Промышленная электротехнология

Из уравнения (6.3) при RL X L получаем

I2 U2 Uд . jX L

При коротком замыкании, когда Uд 0, имеем

I2 к U2 . jX L

Зависимость сварочного тока I2 от регулируемого воздушного зазора приведена на рис. 6.11.

При lв 0 имеем I2 I2 min , так как магнитный поток в сердеч-

нике дросселя максимальный, то ЭДС самоиндукции тоже максимальна. Индуктивное сопротивление дросселя максимальное:

X L L 2 f 2S , lв

так как магнитная проницаемость всего сердечника дросселя

максимальна в связи с тем, что на пути магнитного потока Ф в сердечнике дросселя нет воздушного зазора. При lв lв max имеем

min , X X Lmin и I2 I2 max .

Существенным недостатком дросселя с регулируемым воздушным зазором является вибрация подвижного пакета. Это влияет на устойчивость процесса сварки, особенно при малых сварочных токах. Из-за значительных эксплуатационных недостатков и низких технико-эко- номических показателей источники с отдельным дросселем сняты спроизводства, но имеютсявэксплуатации нарядепредприятий.

Трансформатор со встроенным дросселем

Трансформатор со встроенным дросселем относится к трансформаторам с нормальным магнитным рассеянием и реактивной обмот-

91

ЭДС во вторичной цепи складывается из ЭДС обмоток II и IIк:

E2 EII EIIк CII Ф CIIк Ф.

В режиме нагрузки магнитный поток трансформатора создается током первичной обмотки, а также током, протекающим во вторичной и реактивной обмотках.

Потоки в отдельных стержнях равны:

ФА Ф Фк;ФB Ф Фк;ФC Ф Фк

и соответственно ЭДС

EII CII Ф Фк ,

EIIк CIIк Ф Фк ,

напряжение на дуговом промежутке

Uд E2 I2Z2 CII Ф Фк CIIк Ф Фк I2 ZII ZIIк . (6.4)

При изменениях режима нагрузки Ф нижней части магнитопровода существенно измениться не может, ввиду наличия включенной в сеть первичной обмотки. Вследствие этого напряжение на дуговом промежутке с изменением нагрузки будет зависеть от второго

итретьего членов формулы (6.4).

Сповышением тока нагрузки Фк возрастает, значение выраже-

ния CIIк Ф Фк уменьшается и может стать отрицательным. Значение выражения I2 ZII ZIIк увеличивается с ростом тока.

Таким образом, с повышением тока нагрузки Uд резко падает, что

и является необходимым для сварочного аппарата.

Регулирование тока I2 осуществляется плавным изменением величины зазора lв. Регулировочные и внешние характеристики трансформатора приведены соответственно на рис. 6.12 и рис. 6.13.

93

Трансформатор Т выполняет следующие функции:

1)формирует падающую внешнюю характеристику;

2)создает условия для устойчивого горения дуги.

3)служит для плавного регулирования сварочного тока в широком диапазоне.

В результате дальнейшего развития общей схемы трансформатора был создан комбинированный трансформатор (рис. 6.15), имеющий увеличенное индуктивное сопротивление, за счет которого достигается главным образом ограничение тока короткого замыкания,

ивнешняя характеристика приобретает крутопадающую форму.

Средний сердечник трансформатора ПП подвижный и имеет воздушные зазоры. При нагрузке через средний подвижный сердечник с большим магнитным сопротивлением замыкается почти весь поток рассеяния трансформатора. Реактивное действие обмотки II уве-

личивается. Поток Фs , проходящий через воздушные зазоры и сред-

ний стержень, который в данном случае является магнитным шунтом, представляет собой геометрическую сумму потоков рассеяния от основной и вспомогательной цепи. При изменении нагрузки ве-

личины Ф2 и Фs также изменяются (рис. 6.16), в то время как в основном магнитопроводе поток Фс остается почти без изменения. При коротком замыкании поток Фс почти полностью является по-

95

I

I2

I1

Положение

шунта

выдвинут вдвинут Рис. 6.18. Регулировочная характеристика трансформатора

К достоинствам такого типа трансформатора следует отнести простоту устройства механизма перемещения подвижного пакета, а также более низкие вибрация и шум при сварке на малых токах.

Трансформатор с подвижными катушками обмоток

Катушки обмоток сварочного трансформатора с подвижными катушками обмоток (рис. 6.19) расположены иначе, чем у обычного силового трансформатора.

У данного трансформатора первичные и вторичные обмотки разделены на две равные части каждая. Катушки одной обмотки могут быть закреплены, а катушки другой обмотки могут с помощью специального ходового винта перемещаться вдоль боковых стержней сердечника в пределах расстояния h.

Увеличенные магнитные потоки рассеяния вызывают появление во вторичной обмотке трансформатора реактивных ЭДС. С увеличением сварочного тока магнитные потоки рассеяния возрастают, реактивная ЭДС увеличивается и вторичное напряжение падает:

e W ddФt ;

U 4,44 f WФ.

97

Рис. 6.19. Сварочный трансформатор с подвижными катушками обмоток

Сумма резистивных сопротивлений обмоток трансформатора пренебрежимо мала по сравнению с суммой индуктивных сопротивлений. Следовательно, при коротком замыкании

I2к U1W1 .

W2 X1 X2

Из этого выражения видно, что сварочный ток трансформатора с усиленными полями рассеяния можно регулировать за счет изменения следующих величин:

1)подводимого к первичной обмотке напряжения U1 ;

2)числа витков обмоток;

3)индуктивных сопротивлений обмоток.

У рассматриваемых трансформаторов регулирование сварочного тока комбинированное: ступенчатое и плавное. Ступенчатое регулирование (рис. 6.20) осуществляется переключением катушек об-

98

моток с параллельного на последовательное. Ступенчатое регулирование производится барабанным переключателем при отключенной нагрузке. Плавное регулирование сварочного тока в пределах установленной ступени осуществляется изменением расстояния между катушками обмоток. Внешние и регулировочные характеристики представлены на рис. 6.21 и рис. 6.22.