Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.6 Mб
Скачать
за счет измена»

98

Восновном для “регулирования используется вто-

рой метод,, а именно регулировка

ния

магнитного

сопротивления R^p .

 

 

Существует

два

основных способа регулирования Rpp

за

счет изменения

длины

воздушных

зазоров в

магнитопроводе

и за счет

подмагничивания

сердечника

реактивной Обмотки магнитным полем постоянного тока. В соответствии с этим и дроссели подразделяются на два основных типа:

1)дроссели с воздушными зазорами;

2)дроссели насыщения.

Все сказанное Еыше относится и к трансформато­ рам в однокорпусном исполнении, которые,как ухе го­ ворилось, можно рассматривать состоящими из двух час­ тей: трансформатора и дросселя.

На— ибольшее распространение в настоящее ; . -

время получили дроссели с одним или двумя воздушным-« зазорами и подвижным'пакетом.Регулировка их произво­ дится изменением воздушных зазоров при перемещении подвижного пакета. На фиг. 24»а представлена завп-

симость Хр от длины-воздушного зазора видно из графика (фиг. 24,а), при малом зазоре изме­

нение его длины вызывает более интенсивное изменение '

1

99

St

 

 

I

 

Ф и г. 2 4-

 

 

 

­

 

 

лЗ

яави си м о сть Б-индуктивноЭ ЛИЧИНЫ

 

 

го сопр оти вл ен ья

 

д р о ссе ­

 

 

 

( х О

 

от

£.к

в о з ­

 

 

душно? о

 

з аз о р а (

 

 

) .

 

 

 

 

чтоЭто

 

о б ъ я сн я ется

те?.;

 

 

 

намагничизаюгдз.я си-

 

 

 

л а р е а к т -и в я о й

обмотки

 

 

 

новной

 

не только

о с ­

 

 

 

 

создает

поток в

с е р д е ч ­

 

 

 

нике

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поток

 

 

воздушном

 

 

 

 

а)

порождает

т а к м е .

 

 

'-б

но и

 

з а з о р з ,

 

 

 

 

рассеяния,

 

 

кающийся в

воздушном пространстве,

 

окрукаюцеы

замы­

 

тивную обмотку.

 

 

 

 

 

 

р е а к ­

В соответствии с этим индуктивное сопротивленіе

можно представить

как сумму двух сопротивлений

 

 

Х'р-Xро*Xfl,

 

 

 

 

 

 

 

где

индуктивное сопротивление »обусловленное .

основным потоком в сердечнике реактивной обмотки и

 

воздушном

зазоре;

 

 

 

*

 

 

 

 

Хрё индуктивное сопротивление, обусловленное-по - током рассеяния реактивной обмотки.'

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

При

малых

воздушных

зазорах

преобладает

ин­

дуктивное

сопротивление

Хро

, которое изменяется

весьма

интенсивно, а следовательно, интенсивно изме­

няется

и суммарное

сопротивление

Хр

 

При больших зазорах становится значительной ве­

личина , Хрс *

которая меньше завиоит от величины

зазора. Повтору

при

больших зазорах

,когда Х р о

отно­

сительно

невелико,

увеличение

зазора

приводит

к

меньшему изменению суммарного индуктивного сопротив­ ления ,

Кроме того, с увеличением зазора увеличивается

площадь

поперечного сечения

воздушного промежутка,

пронизываемая основным потоком реактивной обмотки,

что также

уменьшает интенсивность

изменения индук­

тивного

сопротивления Х р

(фиг.

24,6).

В мощных сварочных трансформаторах гфименяют

дроссели с двумя воздушными зазорами (фиг.29,б)»та­

кой дроссель по сравнению с дросселем с одним воз­ душным зазором имеет индуктивное сопротивление в

два раза, меньше, при той

кѳ длине воздушного зазора

и интенсивности изменения

Х р * Поэтому верхний п р е ­

дел регулирования этого

дросселя выше, чем у дрос­

селя с одним воздушным зазором.

