Podjela i uređaj transformatora za zavarivanje

Transformator za zavarivanje sadrži energetski transformator i uređaj za kontrolu struje zavarivanja.

U transformatorima za zavarivanje, zbog potrebe za velikim faznim pomakom napona i struje kako bi se osiguralo stabilno paljenje luka izmjenične struje pri obrnutom polaritetu, potrebno je osigurati povećani induktivni otpor sekundarnog kruga.

Povećanjem induktivnog otpora povećava se i nagib vanjske statičke karakteristike izvora napajanja zavarivačkog luka u njegovom radnom dijelu, čime se osigurava da se karakteristike pada dobiju u skladu sa zahtjevima ukupne stabilnosti "izvora struje - luka". "sustav.

U projektiranju zavarivačkih transformatora u prvoj polovici 20. stoljeća korišteni su transformatori s normalnim rasipanjem magnetskog polja u kombinaciji s zasebnom ili kombiniranom prigušnicom. Struja se kontrolira mijenjanjem zračnog raspora u magnetskom krugu induktora.

U suvremenim transformatorima za zavarivanje, koji se proizvode od 1960-ih, ovi zahtjevi su zadovoljeni povećanjem rasipanja magnetskog polja.

Transformator kao objekt Elektrotehnika ima ekvivalentni krug koji sadrži aktivni i induktivni otpor.

Za transformatore za zavarivanje koji rade u režimu opterećenja, potrošnja energije je za red veličine veća od gubitaka bez opterećenja, stoga, kada rade pod opterećenjem, ova se shema može zanemariti.

Riža. 1. Klasifikacija transformatora za zavarivanje

Za tipični krug transformatora, glavni gubitak magnetskog polja na putu od primarnog do sekundarnog namota događa se između jezgri magnetskog kruga.

Rasipanje magnetskog polja kontrolira se promjenom geometrije zračnog raspora između primarnog i sekundarnog namota (pokretni svici, pomični shuntovi), koordiniranom promjenom broja zavoja primarnog i sekundarnog namota, promjenom magnetskog propusnost između jezgri magnetskog kruga (magnetizirani shunt).

Uzimajući u obzir pojednostavljeni dijagram transformatora s raspodijeljenim namotima, moguće je dobiti ovisnost induktivnog otpora o glavnim parametrima transformatora

Rm je otpor duž putanje lutajućeg magnetskog toka, ε je relativni pomak zavojnica, W je broj zavoja zavojnica.

Tada je struja u sekundarnom krugu:

Beskonačno varijabilni raspon modernih transformatora za zavarivanje: 1: 3; 1: 4.

Mnogi transformatori za zavarivanje imaju koračnu kontrolu — prebacivanje i primarnog i sekundarnog namota na paralelni ili serijski spoj.

I = K / W2

Moderni transformatori za zavarivanje kako bi se smanjila težina i trošak pozornice velikih struja, napon otvorenog kruga je smanjen.

Zavareni transformatori s pokretnim svicima

Riža. 2. Uređaj transformatora za zavarivanje s pomičnim namotima: kada su namoti potpuno pomaknuti, struja zavarivanja je maksimalna, kada su namoti odvojeni, minimalna je.

Ova se shema također koristi u zavarivačkim ispravljačima podesivih transformatora.

Riža. 3. Dizajn transformatora s pomičnim namotima: 1 - vodeći vijak, 2 - magnetski krug, 3 - vodeća matica, 4,5 - sekundarni i primarni namoti, 6 - ručka.

Zavarivanje pokretnih šant transformatora

Riža. 4. Uređaj transformatora za zavarivanje s pomičnim shuntom

U ovom slučaju, regulacija toka curenja magnetskog polja vrši se promjenom duljine i presjeka elemenata magnetskog puta između šipki magnetskog kruga. Jer magnetska permeabilnost željezo je dva reda veličine veće od propusnosti zraka; kada se magnetski shunt pomiče, mijenja se magnetski otpor struje curenja koja prolazi kroz zrak. S potpuno umetnutim shuntom, valni oblik struje curenja i induktivni otpor određeni su zračnim rasporima između magnetskog kruga i shunta.

