6. Выбор типа сердечника

 

Для изготовления сварочных аппаратов используют в основном магнитопроводы стержневого типа, поскольку в исполнении они более технологичны. Сердечник сварочного аппарата можно набрать из пластин электротехнической стали любой конфигурации толщиной 0,35...0,55 мм и стянуть шпильками, изолированными от сердечника (рис. 2).

Рис.2 Магнитопровод стержневого типа:

а)	- пластины Г - образной формы;
б)	- пластины П - образной формы;
в)	- пластины из полос трансформаторной стали;
S=a*b	- площади поперечного сечения сердечника (ярма), см
c, d	- размеры окна, см

 При подборе сердечника необходимо учитывать размеры "окна", чтобы поместились обмотки сварочного аппарата, и площадь поперечного сердечника (ярма) S=a*b, см².

Как показывает практика, не следует выбирать минимальные значения S=25..35 см², поскольку сварочный аппарат не будет иметь требуемый запас мощности и будет трудно получить качественную сварку. А отсюда, как следствие, возможность перегрева аппарата после непродолжительной работы. Чтобы этого не было, сечение сердечника сварочного аппарата должно составлять S=45..55 см². Хотя при этом сварочный аппарат будет несколько тяжелее, но будет работать надежно.

Следует заметить, что сварочные аппараты на сердечниках тороидального типа имеют электротехнические характеристики в 4...5 раз выше, чем у стержневого, а отсюда и небольшие электропотери. Изготовить сварочный аппарат с использованием сердечника тороидального типа сложнее, чем с сердечником стержневого типа. Это связано, в основном, с размещением обмоток на торе и сложностью самой намотки. Однако, при правильном подходе они дают хорошие результаты. Сердечники изготавливают из ленточного трансформаторного железа, свернутого в рулон в форме тора.

7. Первичные обмотки сварочных трансформаторов

Разновидности первичных обмоток. Первичная об­мотка сварочного трансформатора является наиболее сложным и ответственным узлом. При регулиро­вании вторичного напряжения по ступеням из­менением коэффициента трансформации путем включения в сеть разного числа витков секционированной первичной об­мотки, отпайки от секций подключаются к специальному пере­ключателю ступеней, где с помощью перемычек, ножей или ру­кояток осуществляются различные комбинации соединений секций для получения соответствующего числа ступеней регули­рования вторичного напряжения.

Необходимо отметить, что при работе на различных ступе­нях мощность трансформатора будет различна, поэтому одну из ступеней, чаще предпоследнюю, а иногда и последнюю, при­нимают за номинальную и для нее производят электрический и тепловой расчеты первичной обмотки трансформатора. Когда за номинальную ступень принята предпоследняя, то последняя ступень является запасной и, как правило, используется в слу­чае понижения первичного напряжения. Если же последняя ступень используется при номинальном первичном напряжении, то во избежание перегрева обмоток трансформатора необхо­димо уменьшить ПВ до такого значения, чтобы расчетный ток последней ступени был равен расчетному току номинальной ступени.

Тип первичной обмотки трансформатора—цилиндрическая.

Цилиндрические обмотки обычно применяются в сварочных трансформаторах малых мощностей или в трансформаторах с небольшим числом ступеней, а следовательно, и отпаек.

Катушки первичной обмотки наматываются из медного изо­лированного обмоточного провода, имеющего круглое или пря­моугольное сечение, в несколько рядов (по высоте) и несколько слоев (по ширине). Между слоями делается прокладка из элек­троизоляционного материала. В обмотках с воздушным охлаж­дением иногда между слоями прокладываются рейки, образу­ющие осевые вентиляционные каналы.

Обмоточные провода. Выбор и сочетания обмоточных проводов и изоляционных материалов, используемых для пер­вичных обмоток, производится в зависимости от принятой кон­струкции катушек, их габаритов, класса нагревостойкости, ус­ловий эксплуатации и технологического процесса пропитки, су­шки, покрытия или заливки эпоксидным компаундом.

