряжения при холостом ходе выпрямителя определяется по формуле

U_Х.Х = (3 /)U_2Л = (3 /)U_2Ф 1,35U_2Л 2,34U_2Ф, (3.1)

где U_2Л - линейное, а U_2Ф - фазное напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

Максимальное обратное напряжение, приложенное к вентилю, равно амплитудному значению линейного напряжения:

U_ОБР.MAX = U_2Л.MAX = U_2Л = (/3) U_Х.Х  1,045 U_Х.Х. (3.2)

Рисунок 3.1 - Трехфазная мостовая схема выпрямления

Ток через каждый вентиль протекает в течение одной трети периода, следовательно, средний прямой ток через вентиль

I_В.СР = I_d./3  0,33I_d , (3.3)

где I_d.- номинальный ток выпрямителя.

Действующие значения вторичного и первичного тока трансформатора:

I₂ = 0,815 I_d , I₁ = (1/n) 0,815 I_d , (3.4)

где n = U_1Ф/ U_2Ф –коэффициент трансформации.

В действительности из-за наличия некоторой индуктивности во вторичном контуре угол проводимости вентилей больше, чем 120⁰, на угол коммутации γ, и работа вентилей происходит попарно и по три.

В выпрямителях с падающими внешними характеристиками индуктивное сопротивление силового трансформатора значительно, и вентили работают на сварочную дугу одновременно по три с углом проводимости, близким к π. В этом случае I₂ и I₁ снижаются и равны

I₂ = 0,745 I_d , I₁ = (1/n) 0,745 I_d. (3.5)

Расчетная мощность трансформатора при жестких внешних характеристиках:

Р_Т.Ж.Х = 3 U_2Ф I₂ = 1,05 U_ХХ I_{d .} (3.6)

При падающих внешних характеристиках

Р_Т.П.Х = 0,95 U_ХХ I_d. (3.7)

При построении выпрямителя на управляемых вентилях (тиристорах) угол регулирования α отсчитывается от точки естественной коммутации (точка перехода тока с вентиля одной фазы на вентиль другой фазы для неуправляемого выпрямителя). Тиристорные выпрямители, независимо от вида формируемых внешних характеристик, выполняются с применением трансформаторов, имеющих незначительное индуктивное сопротивление рассеяния. В этом случае при работе на активную нагрузку выпрямленный ток I_d является непрерывным при α  60⁰ и прерывистым при α  60⁰.

Чтобы обеспечить устойчивое горение дуги при глубоком регулировании, в сварочную цепь необходимо включать сглаживающий дроссель значительной индуктивности, которая может оказаться больше оптимальной для данного способа сварки.

Трехфазная мостовая схема широко применяется в выпрямителях с падающими и жесткими внешними характеристиками, построенными на неуправляемых вентилях ( диодах).

Обмотки трансформатора могут соединяться как звездой, так и тре-угольником.