Klassificering og enhed af svejsetransformatorer

Svejsetransformator indeholder krafttransformer og svejsestrømstyringsanordning.

I svejsetransformatorer er det på grund af behovet for en stor faseforskydning af spænding og strøm for at sikre stabil tænding af vekselstrømsbuen, når polariteten vendes, nødvendigt at tilvejebringe en øget induktiv modstand af det sekundære kredsløb.

Efterhånden som den induktive modstand øges, øges hældningen af ​​den eksterne statiske karakteristik af svejsebuestrømkilden i dens arbejdssektion, hvilket sikrer, at faldegenskaberne opnås i overensstemmelse med kravene til den samlede stabilitet af "strømkilden - buen "system.

Ved design af svejsetransformatorer i første halvdel af det 20. århundrede blev transformere med normal spredning af magnetfeltet brugt i kombination med en separat eller kombineret drossel. Strømmen styres ved at variere luftgabet i induktorens magnetiske kredsløb.

I moderne svejsetransformatorer, som er blevet produceret siden 1960'erne, opfyldes disse krav ved at øge spredningen af ​​magnetfeltet.

Transformer som et objekt Elektroteknik har et tilsvarende kredsløb indeholdende aktiv og induktiv modstand.

For svejsetransformatorer, der arbejder i belastningstilstand, er strømforbruget en størrelsesorden større end tabene uden belastning, og derfor kan denne ordning forsømmes ved drift under belastning.

Ris. 1. Klassificering af svejsetransformatorer

For et typisk transformerkredsløb forekommer det vigtigste magnetfelttab på stien fra den primære til den sekundære vikling mellem kernerne i det magnetiske kredsløb.

Dissipationen af ​​magnetfeltet styres ved at ændre geometrien af ​​luftgabet mellem de primære og sekundære viklinger (bevægelige spoler, bevægelige shunts), ved en koordineret ændring i antallet af vindinger af de primære og sekundære viklinger, ved at ændre den magnetiske permeabilitet mellem kerner i det magnetiske kredsløb (magnetiseret shunt).

Når man overvejer et forenklet diagram af en transformer med distribuerede viklinger, er det muligt at opnå afhængigheden af ​​den induktive modstand på transformerens hovedparametre

Rm er modstanden langs banen af ​​den omstrejfende magnetiske flux, ε er den relative forskydning af spolerne, W er antallet af vindinger af spolerne.

Så strømmen i det sekundære kredsløb:

Uendeligt variabelt udvalg af moderne svejsetransformatorer: 1:3; 1:4.

Mange svejsetransformatorer har trinstyring - skifter både de primære og sekundære viklinger til parallel- eller serieforbindelse.

I = K/W2

Moderne svejsetransformatorer for at reducere vægten og omkostningerne ved scenen med høje strømme, spændingen af ​​det åbne kredsløb reduceres.

Svejste transformatorer med bevægelige spoler

Ris. 2. Enheden af ​​en svejsetransformator med bevægelige viklinger: når viklingerne er helt forskudt, er svejsestrømmen maksimal, når viklingerne er adskilt, er den minimum.

Denne ordning bruges også til svejsning af ensrettere af justerbare transformere.

Ris. 3. Transformatorens design med bevægelige viklinger: 1 — blyskrue, 2 — magnetisk kredsløb, 3 — ledende møtrik, 4,5 — sekundære og primære viklinger, 6 — håndtag.

Svejsning af mobile shunttransformere

Ris. 4. Enheden af ​​en svejsetransformator med en bevægelig shunt

I dette tilfælde sker reguleringen af ​​lækagefluxen af ​​magnetfeltet ved at ændre længden og sektionen af ​​elementerne i den magnetiske bane mellem stængerne i det magnetiske kredsløb. Fordi magnetisk permeabilitet jern er to størrelsesordener større end luftgennemtrængelighed; når den magnetiske shunt bevæger sig, ændres den magnetiske modstand af lækstrømmen, der passerer gennem luften. Med en fuldt indsat shunt bestemmes lækstrømsbølgeformen og den induktive modstand af luftspalterne mellem det magnetiske kredsløb og shunten.

