1.19. Сварочные трансформаторы с увеличенными магнитными полями рассеяния

В отличие от силовых трансформаторов несварочного назначения, у которых потери магнитных потоков стремятся уменьшить, большая часть сварочных трансформаторов специально разработана с увеличенным магнитным рассеянием. Это достигается размещением первичной и вторичной обмотки на значительном расстоянии друг от друга, то есть располагаются на разных стержнях. Обычно такой трансформатор имеет цилиндрические первичную 1 и вторичную 2 обмотки и магнитопровод стержневого типа 3 (рис. 33).

Рис. 33. Трансформатор с увеличенным рассеянием

Кроме основного магнитного потока трансформатора , замыкающегося по магнитопроводу, следует учитывать еще и потоки рассеяния, сцепляющиеся только с одной обмоткой. Силовые линии этих потоков замыкаются внутри окна , , через ярмо , и через лобовые (наружные) поверхности обмоток , , и могут сцепляться только с частью витков обмоток. Потоком рассеяния соответствующей обмотки будем называть такую часть полного потока, которая данной обмоткой создается, но с другой обмоткой не сцепляется. Поток рассеяния в собственной обмотке наводит ЭДС самоиндукции, а другой обмотке энергию не передает. Усиление потоков рассеяния позволяет сформировать падающую вольтамперную характеристику.

Рассмотрим устройство и принцип настройки на режим сварки трансформатора с подвижными обмотками с увеличенными магнитными полями рассеяния (рис. 34).

Рис. 34. Конструктивная схема трансформатора с подвижными обмотками

Данный трансформатор имеет магнитопровод стержневого типа 3, цилиндрическую первичную 1 и вторичную 2 обмотки поделенные каждая на две катушки. Первичная обмотка 1 неподвижно закреплена у нижнего ярма, а вторичная 2 при помощи винтового привода 4 может перемещаться вдоль стержней на расстояние .

Падающая внешняя характеристика у трансформатора с подвижными обмотками получается благодаря увеличенному магнитному рассеянию, вызванному размещением первичной и вторичной обмоток на значительном расстоянии друг от друга.

Трансформатор имеет две ступени грубого регулирования. При параллельном соединении обмоток получаем ступень больших токов, при включении обмоток последовательно получаем ступень малых токов. Плавное регулирование режима в каждой ступени производится изменением расстояния между обмотками трансформатора. Чем больше расстояние между обмотками, тем меньше сварочный ток.

Основными недостатками трансформаторов с подвижными обмотками являются:

- трудность надежного крепления подвижных обмоток, т.к. на обмотке действуют знакопеременные силы с частотой 100 Гц, которые приводят к разрушению механизма крепления и перемещения обмоток;

- механизм перемещения обмоток усложняет его конструкцию и увеличивает габариты и массу трансформатора.

2. Сварочные однопостовые выпрямители

2.1. Общие сведения о сварочных выпрямителях

В настоящее время в качестве источников питания сварочной дуги постоянным током применяются выпрямители, преобразователи, агрегаты, генераторы.

Сварочные выпрямители - статические преобразователи электроэнергии трехфазной сети переменного тока в энергию выпрямленного тока, которая используется для дуговой сварки. Сварочные выпрямители состоят из следующих элементов: трансформатора, пуско-регулирующего устройства, измерительного устройства и полупроводниковых вентилей (выпрямительный блок).

Часто в комплект выпрямителей входит дроссель, который формирует подающую характеристику, регулирует режим сварки и сглаживает пульсацию тока.

Сварочные полупроводниковые выпрямители классифицируются по следующим основным признакам:

- по числу фаз питания (однофазные, трехфазные);

- по типу изделия (выпрямители, преобразователи, агрегаты, генераторы);

- по схеме выпрямления (мостовая, кольцевая, с уравнительным дросселем);

- по типу полупроводниковых вентилей (селеновые, кремниевые, германиевые);

- по управляемости вентилей (диоды, тиристоры);

- по количеству постов (однопостовые, многопостовые);

- по виду ВАХ (падающие, жесткие, возрастающие).

Если выпрямители сочетают в себе крутопадающие и жесткие характеристики, то их называют универсальными источниками питания.

Выпрямители с крутопадающими характеристиками используются для РДС покрытыми электродами, для аргонодуговой сварки неплавящимися вольфрамовыми электродами, для механизированной сварки под флюсом на автоматах с регулированием скорости подачи проволоки в зависимости от напряжения на дуге.

Выпрямители с жесткой ВАХ применяют для механизированной сварки плавящимися электродами в среде защитного газа и под слоем флюса при постоянной скорости подачи сварочной проволоки. Каждому виду сварки соответствует свой наклон ВАХ- наиболее крутой для АДС, более пологие для РДС, и еще более пологие для сварки под флюсом.

Согласно стандартам на сварочные выпрямители существует три режима работы.

1. Продолжительный - нагрузка постоянная.

2. Перемежающийся - кратковременные рабочие периоды чередуются с периодами работы выпрямителя на холостом ходу в течение времени . Режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки:

3. Повторно-кратковременный режим – это когда рабочие периоды в течение времени чередуются с периодами отключения в течение времени выпрямителя от сети. Режим характеризуется относительной продолжительностью включения выпрямителей:

Длительность цикла работы при перемежающемся и повторно-кратковременном режимах при РДС составляет - 5 минут, при механизированной сварке - 10 минут.

Система обозначения выпрямителей такая же, как и у трансформаторов. Единственное отличие – категория размещения выпрямителей. Выпрямители категории 3 предназначены для работы в сырых не отапливаемых помещениях с колебаниями температуры от -40 до + 40. Выпрямители категории 4 предназначены для работы в отапливаемых помещениях с колебаниями температуры от +1 до +45.