книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие
.pdf
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
78 |
|
|
|
Строится диаграмма следующим образом. В про |
||||||
извольном |
направлении |
откладывается |
вектор |
Jg . |
||
Т.к. дуга |
считается чиото |
активным |
сопротивлением, |
|||
то направление вектора |
IL^ * а также вектора üg (RT+ |
|||||
Rp ) совпадает о направлением |
вектора J g . Поэтоідг |
|||||
откладываем от начала |
вектора |
вектора |
Ііу й |
|||
*^ ( RT + Rp )» а затем |
из |
конца |
вектора |
+ R p ) |
||
восстанавливаем перпендикуляр, на котором откладыва
ем вектор |
( Хт + Жр ) |
. Соединив начало век |
тора |
и конец вектора |
( Хт+ Х р ) , получим |
вектор и о . |
|
|
§ 4. Основные -уравнения работы и способы регулирования режима сварочных трансформаторов
Упрощенная векторная диаграмма позволяет выра
зить уравнение (97) в |
аналитиѵеской |
форме |
при на |
|
грузке и коротком |
замыкании. |
|
|
|
Нагрузка. |
При |
нагрузке Ц^~ |
1/и |
,4 поэтому |
согласно уравнению (97) внешняя характеристика тран
сформатора |
1/и- £ |
( |
) будет падающей благодаря |
|
падению |
напряжения в активных и индуктивных сопро |
|||
тивлениях |
трансформатора |
и регулятора. Уравнение |
||
внешней |
характеристики из векторной диаграммы в |
|||
аналитической |
форме |
будет |
: |
|
U ti U - j— \!и ? ~7J (X T + Хр ) а |
*R p ). (9 8 ) |
|
|
|
|
|
|
|
79 |
|
|
|
Обычно в сварочных трансформаторах величина |
||||||||
сопротивлений |
Дт |
и Rp |
|
незначительна, |
поэтому |
||||
длт |
приближенных расчетов |
ими можно пренебречь. |
|||||||
Тогда |
: |
|
|
|
|
_________ — |
|
||
|
|
|
U u-U j Ч и * |
* У/( Хт +X pf. |
(99) |
||||
Ток |
дуги по уравнению |
(99) определяется из эыг |
|||||||
ражения: |
|
|
|
____ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш Ь |
п |
|
|
( 1 0 0 ) |
|
|
|
|
|
Х |
|
|
||
|
|
|
|
|
Л г + . |
|
|
|
|
Короткое замыкание. При коротком замыкании |
|||||||||
U p - |
0, |
а |
ток |
в сварочной |
цепи |
равен току корот |
|||
кого |
замыкания; |
т.ѳ. |
|
|
|
|
|||
В |
том |
|
случае уравнения (99) |
и (100) |
примут вид: |
||||
|
|
|
|
UO^C/K(XP +Хт), |
|
(юг) |
|||
Таким |
образом, |
ток короткого |
замыканиямзавися1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
< I0 2 ) |
от величины |
напряжения холостого |
хода и ограничива |
|||||||
ется величиной индуктивных сопротивлений. В транс-,;
форматорах |
с нормальным (мадым) |
рассеянием, когда |
X r ^ 0, |
в сварочную цепь необходимо для ограниче |
|
ния тока |
короткого замыкания |
включать 'индуктивность |
(дроссельГ. В трансформаторе«: с увеличенным магнитным
рассеянием ток ограничивается благодаря повышенному
индуктивному сопротивлению обмоток самого трансформа
тора. |
-- |
_ |
4- • |
' |
80
Способы регулирования режима сварочных транс
форматоров вытекают из основных уравнений работы (99), (100), (102). Регулирование тока произво дится при заданном напряжении по уравнениям (100)
и(102). Согласно этим уравнениям ток можно изме
нять за счет изменения |
напряжения холостого хода |
|
и индуктивных сопротивлений Хт и Хр • |
|
|
Согласно уравнению |
(75) |
|
|
' |
(105) |
Таким образом, напряжение холостого |
хода |
|
можно регулировать, изменяя число витхов какой-либо из обмоток трансформатора. Этот способ регулирова
ния тока не всегда приемлем, т.к. уменьшение тока сопровождается уменьшением напряжения, что в ряде
случаез, например, при ручной сварке,недопустимо.
Чаще всего применяется метод регулирования за счет изменения Хг я Х р • В трансформаторах
снормальным (малым) магнитным рассеянием, когда Хт-~ О, регулирование осуществляют специальной
реактивной катушкой (дросселем) за счет изменения
Хр .
