Metināšanas transformatoru klasifikācija un ierīce
Metināšanas transformators satur strāvas transformators un metināšanas strāvas kontroles ierīce.
Metināšanas transformatoros, ņemot vērā nepieciešamību pēc lielas sprieguma un strāvas fāzes nobīdes, lai nodrošinātu stabilu maiņstrāvas loka aizdegšanos, kad polaritāte ir apgriezta, ir jānodrošina paaugstināta sekundārās ķēdes induktīvā pretestība.
Palielinoties induktīvajai pretestībai, palielinās arī metināšanas loka strāvas avota ārējā statiskā raksturlieluma slīpums tā darba daļā, kas nodrošina kritiena raksturlielumu iegūšanu atbilstoši "barošanas avota - loka" kopējās stabilitātes prasībām. "sistēma.
Metināšanas transformatoru projektēšanā 20. gadsimta pirmajā pusē tika izmantoti transformatori ar normālu magnētiskā lauka izkliedi kombinācijā ar atsevišķu vai kombinētu droseli. Strāvu kontrolē, mainot gaisa spraugu induktora magnētiskajā ķēdē.
Mūsdienu metināšanas transformatoros, kas ražoti kopš pagājušā gadsimta 60. gadiem, šīs prasības tiek izpildītas, palielinot magnētiskā lauka izkliedi.
Transformators kā objekts elektrotehnika ir līdzvērtīga ķēde, kas satur aktīvo un induktīvo pretestību.
Metināšanas transformatoriem, kas darbojas slodzes režīmā, enerģijas patēriņš ir par lielumu lielāks nekā tukšgaitas zudumi, tāpēc, strādājot zem slodzes, šo shēmu var neievērot.
Rīsi. 1. Metināšanas transformatoru klasifikācija
Tipiskai transformatora ķēdei galvenais magnētiskā lauka zudums ceļā no primārā uz sekundāro tinumu notiek starp magnētiskās ķēdes serdeņiem.
Magnētiskā lauka izkliede tiek kontrolēta, mainot gaisa spraugas ģeometriju starp primāro un sekundāro tinumu (kustīgas spoles, kustīgie šunti), koordinēti mainot primārā un sekundārā tinuma apgriezienu skaitu, mainot magnētisko. caurlaidība starp magnētiskās ķēdes serdeņiem (magnetizēts šunts).
Apsverot vienkāršotu transformatora diagrammu ar sadalītiem tinumiem, ir iespējams iegūt induktīvās pretestības atkarību no transformatora galvenajiem parametriem
Rm ir pretestība pa izkliedētās magnētiskās plūsmas ceļu, ε ir spoļu relatīvais pārvietojums, W ir spoļu apgriezienu skaits.
Tad strāva sekundārajā ķēdē:
Bezgalīgi mainīgs moderno metināšanas transformatoru klāsts: 1: 3; 1:4.
Daudziem metināšanas transformatoriem ir pakāpju vadība — gan primārā, gan sekundārā tinuma pārslēgšana uz paralēlo vai virknes savienojumu.
I = K / W2
Mūsdienu metināšanas transformatori, lai samazinātu lielu strāvu posmu svaru un izmaksas, tiek samazināts atvērtās ķēdes spriegums.
Metināti transformatori ar kustīgām spolēm
Rīsi. 2. Metināšanas transformatora ierīce ar kustīgiem tinumiem: kad tinumi ir pilnībā nobīdīti, metināšanas strāva ir maksimālā, tinumus atdalot, tā ir minimāla.
Šo shēmu izmanto arī regulējamo transformatoru metināšanas taisngriežos.
Rīsi. 3. Transformatora ar kustīgiem tinumiem konstrukcija: 1 — vadošā skrūve, 2 — magnētiskā ķēde, 3 — vadošais uzgrieznis, 4,5 — sekundārie un primārie tinumi, 6 — rokturis.
Mobilo šunta transformatoru metināšana
Rīsi. 4. Metināšanas transformatora iekārta ar kustīgu šuntu
Šajā gadījumā magnētiskā lauka noplūdes plūsmas regulēšana tiek veikta, mainot magnētiskā ceļa elementu garumu un šķērsgriezumu starp magnētiskās ķēdes stieņiem. Jo magnētiskā caurlaidība dzelzs ir par divām kārtām lielāka par gaisa caurlaidību; magnētiskajam šuntam pārvietojoties, mainās caur gaisu ejošās noplūdes strāvas magnētiskā pretestība. Ar pilnībā ievietotu šuntu noplūdes strāvas viļņu formu un induktīvo pretestību nosaka gaisa spraugas starp magnētisko ķēdi un šuntu.