При

малых воздушных

зазорах, когда амплитуда

вибрации

подвижного пакета становится соизмеримой

\

IOI

одлиной зазора, р§бота трансформатора становится

неустойчивой. Поэтому нижний предел регулирования

обусловливается минимальным зазором,при котором виб­ рация сердечника не оказывает влияния на режим свар­ ки.

Основным недостатком трансформаторов с дроссе­ лями, регулируемыми за счет изменения длины воздушно­ го зазора, является вибрация подвижных пакетов,выз­

ванная динамическими усилиями, направленными по оси

их перемещения. Причины динамических усилий заключа­

ются в том, что при периодических изменениях потока

всердечнике на подвижный пакет действует 'пульсиру­

ющая сила с частотой 100 гц. Величина этой силы

пропорциональна квадрату индукции в зазоре и площа­

ди поперечного сечения подвижного пакета. Вибрацион

ная нагрузка, обусловленная этой пульсирующей сидоі^

при недостаточной прочности механизма перемещения и слабом креплении воздушного пакета с течением време­

ни может привести ж усталостному разрушению деталей механизма.

Сдругой стороны вибрации пакета При малых

зазорах приводит к нарушению режима сварки.

V

Второй тип дросселей;дроссели насыщения полу­ чили пока относительно небольшое распространение в

сварочной технике. Конструкции этих дросселей разно­

Фиг..25.
П р и н ц и п и а л ь н а я
эдектрическНя схе-
на дросселя насыщения.

образны, простейшая кз них при­

ведена на фиг.25. Дроссель име­ ет две обмотки переменного тока, размещенные на крайних стержнях сердечника,. а на среднем стерж­ не расположена подмагничивающая обмотка, питаемая от посторонне­ го источника питания постоянно­ го тока. Катушки обмотки пере­ менного тока включены между собой последовательно так, чтобы

потоки,создаваемые этими катуш-

ками в среднем стержне,взаимно

_

компенсировали друг друга. В

противном случае в обмотке уп­

равления будет индуктироваться переменная э.д.с.

Во всех существующих схемах дросселей насыщения соблюдается принцип компенсации переменной э.д.с., индуктируемой в_подмагничивающей обмотке, аналогич­

ный описанному выше.

Подмагничивающая обмотка дроооѳля насыщения, питаемая постоянным током, создает дополнительное

магнитное поде, которое увеличивает индукцию и на-

„сыщеяие сердечника. Вследствие этого уменьшается

магнитная проницаемость сердечника, т.ѳ. увеличи-

 

Ю З

 

вается

его магнитное сопротивление

R ^ p ,а следова?-'

телько,

согласно уравнению (126),

уменьшается ин­

дуктивное сопротивление -дросселя.

 

Изменяя ток в подмагничивающей

обмотке, можно

плавно и в достаточно широких пределах, изменять ин­ дуктивное сопротивление Хр во вторичной цепи сва­

рочного трансформатора и тем самым регулировать ре­

жим работы сварочной установки.

Дроссели насыщения имеют ряд существенных прей-, муществ по сравнению с дросселями, имеющими воздуш­ ные зазоры в сердечниках:

I. Дроссель насыщения не имеет подвижных час­ тей, обычно подверженных вибрации. Поэтому дроссель насыщения долговечен и надежнее обычного дросселя с регулируемым воздушным зазором.

2.Дроссель насыщения может управляться дистан­

ционно без каких-либо вспомогательных устройств,

специально предназначенных для этой цели.

3• Возможность получения большой скорости воз - растания тока в начале каждого пилупериода, а сле­

довательно, и несколько большая устойчивость процес­ са сварки при прочих равных условиях.

Однако наряду с этими преимуществамидроссель

насыщения имеет и крупные недостатки: больше вес активных материалов 'и при одинаковых электромаг-

1 0 4

лиѵішх нагрузках,значительно большие потери энергии по сравнению с дросселями с регулируемыми воздушными зазорами.

 

Внешние характеристики

 

трансформаторов с дроссѳля-

 

ми,получаемые изменением Хр

 

имеют

вид представленный на

 

фиг. 2б. При сварке на ма­

 

лых токах внешние характе­

 

ристики имеют крутопадаю­

 

щий характер» а при перехо-

500 ш /а J

де на

большие токи стано-

ФИг.2б.