В трансформаторах с повышенным магнитным р а с сеянием регулирование тока осуществляется за очет
Хт » которое изменяется в этих трансформаторах
81
вбольших пределах.
Иногда в трансформаторах применяется комбини
рованное регулирование тока, например, :ступенчатое
за счет |
секционирования числа витков |
обмоток и |
плавное |
за счет изменения Хг или |
' |
Более подробно способы регулирования булут рассмотрены при описании конструкций трансформато
ров. Данные способы регулирования приводят к из
менению тока при ручной дуговой сварке и при авто матической о регуляторами напряжения дуги.
При сварке на автоматах с независимой от па раметров дуги скоростью подачи проволоки, с регуля торами тоха и электрошлаковой сварке данные способы
регулирования применяются для изменения напряжения
дуги согласно уравнению (99).
§ 5* Классификация электромагнитных схем
сварочных трансформаторов
\
В настоящее время изнестны десятки видов
I'
конструкций трансформаторов для дуговой и шлако вой сварки. Каждая из конструкций имеет свои дос
тоинства и недостатки, поэтоіу нельзя отдать прёд-
почтеяие хаксЙ-либо одной схеме. £ одном конкрет
ном случае выгодней является одна конструкция,» дру гом - другая.
По форме внешней характеристики все трансфер-
82
ыаторы |
делятся на |
следующие |
группы : |
1.Трансформаторы с падающей внешней харак
теристикой, предназначенные для дуговой
сварки.
2.Трансформаторы с пологопадающей характерис
|
тикой, |
предназначенные |
для |
шлаковой |
свар |
||||||||||
|
ки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Универсальные |
сварочные |
трансформаторы, |
по |
|||||||||||
|
зволяющие |
получить |
|
как |
|
падающую, |
|
так |
и |
||||||
|
дологопадающую |
|
внешнюю |
характеристику. |
|
||||||||||
|
Наиболее |
многочисленными |
|
и |
широко |
при |
|||||||||
меняемыми |
|
являются |
|
трансформаторы |
|
первой |
груд |
||||||||
_ды. |
Но |
|
способу |
получения |
падающей |
характерис |
|||||||||
|
|
||||||||||||||
тики |
их |
|
можно |
разделить |
|
на |
две |
подгруппы : |
|||||||
1. Трансформаторы с дросселями . |
|
|
|
|
|
||||||||||
2. |
Трансформаторы |
с |
развитым |
|
магнитным |
рассея |
|||||||||
|
нием. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трансформаторы |
первой |
подгруппы |
|
бывают |
в |
|||||||||
однокорпусном |
и |
двукорпусном |
|
исполнении. |
Кроме |
||||||||||
этого |
по |
|
способу |
их |
|
регулирования |
они |
делят |
|||||||
ся |
на |
|
|
трансформаторы |
с |
дросселями, |
|
имеющими |
|||||||
воздушный |
|
зазор |
в |
|
магнитопроводе |
|
и |
на |
|
||||||
трансформаторы |
с |
дросселями |
|
насыщения. |
|
|
|||||||||
83
Трансформаторы второй подгруппы по способу
регулирования реактивного сопротивления делятся на три основных типа:
1. Трансформаторы с подвижными катушками.
2 . - Трансформаторы с магнитными шунтами..
3. Трансформаторами с вйтковым (ступенчатым)
регулированием.
Глава ІУ. Трансформаторы с дросселями
§ I . Электромагнитные схемы трансформаторов
Как указывалось выше, трансформаторы с дроссе
лями выполняются в двухкорпусном и однокорпусном ис полнении. Ниже будет показано, что основные соотно
шения, характеризующие работу трансформаторов данных
типов, аналогичны. Поэтому в данной главе оба типа трансформаторов рассматриваются параллельно. .
Электромагнитная схема трансформатора с дроссе лями в двухкорпусном исполнении приведена на фиг.20,а. Трансформатор представляет собой обычный понижающий трансформатор с нормальным (малым) рассеянием.
Первичная и вторичная обмотки расположены на обоих стержнях магнитопровода в виде коаксиальных цилиндрических катушек с минимальным расстоянием
84
Фиг.20. *,Принципиальная электрическаяісхема трансформатора с дросе-
(Селем в двухкорпусном испол нении (а) :СТ-сварочный траноформатор; Л.-дроссель; І-пер-
вичная обмотіса; 2-вторичнал обмотка; 3-обыотка дросселя,и сто упрощенная диаграмма (б),
друг от~друга. Поэтому
.. индуктивное сопротивление
трансформатора невелико.