Основными обмоточными проводами в настоящее время яв­ляются медные провода прямоугольного или круглого сечения марки ПСД по ГОСТу 7019—80 и с изоляцией из стеклянных нитей, наложенных двумя слоями, с подклейкой и пропиткой нагревостойким лаком или компаундом. Иногда исходя из ус­ловий нагревостойкости используются провода марки ПСДК (с пропиткой кремнийорганическим лаком) и голые провода марок ПММ, ШММ и ЛММ (провод, шина, лента медные мяг­кие) по ГОСТу 434—78. Голые провода больших сечений имеют применение в трансформаторах повышенных мощностей. Для маломощных трансформаторов с цилиндрическими катушками и воздушным охлаждением используются медные круглые про­вода, изолированные лаком ВЛ-931 (на поливинилацеталевой основе), марки ПЭВ-2 по ГОСТу 7262—78.

При выборе размеров проводов для намотки дисковых кату­шек необходимо учитывать следующее:

1. Применение медных проводов шириной более 14,5 мм не­целесообразно из-за значительного увеличения добавочных по­терь. Так, например, при использовании медного провода ши­риной более 16,8 мм добавочные потери возрастают в такой степени, что дальнейшее увеличение сечений провода за счет уменьшения его ширины практически не снижает общих потерь в обмотке. Наиболее желательные значения ширины Ь прямо­угольных голых медных проводов находятся в пределах 5— 12,5 мм с соответствующей толщиной а.

2. Не следует наматывать катушку «на ребро» из провода, толщина которого меньше ширины. Это создает затруднения при намотке, вызывает искажение правильной формы катушки и в случае применения изолированного провода приводит к раз­рыву изоляции в местах изгиба витка по радиусу.

Изоляционные материалы. Электроизоляционные ма­териалы в первичных обмотках сварочных трансформаторов используются для изоляции проводов, изоляции между слоями и от магнитопровода, изоляции выводов, наружной изоляции катушки, изоляции между первичной и вторичной обмотками. К ним относятся также пропиточные покровные и заливочные материалы.

В сварочных трансформаторах с водяным охлаждением об­моток к изоляционным материалам, кроме требований по элек­трической прочности и термостойкости, предъявляются еще до­полнительные требования по влагостойкости. Электрическая прочность и термостойкость обусловливаются классом изоля­ционных материалов и выбираются, так же как и для нормаль­ных силовых трансформаторов, по ГОСТу 8865—87. Влаго­стойкость обеспечивается главным образом за счет пропитки обмоток и изоляционных деталей специальными лаками и по­крытия их специальными эмалями.

Разновидности изоляционных материалов, используемых в сварочных трансформаторах, и наибольшие допустимые пре­вышения температуры обмоток по отношению к температуре охлаждающей среды приведены в табл. Необходимо отме­тить, что максимальная температура нагрева обмоток и со­прикасающихся с ними магнитопровода и других частей транс­форматора определяется с учетом температуры охлаждающей среды, которая для обмоток с воздушным ох­лаждением принимается равной +40 °С и с водяным +25 °С. Изоляционные материалы класса А применяются в основном в маломощных трансформаторах с очень низкими вторичными напряжениями (менее 1 В) и с воздушным охлаждением обмо­ток. Для трансформаторов с водяным охлаждением в настоя­щее время в основном используются изоляционные материалы класса В. Хотя они несколько дороже и дефицитнее первых, но зато вполне удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к изоляции этих обмоток.

Новые термостойкие материалы классов F и H, обеспечиваю­щие повышенное значение превышений температуры, пока ши­рокого применения не получили. Это объясняется тем, что умень­шение массы обмоток за счет больших допустимых превышений температуры связано с увеличением активного сопротивления обмоток трансформатора, с ухудшением его КПД, что отрица­тельно сказывается на эксплуатационных характеристиках.