5.2 Классификация трансформаторов. Принципы регулирования сварочного тока

С учётом наличия потока рассеяния, оцениваемым через коэффициент магнитной связи ( ) сварочные трансформаторы разделяют на 2 группы:

1. Сварочные трансформаторы с нормальным (малым) магнитным рассеянием

В этой группе имеются следующие типы трансформаторов:

а) Тип СТЭ – с отдельным дросселем.

б) Тип ТСД, СТИ – с совмещенным дросселем (сейчас уже не выпускаются).

2. Сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием.

В этой группе имеются следующие 3 типа трансформаторов:

а) Тип ТД – с подвижными обмотками.

б) Тип СТШ – с подвижным магнитным шунтом.

в) Тип ТДФ – с неподвижным подмагничиваемым магнитным шунтом.

Типы магнитопроводов трансформаторов (и трансформаторов

Магнитопроводы трансформаторов изготавливают из листов электротехнической стали толщиной δ = 0,5 мм, либо δ = 0,35 мм из горячекатанной стали типа Э11, Э31, Э41 и т.д., а также из холоднокатанной стали типа Э321…441. Холоднокатанная сталь дороже, чем горячекатанная, но она имеет более высокие значения магнитной проницаемости и обеспечивает меньшие потери на петлю гистерезиса и токи Фуко.

Типы магнитопроводов, применяемых в сварочных трансформаторах, приведены на рис. 5.3. Следует отметить, что участки магнитопровода, на которых размещены обмотки, называются стержнями, а участки, свободные от обмоток, называют ярмами (см. рис. 5.3).

а)

б)

в)

Рисунок 5.3 – Типы магнитопроводов

Трансформаторы с конструкцией магнитопроводов, приведенной на рис. 5.3а называют стержневым, а с конструкцией, приведенной на рис. 5.3б – называют броневыми. Если имеется 3 стержня (с тремя обмотками на стержнях), то такой трансформатор называется трёхфазным (рис. 5.3в)

Общий вид уравнения внешней характеристики источника питания представляется, как

, (5.4)

где – напряжение холостого хода источника, В;

– ток дуги, А;

– полное эквивалентное сопротивление трансформатора и сварочной цепи без дуги, В.

При устойчивой работе в статическом режиме

(где – напряжение на дуге, В.).

Тогда зависимость между током , напряжением на дуге и параметрами источника питания ( , ) можно выразить в следующем виде:

. (5.5)

Полное эквивалентное сопротивление цепи

, (5.6)

где – активное сопротивление всей цепи (обмоток трансформатора и сварочных проводов), Ом;

– соответственно индуктивное и емкостное сопротивление цепи, Ом.

Обычно значения R и X_C существенно меньше, чем X_L, тогда приняв R = 0, X_C = 0, а также учитывая направление векторов в уравнении (2.2) (и для краткости записав ), получим [1]:

. (5.7)

Из уравнений (5.5) следует, что регулировку (настройку) сварочного тока при заданном U_Д можно использовать, изменяя U_ХХ (2, что приведено на рис. 5.4а, а также следует, что регулировать I_Д можно, изменяя индуктивное сопротивление сварочной цепи Х. Под величиной Х следует понимать индуктивное сопротивление трансформатора (отсутствует отдельный дроссель), поскольку индуктивным сопротивлением сварочных проводов можно пренебречь. Тогда, изменяя крутизну внешней характеристики источника, получают различные значения сварочного тока (рис. 5.4б).

Рисунок 5.4 – Принцип регулирования сварочного тока напряжением холостого хода (а) и индуктивным сопротивлением (б) источника (сварочной цепи)

В большинстве трансформаторов для сварки на переменном токе применяют одновременно как первый способ регулирования сварочного тока (ступенчато, изменяя число витков в первичной или вторичной обмотке), так и второй способ – для плавного регулирования величины сварочного тока.