вятоя

более пологими. Это

Внешние характеристи—

ки трансформатора с

отвечает условиям устойчи­

дросселем.

вости системы источник питания - дуга»рассмотренным в главе I .

Напряжение холостого хода в этих источниках питания обычно не изменяется и выбирается из условия обеспечения устойчивого зажигания дуги при переходе напряжения через нуль (34).

§5. Конструкции трансформаторов сдрооселями

Трансформаторы с дросселями в двухкорпусном

исполнении

Трансформаторы» предназначенные для работы с отделы-

1 0 5

\

ными дросселями, представляют собой обыкновенные

понижающие

трансформаторы с воздушным естественным

охлаждением.

Первичные и ’вторичные обмотки выполня­

ются большей

частью в виде коаксиальных цилиндричес­

ких катушек

одинаковой высоты.чСопротивление корот­

кого замыкания трансформатора обычно не выходит за

пределы

1 0 $ .

Типичная конструкция

трансформатора л

этого

типа

представлена на фиг.

27. ____ ________

Конструкция транс­

"" £иг. 28.

форматора.

Конструкции дросселей

 

с воздушными зазорами.

Конструкции дросселей значительно разиосбраз-

1 0 6

ней. Как указывалось выше» все дроссели подразделя­

ются на две большие группы; дроссели . с воздушными

зазорами в магнитопроводе и дроссели насыщения. Наибольшее распространение получили дроссели с

Воздушным зазором в магнитопроводе,некоторые кон­

струкции которых приведены на фиг. 28. Реактивное

сопротивление дросселей а,б,в и г регулируется из­

менением воздушных зазоров. Регулирование реактив­

ного сопротивления дросселя

д осуществляется

изме­

нением

количества

включенных

витков. Дроссели

типа

д не нашли широкого распространения,

несмотря

на TQ

что они

не имеют

подвижных

частей и

брлее надежны в

эксплуатации.

 

 

 

 

Недостатком

дросселя этого типа является

то,

что для достаточно плавного регулирования реактив­

ного сопротивления

в широких

пределах

требуется

большое количество

отпаек

от

обмотки

. Кроме

этого

при наибольшем сварочном токе

обмотка

включена

не

полностью, поэтому

^

 

 

t

 

степень

использования активных

материалов в дросселях этого типа значительно ниже, чем в дросселях с регулируемым воздушным зазором, а.

следовательно, ц больше вес.

Конструкции дросселей насыщения также разнооб­ разны. Эти конструкции отличаются способами получе­

ния кривой тока с крутым фронтом нарастания тока и способами подавления переменной э.д.с. в обмотке п о ­

стоянного тока.

1 0 7

Для получения кривой с крутым фронтом на^асте­ ния тока (близкой к прямоугольной)обыотки перемен­ ного тока необходимо соединить последовательно,а ток в обмотке управления должен не иметь периоди­

ческих составляющих. Поэтому в дросселях насыщения наряду с последовательным соединением обмоток т;ере- 'менного тока применяются такие меры подавления пере­ менной э.д.с. в обмотке управления, как Бзедепие' магнитного шунта или включение реактивной катушки.

В нашей стране длительное цэемя выпускались тран­

сформаторы типа СТЭ, которые в комплекте с дросселем

срегулируемым воздушным зазором типа РСТЗ предназ­

начались для ручной дуговой сварки,а в комплекте с дросселями насыщения типа-ДН предназначались для ду­ говой сварки в защитных газах на установках типа

"УДАР"

Электромагнитная схема трансформатора СТО-с дросселем РСТЭ представлена на фиг. 20,а. Трансфор­

матор имеет первичную и вторичную обмотки,каждая из которых состоит из двух катушек. На каждом стержне расположено концентрически по одной катушке первич­ ной и вторичной обмоток,причем вторичная обмотка

расположена сверху. Охлаждение трансформатора есте­ ственное воздушное .В СССР изготавливались три типа аналогичных по схеме трансформаторов СТЗ-22, СТП-2-1 и СТЭ-34, которые отличаются по потребляемой мощнос­ ти.