Trenutno se transformatori za zavarivanje prema ovoj shemi proizvode za industrijske i kućne potrebe, a takva se shema koristi pri zavarivanju ispravljača podesivih transformatora.

Transformator za zavarivanje TDM500-S

Transformatori za zavarivanje sa sekcijskim namotom

To su montažni i kućanski transformatori proizvedeni prije 60, 70, 80 godina.

Postoji nekoliko stupnjeva regulacije broja zavoja primarnog i sekundarnog namota.

Fiksni transformatori za zavarivanje

Riža. 4. Uređaj transformatora za zavarivanje s fiksnim magnetskim šantom

Za kontrolu se koristi padajući dio, tj. rad shunt jezgre u režimu zasićenja. Budući da je magnetski tok koji prolazi kroz shunt promjenjiv, radna točka je odabrana tako da ne izlazi izvan padajuće grane magnetska permeabilnost.

Kako se zasićenost magnetskog kruga povećava, magnetska propusnost shunta se smanjuje, sukladno tome, struja curenja, induktivni otpor transformatora se povećava, a kao rezultat toga, struja zavarivanja se smanjuje.

Budući da je regulacija električna, moguće je daljinsko upravljanje napajanjem. Još jedna prednost kruga je odsutnost pokretnih dijelova, jer elektromagnetska kontrola omogućuje pojednostavljenje i olakšavanje dizajna energetskih transformatora. Elektromagnetske sile proporcionalne su kvadratu struje, pa kod velikih struja postoji problem s podupiranjem pokretnih dijelova. Transformatori ovog tipa proizvodili su se 70-ih i 80-ih godina 20. stoljeća.

Tiristorski transformatori za zavarivanje

Riža. 5. Uređaj tiristorskog transformatora za zavarivanje

Princip regulacije napona i struje tiristori na temelju faznog pomaka otvora tiristora u poluperiodi njegovog izravnog polariteta. Istovremeno se mijenja prosječna vrijednost ispravljenog napona i, prema tome, struja za pola ciklusa.

Za regulaciju jednofazne mreže potrebna su dva nasuprotno spojena tiristora, a regulacija mora biti simetrična.Tiristorski transformatori imaju krutu vanjsku statičku karakteristiku koja se kontrolira izlaznim naponom pomoću tiristora.

Tiristori su prikladni za regulaciju napona i struje u izmjeničnim krugovima jer se automatski zatvaraju kada se polaritet obrne.

U istosmjernim krugovima obično se za zatvaranje tiristora koriste rezonantni krugovi s induktivitetom, što je teško i skupo te ograničava mogućnosti regulacije.

U krugovima tiristorskih transformatora, tiristori se ugrađuju u krug primarnog namota iz dva razloga:

1. Budući da su sekundarne struje izvora struje za zavarivanje znatno veće od maksimalne struje tiristora (do 800 A).

2. Veća učinkovitost, budući da su gubici pada napona u otvorenim ventilima u prvoj petlji nekoliko puta manji od radnog napona.

Osim toga, induktivitet transformatora u ovom slučaju osigurava veće izglađivanje ispravljene struje nego u slučaju ugradnje tiristora u sekundarni krug.

Svi moderni transformatori za zavarivanje izrađeni su od aluminijskih namotaja. Za pouzdanost, bakrene trake su hladno zavarene na krajevima.

Riža. 6. Blok shema tiristorskog transformatora: T — trofazni silazni transformator, KV — sklopni ventili (tiristori), BFU — fazni regulacijski uređaj, BZ — blok zadataka.

Riža. 7. Dijagram napona: φ- kut (faza) uključivanja tiristora.

Od 1980-ih većina transformatora za zavarivanje izrađena je od hladno valjanog transformatorskog željeza. To daje 1,5 puta veću indukciju i manju težinu magnetskog kruga.