Трансформаторы с подвижными обмотками

Трансформаторы такого рода могут выполняться с магнитопроводами броневого (рис. 4.5а, б, в) и стержневого (рис. 4.5г, д ) типов. Обмотки броневого трансформатора бывают цилиндрическими или дисковыми, обмотки стержневого трансформатора, как правило, только дисковыми. Развитое магнитное рассеяние трансформаторов достигается за счёт развитой проводимости между стержнями магнитной системы и расположением первичной 1 и вторичной 2 обмоток вдоль стержней 3 магнитопровода на некотором расстоянии друг от друга (рис. 4.5). Одна из обмоток трансформатора, обычно сетевая, выполняется неподвижной, другая – подвижной. Перемещение подвижной обмотки осуществляется ходовым винтом. При сближении обмоток индуктивность рассеяния уменьшается, что приводит к увеличению сварочного тока. На таком принципе построено большинство выпускаемых в настоящее время сварочных трансформаторов (типов ТС на токи от 120 до 500 А, ТКС и ТД на токи от 300 до 500 А).

Установлено, что все известные модификации трансформаторов броневого типа уступают по удельным расходам активных материалов и по КПД трансформаторам стержневого типа. Поэтому трансформаторы стержневой конструкции (рис. 4.5г) получили наибольшее распространение в сварочных агрегатах. Следует отметить, что сварочный ток изменяется примерно в обратной зависимости от расстояния между обмотками и при большом их раздвижении эффективность регулирования тока снижается. Для расширения пределов изменения тока применяется плавно-ступенчатое регулирование (рис. 4.6) путём одновременного переключения числа витков сетевой и вентильной обмоток. Трансформаторы типов ТД-303 и ТД-504 с таким регулированием имеют переключатель диапазонов, при помощи которого катушки обеих обмоток переключаются с параллельного соединения на последовательное (рис. 4.6а), что даёт два диапазона изменения сварочного тока. Например, трансформатор ТД-504 позволяет регулировать сварочный ток от 240 до 750 А и от 75 до 240 А. Номинальное вторичное напряжение равно 30В, номинальный ток 500 А. Регулировочные характеристики трансформатора для двух ступеней регулирования приведены на рис. 4.6г (кривые 1 и 2). Для уменьшения высоты магнитопровода, массы и габаритов трансформатора используется также схема (рис. 4.6б) с частичным отключением витков катушки первичной обмотки при переходе с параллельного их соединения на последовательное. Напряжение холостого хода в диапазоне малых токов повышается, что благоприятно сказывается на стабильности горения дуги. Регулировочные характеристики 1 и 3 (рис. 4.6г) соответствуют схеме трансформатора с частичным отключением витков.

На рис. 4.6в приведена схема трансформатора, в котором катушки сетевой обмотки включены последовательно. Катушки вентильной обмотки на ступени больших токов включены параллельно, а при переходе на ступень малых токов одна катушка вентильной обмотки отключается. При этом индуктивное сопротивление трансформатора изменяется примерно в два раза.

Для расширения пределов регулирования тока в отдельных конструкциях трансформаторов наряду с подвижной обмоткой используются магнитные шунты 4, 5 (рис. 4.5б).

При уменьшении зазора между шунтами сварочный ток понижается. На этом принципе устроены трансформаторы типа СТШ на токи 250, 300 и 500 А, предназначенные для дуговой ручной сварки и автоматической сварки под флюсом.

Трансформаторы с магнитным шунтом, подмагничиваемым постоянным током (рис. 4.7), имеют между основной 2 и дополнительной 3 частями вентильных обмоток магнитный шунт 6 с подмагничивающей обмоткой управления 5. Сетевая обмотка 4 расположена у верхнего ярма 1.

Изменяя ток в обмотке 5, можно регулировать индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора. Подобную конструкцию имеют трансформаторы ТДФЯ-1001 и ТДФ-1601 (соответственно на токи 1000 и 1600А при ПВ_ном=100%) для автоматической сварки под флюсом. Для плавного изменения тока подмагничивания обмотка 5 питается от однофазного тиристорного выпрямителя.