Klassifisering og enhet av sveisetransformatorer

Sveisetransformator inneholder krafttransformator og sveisestrømkontrollanordning.

I sveisetransformatorer, på grunn av behovet for en stor faseforskyvning av spenning og strøm for å sikre stabil tenning av vekselstrømbuen når polariteten er reversert, er det nødvendig å gi en økt induktiv motstand av sekundærkretsen.

Etter hvert som den induktive motstanden øker, øker også hellingen til den eksterne statiske karakteristikken til sveisebuekraftkilden i dens arbeidsseksjon, noe som sikrer at fallkarakteristikkene oppnås i samsvar med kravene til den generelle stabiliteten til "strømkilden - buen "system.

Ved utformingen av sveisetransformatorer i første halvdel av 1900-tallet ble transformatorer med normal spredning av magnetfeltet brukt i kombinasjon med en separat eller kombinert choke. Strømmen styres ved å variere luftgapet i induktorens magnetiske krets.

I moderne sveisetransformatorer, som har blitt produsert siden 1960-tallet, oppfylles disse kravene ved å øke spredningen av magnetfeltet.

Transformator som et objekt elektroteknikk har en ekvivalent krets som inneholder aktiv og induktiv motstand.

For sveisetransformatorer som opererer i belastningsmodus, er strømforbruket en størrelsesorden større enn tomgangstapene, og derfor kan denne ordningen neglisjeres ved drift under belastning.

Ris. 1. Klassifisering av sveisetransformatorer

For en typisk transformatorkrets oppstår hovedmagnetfelttapet på banen fra primær- til sekundærviklingen mellom kjernene i magnetkretsen.

Dissipasjonen av magnetfeltet kontrolleres ved å endre geometrien til luftgapet mellom primær- og sekundærviklingene (bevegelige spoler, bevegelige shunter), ved en koordinert endring i antall omdreininger til primær- og sekundærviklingene, ved å endre den magnetiske permeabilitet mellom kjerner i den magnetiske kretsen (magnetisert shunt).

Når du vurderer et forenklet diagram av en transformator med distribuerte viklinger, er det mulig å oppnå avhengigheten av den induktive motstanden på transformatorens hovedparametre

Rm er motstanden langs banen til den strømagnetiske fluksen, ε er den relative forskyvningen av spolene, W er antall vindinger av spolene.

Så strømmen i sekundærkretsen:

Uendelig variabelt utvalg av moderne sveisetransformatorer: 1:3; 1:4.

Mange sveisetransformatorer har trinnkontroll - bytter både primær- og sekundærviklingene til parallell- eller seriekobling.

I = K / W2

Moderne sveisetransformatorer for å redusere vekten og kostnadene for scenen med høye strømmer, er spenningen til den åpne kretsen redusert.

Sveisede transformatorer med bevegelige spoler

Ris. 2. Enheten til en sveisetransformator med bevegelige viklinger: når viklingene er helt forskjøvet, er sveisestrømmen maksimal, når viklingene er atskilt, er den minimum.

Denne ordningen brukes også i sveiselikerettere av justerbare transformatorer.

Ris. 3. Utformingen av transformatoren med bevegelige viklinger: 1 — blyskrue, 2 — magnetisk krets, 3 — ledende mutter, 4,5 — sekundære og primære viklinger, 6 — håndtak.

Sveising av mobile shunttransformatorer

Ris. 4. Enheten til en sveisetransformator med en bevegelig shunt

I dette tilfellet gjøres reguleringen av lekkasjefluksen til magnetfeltet ved å endre lengden og seksjonen av elementene i den magnetiske banen mellom stengene til den magnetiske kretsen. Fordi magnetisk permeabilitet jern er to størrelsesordener større enn luftpermeabilitet; når den magnetiske shunten beveger seg, endres den magnetiske motstanden til lekkasjestrømmen som går gjennom luften. Med en helt innsatt shunt bestemmes lekkasjestrømbølgeformen og induktiv motstand av luftgapene mellom magnetkretsen og shunten.

For tiden produseres sveisetransformatorer i henhold til denne ordningen for industrielle og husholdningsformål, og en slik ordning brukes ved sveising av likerettere av justerbare transformatorer.

Sveisetransformator TDM500-S

Sveisetransformatorer med seksjonsvikling

Dette er monterings- og husholdningstransformatorer produsert for 60, 70, 80 år siden.

Det er flere stadier av regulering av antall omdreininger av primær- og sekundærviklingen.

Faste shuntsveisetransformatorer

Ris. 4. Enheten til en sveisetransformator med en fast magnetisk shunt

En fallende seksjon brukes til kontroll, d.v.s. shuntkjernedrift i metningsmodus. Fordi den magnetiske fluksen som går gjennom shunten er variabel, er driftspunktet valgt slik at den ikke går utenfor den fallende grenen magnetisk permeabilitet.

Når metningen av den magnetiske kretsen øker, reduseres den magnetiske permeabiliteten til shunten, følgelig øker lekkasjestrømmen, den induktive motstanden til transformatoren, og som et resultat avtar sveisestrømmen.

Siden reguleringen er elektrisk, er fjernstyring av strømforsyningen mulig. En annen fordel med kretsen er fraværet av bevegelige deler, fordi elektromagnetisk kontroll, dette gjør det mulig å forenkle og lette utformingen av krafttransformatorer. Elektromagnetiske krefter er proporsjonale med kvadratet av strømmen, så ved høye strømmer er det et problem med å støtte bevegelige deler. Transformatorer av denne typen ble produsert på 70- og 80-tallet av 1900-tallet.

Tyristor sveisetransformatorer

Ris. 5. Enhet tyristor sveisetransformator

Prinsipp for spennings- og strømregulering tyristorer basert på faseforskyvningen til tyristorhullet i halvperioden av dets direkte polaritet. Samtidig endres gjennomsnittsverdien av den likerettede spenningen og følgelig strømmen for en halv syklus.

For å gi regulering av et enfaset nettverk trenger du to motsatt tilkoblede tyristorer, og reguleringen må være symmetrisk.Tyristortransformatorer har en stiv ekstern statisk karakteristikk som styres av utgangsspenningen ved hjelp av tyristorer.

Tyristorer er praktiske for spennings- og strømregulering i AC-kretser fordi de lukkes automatisk når polariteten er reversert.

I DC-kretser brukes vanligvis resonanskretser med induktans for å lukke tyristorer, noe som er vanskelig og kostbart og begrenser mulighetene for regulering.

I tyristortransformatorkretser er tyristorer installert i primærviklingskretsen av to grunner:

1. Fordi sekundærstrømmene til sveisekraftkilder er mye høyere enn maksimalstrømmen til tyristoren (opptil 800 A).

2. Høyere effektivitet, siden spenningsfalltapene i de åpne ventilene i den første sløyfen er flere ganger mindre enn driftsspenningen.

I tillegg gir induktansen til transformatoren i dette tilfellet større utjevning av den likerettede strømmen enn ved installasjon av tyristorer i sekundærkretsen.

Alle moderne sveisetransformatorer er laget med aluminiumsviklinger. For pålitelighet er kobberstrimler kaldsveiset i endene.

Ris. 6. Blokkskjema av tyristortransformator: T — trefase nedtrappingstransformator, KV — koblingsventiler (tyristorer), BFU — fasekontrollenhet, BZ — oppgaveblokk.

Ris. 7. Spenningsdiagram: φ- vinkel (fase) for å slå på tyristorer.

Siden 1980-tallet har flertallet av sveisetransformatorer vært laget av kaldvalset transformatorjern. Dette gir 1,5 ganger mer induksjon og mindre vekt på magnetkretsen.