31 Зварювальні трансформатори з нормальним розсіюванням і окремим реактором

Трансформатори цiєї групи в теперiшнiй час не випускаються, однак значна кiлькiсть їх ще знаходиться в експлуатацiї. Найбiльш поширеним є трансформатор із вбудованою реактивною (дросельною) котушкою на загальному магнiтному осердi. Магнiтна система складається з двох зв’язаних загальним середнiм ярмом осердь - основного i допомiжного. На основному осердi розмiщенi первинна вторинна обмотки, а на додатковому з рухомим пакетом - реактивна котушка, що послiдовно з’єднана з вторинною обмоткою трансформатора. Кількість виткiв вторинної обмотки значно менша, ніж у первинній, тобто трансформатор знижує напругу мережi до рівня необхiдного при зварюваннi. Магнiтний зв’язок мiж первинною i вторинною обмотками максимальний, тобто коефiцiент магнiтного зв’язку К_ близький до одиницi. Для зменшення розсiяння котушки вторинної обмотки розташовують концентрично поверх котушок первинної обмотки. Магнiтний зв’язок мiж обмотками трансформатора i реактивною обмотокою значно слабший, оскільки остання розташована на додатковому осердi.

Трансформатори з окремою реактивною обмоткою мають двокорпусне виконання: власне трансформатор з магнiтопроводом стрижневого типу-1 i реактивна обмотка - дросель-4, мiж яким iснує тiльки електричний зв’язок (рис.2.6). На кожному стрижнi розташована котушка первинної обмотки-2, а поверх її котушка вторинної обмотки- 3 , вiдповiдно iндуктивний опiр трансформатора невеликий, i його зовнiшнi характеристики жорсткi. Дросельна обмотка має великий iндуктивний опiр, що сприяє отриманню спадної зовнiшньої характеристики на зварювальному посту. Так само як i в трансформаторах із вбудованою реактивною обмоткою на загальному магнiтному осердi, в дроселi трансформатора двокорпусного виконання є рухомий пакет-5, який за допомогою приводу-6 може перемiщуватись i змiнювати повiтряний зазор «». Зi зміною величини «» в магнiтному колi вiдбувається змiна його iндуктивного опору i, отже, зварювального струму. Недолiком трансформаторiв з дроселями, якi мають рухомі магнiтнi пакети, є велика їх вібрацiя при роботi в режимi навантаження. Це порушує стабiльнiсть режиму зварювання i робить трансформатори ненадiйними в експлуатацiї. У трансформаторах з окремою реактивною котушкою замiсть дросельної обмотки можна застосовувати дросель насичення (ДН). Вiн не має рухомих частин, бiльш надiйний в роботi i довговiчніший, може мати дистанцiйне керування. Крiм того, дросель насичення забезпечує велику швидкiсть наростання струму на початку кожного перiоду, що сприяє покращенню стiйкостi процесу зварювання. До недолiкiв дроселя можна вiднести велику вагу активних матерiалiв i значнi втрати електроенергiї.

Робота трансформатора

Неробочий хiд

Потiк Ф₀₁, який створюється намагнiчувальною силою первинної обмотки, замикається в основному через середнє ярмо у виглядi потоку Ф_0С i частково через верхнє ярмо у виглядi Ф_0В. Потiк Ф₀₁ взаємодiє з витками первинної W₁ i вторинної W₂ обмоток, наводить в них ЕРС Е₁ i Е₂₀. ЕРС Е₁ виражається рiвнянням (4.1) i зрiвноважується прикладеною напругою мережi U₁.

Е₁=4,44fW₁Ф₀₁=U₁ (4.1)

E₂₀=4,44fW₂Ф₀₁

Напруга неробочого ходу трансформатора залежить вiд способу увімкнення вторинної i реактивної обмоток («-» - зустрiчне,«+» - узгоджене), а також вiд величини коефiцiенту магнiтного зв’язку. Найменше значення U₂₀ може бути досягнене при зустрiчному ввімкненні W₂ i W_Р i при максимальному повiтряному зазорi у верхньому ярмі магнiтопроводу.

Коротке замикання

При замиканнi електрода на виробi U_ДЖР=U_Д=0

Спадна вольт-амперна характеристика в трансформаторi з нормальним розсiянням створюється за рахунок включення в коло його вторинної обмотки дросельної котушки (реактивної обмотки) з великим iндуктивним опором. Крутизна спадання ВАХ визначається також величиною Х_Р.

У трансформаторах з окремою реактивною обмоткою дросельна котушка має з трансформатором тiльки електричний зв’язок, i тому коефiцiент магнiтного зв’язку трансформатора з реактивною котушкою дорiвнює нулю. При аналiзi роботи такого трансформатора можуть бути використанi рiвняння роботи трансформаторiв iз вбудованою реактивною котушкою на загальному магнiтному осердi. Для цього в рiвняннях, якi характеризують режим роботи на неробочому ходi (4.2)-(4.5) i при навантаженнi (4.6)-(4.11), коефiцiенти магнiтного зв’язку К_1-Р i К_Т-Р потрібно прирiвняти до нуля.