Pašlaik metināšanas transformatori saskaņā ar šo shēmu tiek ražoti rūpnieciskiem un sadzīves mērķiem, un šāda shēma tiek izmantota, metinot regulējamo transformatoru taisngriežus.
Metināšanas transformators TDM500-S
Metināšanas transformatori ar sekciju tinumu
Tie ir montāžas un sadzīves transformatori, kas ražoti pirms 60, 70, 80 gadiem.
Primārā un sekundārā tinuma apgriezienu skaita regulēšanai ir vairāki posmi.
Fiksētie šunta metināšanas transformatori
Rīsi. 4. Metināšanas transformatora iekārta ar fiksētu magnētisko šuntu
Kontrolei izmanto krītošu posmu, t.i. šunta kodola darbība piesātinājuma režīmā. Tā kā magnētiskā plūsma, kas iet caur šuntu, ir mainīga, darbības punkts tiek izvēlēts tā, lai tas neizietu ārpus krītošā zara magnētiskā caurlaidība.
Palielinoties magnētiskās ķēdes piesātinājumam, šunta magnētiskā caurlaidība samazinās, attiecīgi palielinās noplūdes strāva, transformatora induktīvā pretestība, kā rezultātā samazinās metināšanas strāva.
Tā kā regulēšana ir elektriska, ir iespējama barošanas avota tālvadība. Vēl viena ķēdes priekšrocība ir kustīgu daļu neesamība, jo elektromagnētiskā vadība ļauj vienkāršot un atvieglot jaudas transformatoru konstrukciju. Elektromagnētiskie spēki ir proporcionāli strāvas kvadrātam, tāpēc pie lielām strāvām rodas problēmas ar kustīgo daļu atbalstīšanu. Šāda veida transformatori tika ražoti 20. gadsimta 70. un 80. gados.
Tiristoru metināšanas transformatori
Rīsi. 5. Ierīces tiristoru metināšanas transformators
Sprieguma un strāvas regulēšanas princips tiristori pamatojoties uz tiristora cauruma fāzes nobīdi tās tiešās polaritātes pusperiodā. Tajā pašā laikā mainās rektificētā sprieguma vidējā vērtība un attiecīgi strāva pusciklam.
Lai nodrošinātu vienfāzes tīkla regulēšanu, ir nepieciešami divi pretēji savienoti tiristori, un regulējumam jābūt simetriskam.Tiristoru transformatoriem ir stingrs ārējais statiskais raksturlielums, ko kontrolē izejas spriegums, izmantojot tiristorus.
Tiristori ir ērti sprieguma un strāvas regulēšanai maiņstrāvas ķēdēs, jo tie automātiski aizveras, mainot polaritāti.
Līdzstrāvas ķēdēs tiristoru slēgšanai parasti izmanto rezonanses ķēdes ar induktivitāti, kas ir sarežģīti un dārgi un ierobežo regulēšanas iespējas.
Tiristoru transformatoru ķēdēs tiristori tiek uzstādīti primārā tinuma ķēdē divu iemeslu dēļ:
1. Jo metināšanas strāvas avotu sekundārās strāvas ir daudz lielākas par tiristora maksimālo strāvu (līdz 800 A).
2. Augstāka efektivitāte, jo sprieguma krituma zudumi atvērtajos vārstos pirmajā cilpā ir vairākas reizes mazāki par darba spriegumu.
Turklāt transformatora induktivitāte šajā gadījumā nodrošina lielāku taisnās strāvas izlīdzināšanu nekā tiristoru uzstādīšanas gadījumā sekundārajā ķēdē.
Visi mūsdienu metināšanas transformatori ir izgatavoti ar alumīnija tinumiem. Lai nodrošinātu uzticamību, vara sloksnes galos ir auksti metinātas.
Rīsi. 6. Tiristoru transformatora blokshēma: T — trīsfāzu pazeminošais transformators, KV — komutācijas vārsti (tiristori), BFU — fāzes vadības ierīce, BZ — uzdevumu bloks.
Rīsi. 7. Sprieguma diagramma: φ- tiristoru ieslēgšanas leņķis (fāze).
Kopš 1980. gadiem lielākā daļa metināšanas transformatoru ir izgatavoti no auksti velmēta transformatora dzelzs. Tas nodrošina 1,5 reizes lielāku indukciju un mazāku magnētiskās ķēdes svaru.