I øjeblikket produceres svejsetransformatorer i henhold til denne ordning til industrielle og huslige formål, og en sådan ordning bruges ved svejsning af ensrettere af justerbare transformere.

Svejsetransformator TDM500-S

Svejsetransformatorer med sektionsvikling

Det er montage- og husholdningstransformere, der er produceret for 60, 70, 80 år siden.

Der er flere stadier af regulering af antallet af vindinger af den primære og sekundære vikling.

Faste shuntsvejsetransformatorer

Ris. 4. Enheden af ​​en svejsetransformator med en fast magnetisk shunt

En faldende sektion bruges til kontrol, dvs. shuntkernedrift i mætningstilstand. Fordi den magnetiske flux, der passerer gennem shunten, er variabel, er driftspunktet valgt, så det ikke går uden for den faldende gren magnetisk permeabilitet.

Når mætningen af ​​det magnetiske kredsløb øges, falder shuntens magnetiske permeabilitet, følgelig øges lækstrømmen, transformatorens induktive modstand, og som et resultat falder svejsestrømmen.

Da reguleringen er elektrisk, er fjernstyring af strømforsyningen mulig. En anden fordel ved kredsløbet er fraværet af bevægelige dele, fordi elektromagnetisk kontrol gør det muligt at forenkle og lette designet af strømtransformatorer. Elektromagnetiske kræfter er proportionale med strømmens kvadrat, så ved høje strømme er der et problem med at understøtte bevægelige dele. Transformatorer af denne type blev produceret i 70'erne og 80'erne af det 20. århundrede.

Thyristor svejsetransformatorer

Ris. 5. Enhed tyristor svejsetransformator

Princip for spænding og strømregulering tyristorer baseret på faseforskydningen af ​​tyristorhullet i halvperioden af ​​dets direkte polaritet. Samtidig ændres gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede spænding og følgelig strømmen i en halv cyklus.

For at give regulering af et enfaset netværk skal du bruge to modsat forbundne tyristorer, og reguleringen skal være symmetrisk.Tyristortransformatorer har en stiv ekstern statisk karakteristik, der styres af udgangsspændingen ved hjælp af tyristorer.

Thyristorer er praktiske til spændings- og strømregulering i AC-kredsløb, fordi de lukker automatisk, når polariteten vendes.

I DC-kredsløb bruges normalt resonanskredsløb med induktans til at lukke tyristorer, hvilket er svært og dyrt og begrænser mulighederne for regulering.

I tyristortransformatorkredsløb er tyristorer installeret i det primære viklingskredsløb af to årsager:

1. Fordi de sekundære strømme af svejsestrømkilder er meget højere end den maksimale strøm af tyristoren (op til 800 A).

2. Højere effektivitet, da spændingsfaldstabene i de åbne ventiler i den første sløjfe er flere gange mindre end driftsspændingen.

Derudover giver transformatorens induktans i dette tilfælde større udjævning af den ensrettede strøm end i tilfælde af installation af tyristorer i det sekundære kredsløb.

Alle moderne svejsetransformatorer er lavet med aluminiumsviklinger. For pålidelighed koldsvejses kobberstrimler i enderne.

Ris. 6. Blokdiagram af tyristortransformator: T — trefaset nedtrapningstransformator, KV — koblingsventiler (tyristorer), BFU — fasestyringsenhed, BZ — opgaveblok.

Ris. 7. Spændingsdiagram: φ- vinkel (fase) for tænding af tyristorer.

Siden 1980'erne har størstedelen af ​​svejsetransformatorer været lavet af koldvalset transformatorjern. Dette giver 1,5 gange mere induktion og mindre vægt af det magnetiske kredsløb.