A hegesztő transzformátorok osztályozása és berendezése

Hegesztő transzformátor tartalmaz teljesítmény transzformátor és hegesztőáram-szabályozó készülék.

A hegesztőtranszformátorokban a feszültség és az áram nagy fáziseltolása miatt a váltakozó áramú ív stabil gyulladásának biztosítása érdekében, amikor a polaritás megfordul, a szekunder áramkör megnövekedett induktív ellenállását kell biztosítani.

Az induktív ellenállás növekedésével a hegesztőív áramforrás külső statikus karakterisztikájának meredeksége is nő a munkarészében, ami biztosítja, hogy az esési karakterisztikát az "áramforrás - ív" általános stabilitására vonatkozó követelményeknek megfelelően kapják meg. "rendszer.

A hegesztőtranszformátorok tervezésénél a 20. század első felében a mágneses tér normál disszipációjával rendelkező transzformátorokat külön vagy kombinált fojtótekerccsel kombinálva alkalmazták. Az áramot az induktor mágneses áramkörében lévő légrés változtatásával szabályozzák.

Az 1960-as évek óta gyártott modern hegesztőtranszformátorokban ezek a követelmények a mágneses tér disszipációjának növelésével teljesülnek.

A transzformátor mint tárgy villamosmérnök ekvivalens áramkörrel rendelkezik, amely aktív és induktív ellenállást tartalmaz.

A terheléses üzemmódban működő hegesztőtranszformátorok teljesítményfelvétele egy nagyságrenddel nagyobb, mint az üresjárati veszteségek, ezért terhelés alatti üzemben ez a séma elhanyagolható.

Rizs. 1. A hegesztő transzformátorok osztályozása

Egy tipikus transzformátoráramkör esetében a fő mágneses tér vesztesége az elsődlegestől a szekunder tekercsig terjedő úton a mágneses áramkör magjai között következik be.

A mágneses tér disszipációját a primer és szekunder tekercs közötti légrés geometriájának változtatásával (mozgó tekercsek, mozgó söntök), a primer és szekunder tekercsek menetszámának összehangolt változtatásával, a mágneses változtatással szabályozzuk. a mágneses áramkör magjai közötti permeabilitás (mágnesezett sönt).

Ha figyelembe vesszük az elosztott tekercsekkel rendelkező transzformátor egyszerűsített diagramját, akkor megkaphatjuk az induktív ellenállás függőségét a transzformátor fő paramétereitől

Rm az ellenállás a szórt mágneses fluxus útja mentén, ε a tekercsek relatív elmozdulása, W a tekercsek fordulatszáma.

Ezután az áram a szekunder áramkörben:

Modern hegesztőtranszformátorok fokozatmentes választéka: 1:3; 1:4.

Sok hegesztőtranszformátor lépcsős vezérléssel rendelkezik – mind a primer, mind a szekunder tekercsek párhuzamos vagy soros csatlakozásra kapcsolásával.

I = K / W2

Modern hegesztő transzformátorok, hogy csökkentsék a súlyt és a költségeket a szakaszban a nagy áramok, a feszültség a nyitott áramkör csökken.

Hegesztett transzformátorok mozgatható tekercsekkel

Rizs. 2. Mozgatható tekercsű hegesztőtranszformátor berendezése: a tekercsek teljesen eltolva a hegesztőáram maximális, a tekercsek szétválasztásakor minimális.

Ezt a sémát az állítható transzformátorok egyenirányítóinál is használják.

Rizs. 3. A transzformátor felépítése mozgatható tekercsekkel: 1 — vezérorsó, 2 — mágneses kör, 3 — vezető anya, 4,5 — szekunder és primer tekercs, 6 — fogantyú.

Mobil sönttranszformátorok hegesztése

Rizs. 4. Mozgatható sönttel ellátott hegesztőtranszformátor készüléke

Ebben az esetben a mágneses tér szivárgási fluxusának szabályozása a mágneses kör rudai közötti mágneses út elemeinek hosszának és szakaszának megváltoztatásával történik. Mert mágneses permeabilitás a vas két nagyságrenddel nagyobb, mint a légáteresztő képesség; a mágneses sönt elmozdulásakor a levegőn áthaladó szivárgó áram mágneses ellenállása megváltozik. Teljesen behelyezett sönt esetén a szivárgó áram hullámformáját és az induktív ellenállást a mágneses áramkör és a sönt közötti légrés határozza meg.

