2.5. Классификация электромагнитных схем сварочных трансформаторов

Электрическая схема трансформатора характеризует конструкцию сердечника, взаимное расположение обмоток и схему их включения. Эта схема определяет электрическую и магнитную связь, характер взаимодействия между обмотками трансформатора. В соответствии с этим и способом настройки на режим сварки различают две основные принципиальные электромагнитные схемы сварочных трансформаторов.

Первая группа - трансформаторы с нормальным (малым) рассеянием и дополнительной реактивной катушкой - реактором (дросселем).

Вторая группа - трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием.

Внутри каждой группы сварочные трансформаторы классифицируются по виду конструкции и способам настройки режима.

К первой группе относятся:

Сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в комбинации с реактивной катушкой - реактор в однокорпусном исполнении. Такие трансформаторы имеют с реактором общий магнитопровод. В этом случае между реактивной обмоткой и обмоткой трансформатора существует не только электрическая, но и магнитная связь. Коэффициент магнитной связи между обмотками трансформатора и реактивной катушкой 0< К_м < 1. Настройка режима в таких трансформаторах осуществляется плавным изменением воздушного зазора в сердечники реактивной катушки.

Сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и отдельной реактивной катушкой в двух корпусном исполнении. В этом типе трансформаторов реактивная катушка - реактор имеет отдельный сердечник и выполняется в отдельном корпусе. Между обмотками реактора и трансформатора существует только электрическая связь. Коэффициент магнитной связи в этом случае К_м = 0. Один из вариантов конструкции реактора предусматривает возможность плавного изменения магнитного сопротивления сердечника путем изменения воздушного зазора в нем. Благодаря перемещению подвижного пакета между неподвижной и подвижной частями магнитопровода изменяется величина воздушного зазора, что приводит к изменению индуктивного сопротивления реактора (см. рис.2.6,б). В качестве отдельной реактивной катушки чаще всего используется реактор насыщения, сердечник которого не имеет подвижных частей и воздушного зазора. Магнитное сопротивление в нем изменяется путем подмагничивания сердечника специальной обмоткой, питаемой постоянным током. При подмагничивании постоянным током изменяется магнитная проницаемость и степень намагничивания сердечника. Это приводит к изменению индуктивного сопротивления реактора.

Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом. Трансформаторы этого типа выполняются с неподвижными обмотками, размещенными на одном или двух разных стержнях на соответствующем расстоянии друг от друга с целью обеспечения требуемого рассеяния. Между обмотками располагаются подвижные магнитные шунты, перемещением которых изменяют поток рассеяния и производят настройку режима. Плавное изменение потока магнитного рассеяния (путем перемещения магнитных шунтов) сочетается со ступенчатым (2 – 3 ступени) секционированием вторичной обмотки трансформатора.

Сварочные трансформаторы с неподвижным подмагничиваемым шунтом. Принцип работы этого трансформатора аналогичен предыдущему. Отличие заключается в способе изменения величины магнитного сопротивления потока рассеяния, за счет изменения тока в обмотке подмагничивания расположенной на неподвижном шунте.

Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижными обмотками. Одна или обе обмотки трансформатора выполняются подвижными. В некоторых конструкциях для усиления потока рассеяния между обмотками размещены неподвижные магнитные шунты. Настройка на заданный режим осуществляется путем плавного перемещения подвижных обмоток , которая может сочетаться со ступенчатым секционированием вторичной обмотки.

Сварочные трансформаторы с ярмовым рассеянием имеют фиксированное индуктивное сопротивление благодаря неподвижному расположению первичной и вторичной обмоток на разных стержнях сердечника. Настройка режима осуществляется за счет дополнительной обмотки выполненной сварочным кабелем поверх основной обмотки трансформатора, которая является дополнительным индуктивным сопротивлением . При этом напряжение холостого хода трансформатора несколько возрастает.

Сварочные трансформаторы с тиристорным коммутатором. Их часто называют “тиристорные трансформаторы.” Они имеют фиксированное индуктивное сопротивление за счет расположения первичной и вторичной обмоток на различных стержнях сердечника. Настройка режима осуществляется путем изменения угла включения тиристоров , которые могут включаться как в первичную, так и во вторичную цепь. При такой настройке трансформатора наблюдаются значительные перерывы в горении дуги. Для обеспечения непрерывности горения дуги используют различные способы , обеспечивающие надежное повторное возбуждение дуги. В зависимости от этого различают “тиристорные трансформаторы” с прерывистым питанием дуги и - с подпиткой дуги.