Класификација и уређај трансформатора за заваривање

Трансформатор за заваривање садржи трафо и уређај за контролу струје заваривања.

У трансформаторима за заваривање, због потребе за великим фазним помаком напона и струје да би се обезбедило стабилно паљење лука наизменичне струје када је поларитет обрнут, потребно је обезбедити повећан индуктивни отпор секундарног кола.

Са повећањем индуктивног отпора повећава се и нагиб спољашње статичке карактеристике извора напајања завареног лука у његовом радном пресеку, чиме се обезбеђује да се карактеристике пада добију у складу са захтевима за укупну стабилност „извора струје – лука. „систем .

У пројектовању трансформатора за заваривање у првој половини 20. века коришћени су трансформатори са нормалном дисипацијом магнетног поља у комбинацији са одвојеним или комбинованим пригушницама. Струја се контролише мењањем ваздушног јаза у магнетном колу индуктора.

У савременим трансформаторима за заваривање, који се производе од 1960-их, ови захтеви се испуњавају повећањем дисипације магнетног поља.

Трансформатор као објекат Електротехника има еквивалентно коло које садржи активни и индуктивни отпор.

За трансформаторе за заваривање који раде у режиму оптерећења, потрошња енергије је за ред величине већа од губитака у празном ходу, стога, када раде под оптерећењем, ова шема се може занемарити.

Пиринач. 1. Класификација трансформатора за заваривање

За типично коло трансформатора, главни губитак магнетног поља на путу од примарног до секундарног намотаја се јавља између језгара магнетног кола.

Дисипација магнетног поља се контролише променом геометрије ваздушног зазора између примарног и секундарног намотаја (покретни калемови, покретни шантови), координисаном променом броја завоја примарног и секундарног намотаја, променом магнетног намотаја. пропустљивост између језгара магнетног кола (магнетизовани шант).

Приликом разматрања поједностављеног дијаграма трансформатора са распоређеним намотајима, могуће је добити зависност индуктивног отпора од главних параметара трансформатора.

Рм је отпор дуж путање лутајућег магнетног флукса, ε је релативни померај калемова, В је број завоја калема.

Затим струја у секундарном колу:

Бесконачно варијабилни распон модерних трансформатора за заваривање: 1: 3; 1: 4.

Многи трансформатори за заваривање имају контролу корака - пребацивање примарних и секундарних намотаја у паралелну или серијску везу.

И = К / В2

Савремени трансформатори за заваривање како би се смањила тежина и трошкови фазе великих струја, напон отвореног кола је смањен.

Заварени трансформатори са покретним калемовима

Пиринач. 2. Уређај трансформатора за заваривање са покретним намотајима: када су намотаји потпуно померени, струја заваривања је максимална, када су намотаји раздвојени, минимална.

Ова шема се такође користи у исправљачима за заваривање подесивих трансформатора.

Пиринач. 3. Дизајн трансформатора са покретним намотајима: 1 — водећи вијак, 2 — магнетно коло, 3 — водећа матица, 4,5 — секундарни и примарни намотаји, 6 — ручка.

Заваривање мобилних шант трансформатора

Пиринач. 4. Уређај трансформатора за заваривање са покретним шантом

У овом случају, регулација флукса цурења магнетног поља врши се променом дужине и пресека елемената магнетне путање између шипки магнетног кола. Јер магнетна пермеабилност гвожђе је два реда величине веће од пропустљивости ваздуха; када се магнетни шант помера, магнетни отпор струје цурења која пролази кроз ваздух се мења. Са потпуно уметнутим шантом, таласни облик струје цурења и индуктивни отпор одређују се ваздушним празнинама између магнетног кола и шанта.

Тренутно се трансформатори за заваривање према овој шеми производе за индустријске и кућне сврхе, а таква шема се користи при заваривању исправљача подесивих трансформатора.

Трансформатор за заваривање ТДМ500-С

Трансформатори за заваривање са секционим намотајем

То су монтажни и кућни трансформатори произведени пре 60, 70, 80 година.

Постоји неколико фаза регулације броја завоја примарног и секундарног намотаја.

Фиксни трансформатори за заваривање

Пиринач. 4. Уређај трансформатора за заваривање са фиксним магнетним шантом

За контролу се користи падајући одсек, тј. рад језгра шанта у режиму засићења. Пошто је магнетни флукс који пролази кроз шант променљив, радна тачка се бира тако да не излази ван гране која пада магнетна пермеабилност.

Како се засићење магнетног кола повећава, магнетна пропустљивост шанта се смањује, сходно томе, струја цурења, повећава се индуктивни отпор трансформатора, а као резултат, струја заваривања се смањује.

Пошто је регулација електрична, могуће је даљинско управљање напајањем. Још једна предност кола је одсуство покретних делова, јер електромагнетна контрола омогућава да се поједностави и олакша дизајн енергетских трансформатора. Електромагнетне силе су пропорционалне квадрату струје, тако да при великим струјама долази до проблема са подупирањем покретних делова. Трансформатори овог типа произведени су 70-их и 80-их година 20. века.

Тиристорски трансформатори за заваривање

Пиринач. 5. Уређај тиристорски трансформатор за заваривање

Принцип регулације напона и струје тиристори на основу фазног померања тиристорске рупе у полупериоду његовог директног поларитета. Истовремено се мења просечна вредност исправљеног напона и, сходно томе, струја за пола циклуса.

За регулацију једнофазне мреже потребна су вам два супротно повезана тиристора, а регулација мора бити симетрична.Тиристорски трансформатори имају круту спољашњу статичку карактеристику која се контролише излазним напоном помоћу тиристора.

Тиристори су погодни за регулацију напона и струје у наизменичним колима јер се аутоматски затварају када се поларитет промени.

У ДЦ колима се обично користе резонантна кола са индуктивношћу за затварање тиристора, што је тешко и скупо и ограничава могућности регулације.

У круговима тиристорских трансформатора, тиристори се уграђују у коло примарног намотаја из два разлога:

1. Пошто су секундарне струје извора напајања за заваривање много веће од максималне струје тиристора (до 800 А).

2. Већа ефикасност, пошто су губици пада напона у отвореним вентилима у првој петљи неколико пута мањи од радног напона.

Поред тога, индуктивност трансформатора у овом случају обезбеђује веће изглађивање исправљене струје него у случају уградње тиристора у секундарно коло.

Сви модерни трансформатори за заваривање су направљени од алуминијумских намотаја. За поузданост, бакарне траке су хладно заварене на крајевима.

Пиринач. 6. Блок шема тиристорског трансформатора: Т — трофазни опадајући трансформатор, КВ — преклопни вентили (тиристори), БФУ — уређај за контролу фазе, БЗ — блок задатака.

Пиринач. 7. Дијаграм напона: φ- угао (фаза) укључивања тиристора.

Од 1980-их, већина трансформатора за заваривање је направљена од хладно ваљаног трансформаторског гвожђа. Ово даје 1,5 пута већу индукцију и мању тежину магнетног кола.