книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие
.pdf98
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
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.