Реактивная катушка
(дроссель),имеющая отдель-
_ ный сердечник,подключает
ся к трансформатору в цепь вторичной обмотет“последов
вателько с другой’ Наличіе^дросселя позволяет полу
чить падающую характеристику й кроме этого регули
ровать режим сварки. По способу регулирования дрос
сели делятся па дроссели с воздушным зазором в маг—
|
|
|
|
85 |
|
|
нитопроводе |
и дроссели насыщения. |
|
|
|||
Из рассмотрения электромагнитной схемы можно |
||||||
сделать |
вывод, что |
для анализа работы данных, тран |
||||
сформаторов |
можно принять |
$и - I, |
Р - о , |
и |
||
Х т = |
0. |
|
|
|
|
|
§ 2. |
Основные |
соотношен и я __ |
|
|
||
Холостой ход. |
При принятом допущении |
- I , |
||||
вторичное напряжение холостого хода согласно урав нению (75) определить из выражения
•' (104)
Напряжение холостого хода в этом случае не за висит от нагрузки и может изменяться только за счет изменения чис'ла витков Щ или .
Величина LU должна быть достаточна для ^•устой чивого зажигания и горения дуги при всех значениях сварочного тока, на которые рассчитан трансформа тор.
Нагъѵзка. |
При принятых допущениях, |
Х г~ О и |
flj. =0 некторная |
диаграмма трансформатора, |
при нагруз |
ке соответствующая упрощенной схеме замещения, будет
иметь |
вид, |
представленный на фиг. 20,6., Величина |
||
также |
мала |
и ѳіо можно |
пренебречь . |
‘ |
|
Поэтому |
основные |
соотношения при нагрузке |
в |
86
трансформаторах данного типа, согласно векторной ди аграмме (фиг. 20,б), имеют вид :
|
|
« IІи і + |
У |
/ |
Х |
/ |
<105) |
J f |
а |
• |
|
|
|
|
(юб) |
Короткое |
замыкание. |
При коротких |
замыканиях |
||||
дуги э.д.с. |
во |
вторичной |
обмотке |
|
трансформатора в |
||
основном уравновешивается падениемнапряжения в дрос
селе. |
Основные соотношения в |
этом случае |
опреде |
|
ляются |
из |
выражений (Ю5) и |
(106) при |
0 1 |
Уу-Зк |
* |
Г |
||
|
|
|||
|
|
ііо^ОкХр |
|
d o * |
|
|
Ар- |
|
(іоа |
|
Такимобразом ток короткого замыкания ограни |
|||
чивается сопротивлением дросселя. |
' |
|||
§3. Особенности трансформаторов с дросселями
воднокорпѵсноы исполнении
Электромагнитная схема трансформатора с дрос
селем в однокорпусном исполнении приведена на
фиг. 21,а. Эта схема была предложена в 1925 году
академиком В.П. Никитиным и предотавляѳт собой объе
динение трансформатора с дросселем в одно целое.
3 7
Трансформатор в этом случае имеет не только элект рическое, но и магнитное соединение с ,црорселем. Верхнее ярмо трансформатора является частью магнит ной системы дросселя. Расположение обмоток трансфор
матора такое не как и при двухкорпусном |
исполнении. |
||
. |
коэффициент |
; |
|
Поэтому |
магнитной связи |
|
|
_первичной |
и вторичной |
обмотками близок |
к единице, |
т.к. рассеяние в трансформаторе невелико.
Верхнее ярмо дросселя имеет воздушный зазор^пѳ-'
этому магнитные потоки, создаваемые первичной и вто- •
ричной обмотками [трансформатора. .замыкаются через “среднее и “ниднее*“ярмо. и только незначительная часть
этих потоков ответвляется в верхнее ярмо , на кото
ром расположена реактивная обмотка.
С другой стороны поток реактивной обмотки замы кается большей частью через среднее ярмо и только
незначительная часть его черев нижнее .
Та часть потока трансформатора,которая ответ вляется в верхнее ярмо, индуктирует в реактивной обмотке э.д.с. Еро » которая в зависимости от спо
соба последовательного соединения реактивной обмотки
со |
вторичной может совпадать по фазе и складываться |
|||
о э.д.с. во вторичной обмотке или будет направлена |
||||
ей |
навстречу. В |
соотвётствци с этим различают тран |
||
сформаторы этого |
типа |
с |
согласным, или встречным |
|
.включением реактивной |
и |
вторичной обмоток. |
||