Jelenleg az e rendszer szerinti hegesztőtranszformátorokat ipari és háztartási célokra gyártják, és ezt a sémát az állítható transzformátorok egyenirányítóinak hegesztésekor használják.

Hegesztő transzformátor TDM500-S

Hegesztő transzformátorok szekcionált tekercseléssel

Ezek 60, 70, 80 éve gyártott szerelő- és háztartási transzformátorok.

A primer és szekunder tekercs fordulatszámának szabályozásának több szakasza van.

Fix sönt hegesztő transzformátorok

Rizs. 4. Rögzített mágneses sönttel rendelkező hegesztőtranszformátor készüléke

Az irányításra egy leeső szakaszt használnak, azaz. shunt mag működése telítési módban. Mivel a söntön áthaladó mágneses fluxus változó, a működési pontot úgy választjuk meg, hogy ne menjen ki a leeső ágon mágneses permeabilitás.

A mágneses áramkör telítettségének növekedésével a sönt mágneses permeabilitása csökken, ennek megfelelően a szivárgási áram, a transzformátor induktív ellenállása nő, és ennek következtében a hegesztőáram csökken.

Mivel a szabályozás elektromos, lehetséges a tápegység távvezérlése. Az áramkör másik előnye a mozgó alkatrészek hiánya, mivel az elektromágneses vezérlés lehetővé teszi a transzformátorok tervezésének egyszerűsítését és megkönnyítését. Az elektromágneses erők arányosak az áram négyzetével, ezért nagy áramerősségnél gond van a mozgó alkatrészek alátámasztásával. Az ilyen típusú transzformátorokat a 20. század 70-es és 80-as éveiben gyártották.

Tirisztoros hegesztő transzformátorok

Rizs. 5. Készülék tirisztoros hegesztő transzformátor

A feszültség- és áramszabályozás elve tirisztorok a tirisztorlyuk fáziseltolódása alapján annak közvetlen polaritásának félperiódusában. Ugyanakkor az egyenirányított feszültség átlagos értéke és ennek megfelelően az áram félciklusra változik.

Az egyfázisú hálózat szabályozásához két egymással ellentétes irányú tirisztorra van szükség, és a szabályozásnak szimmetrikusnak kell lennie.A tirisztoros transzformátorok merev külső statikus karakterisztikával rendelkeznek, amelyet tirisztorok segítségével a kimeneti feszültség szabályoz.

A tirisztorok kényelmesek az AC áramkörök feszültség- és áramszabályozására, mivel a polaritás felcserélésekor automatikusan zárnak.

Az egyenáramú áramkörökben általában induktivitású rezonáns áramköröket használnak a tirisztorok zárására, ami nehéz és költséges, valamint korlátozza a szabályozás lehetőségeit.

A tirisztoros transzformátor áramkörökben a tirisztorokat az elsődleges tekercskörbe két okból építik be:

1. Mivel a hegesztő áramforrások szekunder árama jóval nagyobb, mint a tirisztor maximális árama (800 A-ig).

2. Nagyobb hatásfok, mivel az első hurok nyitott szelepeiben a feszültségesési veszteség többszöröse az üzemi feszültségnek.

Ezenkívül a transzformátor induktivitása ebben az esetben az egyenirányított áram nagyobb simítását biztosítja, mint a tirisztorok szekunder áramkörbe történő beszerelése esetén.

Minden modern hegesztő transzformátor alumínium tekercsekkel készül. A megbízhatóság érdekében a rézszalagok végeit hidegen hegesztik.

Rizs. 6. Tirisztoros transzformátor blokkvázlata: T — háromfázisú leléptető transzformátor, KV — kapcsolószelepek (tirisztorok), BFU — fázisvezérlő berendezés, BZ — feladatblokk.

Rizs. 7. Feszültségdiagram: φ- a tirisztorok bekapcsolási szöge (fázis).

Az 1980-as évek óta a hegesztő transzformátorok többsége hidegen hengerelt transzformátorvasból készül. Ez 1,5-szer nagyobb indukciót és kisebb súlyt ad a mágneses áramkörnek.