Сварочный трансформатор преобразует сетевое напряжение 220 или 380 В частотой 50 или 60 Гц в пониженное (меньше 141 В), необходимое для сварки. Вращающиеся машины — генераторы переменного тока, в том числе и повышенной до 500 Гц частоты, почти никакими преимуществами в сравнении с трансформаторами при сварке не обладают, зато существенно сложней и дороже последних. Поэтому в настоящее время, кроме как в составе машин постоянного тока, они не используются.
В массовом порядке выпускаются только однопостовые трансформаторы, предназначенные для ручной дуговой сварки покрытыми электродами и для механизированной сварки под флюсом. Требования к их конструкции и техническим характеристикам изложены в ГОСТ 95-77 «Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки» и ГОСТ 7012-77 «Трансформаторы однофазные однопостовые для автоматической дуговой сварки под флюсом».
Трансформаторы должны обеспечивать легкое зажигание и устойчивое горение дуги при использовании электродов с высокими стабилизирующими свойствами, предназначенных специально для сварки на переменном токе. Если использовать другие электроды, например, с фтористо-кальциевым покрытием, то сварочные свойства трансформатора становятся неудовлетворительными, особенно при токе ниже 100 А. Вообще низкая устойчивость горения дуги переменного тока является типичным недостатком сварочных трансформаторов.
Другой важный недостаток простейших трансформаторов - низкая стабильность режима, обусловленная зависимостью от колебаний напряжения сети.
Главным достоинством трансформаторов является низкая стоимость их изготовления, он в 2-4 раза дешевле выпрямителей и в 6-10 раз дешевле агрегатов одинаковой мощности. Они дешевле и в эксплуатации, имеют сравнительно высокий коэффициент полезного действия (около 0,7-0,9) и низкий удельный расход электроэнергии (около 2-4 кВт*ч на 1 кг расплавленного электродного металла). Трансформаторы проще в эксплуатации, легко поддаются ремонту.
В зависимости от электромагнитной схемы и способа регулирования различают следующие конструкции:
Трансформаторы амплитудного регулирования с нормальным рассеянием:
а) с дросселем с воздушным зазором,
б) с дросселем насыщения.
Трансформаторы амплитудного регулирования с увеличенным рассеянием:
а) с подвижными обмотками,
б) с подвижным магнитным шунтом,
в) с подмагничиваемым шунтом,
г) с реактивной обмоткой,
д) с разнесенными обмотками,
е) с конденсатором,
ж) с импульсным стабилизатором.
Трансформаторы фазового регулирования (тиристорные):
а) с импульсной стабилизацией,
б) с подпиткой.
У трансформаторов амплитудного регулирования режим настраивается изменением напряжения холостого хода или сопротивления трансформатора без искажения синусоидальной формы тока. В тиристорных трансформаторах режим настраивается за счет фазовой отсечки части синусоиды переменного напряжения.
Устойчивость горения дуги при сварке на переменном токе ниже, чем на постоянном. Действительно, при частоте переменного напряжения сети 50 Гц сварочный ток 100 раз в секунду снижается до нуля и меняет направление на обратное, причем после каждого такого обрыва дуга Должна возбуждаться снова. Таким образом, при сварке на переменном токе источник должен обладать специфическим свойством — обеспечивать многократное повторное зажигание дуги.
Общее устройство трансформатора
Однофазный сварочный трансформатор (рис. 3.9,а) обычно имеет стержневой магнитопровод 3, цилиндрические первичную 1 и вторичную 2 обмотки, каждая из которых состоит из двух одинаковых катушек. Электрическая энергия сети подается на первичную обмотку и преобразуется в ней в энергию магнитного потока, которая по магнитопроводу передается вторичной обмотке, где снова преобразуется в электрическую и подается на сварочную дугу. Число витков вторичной обмотки меньше, чем у первичной, следовательно, трансформатор понижает сетевое напряжение до необходимого при сварке. Вторичные катушки концентрически надеты на первичные, поэтому почти весь поток, создаваемый первичной обмоткой, сцепляется и с вторичной. Поток рассеяния, создаваемый одной обмоткой, но не сцепляющийся с другой, очень мал. Поэтому такая конструкция и называется трансформатором с нормальным рассеянием.
У обеих обмоток две катушки можно соединить как последовательно, так и параллельно. Например, во вторичной обмотке для последовательного соединения (рис. 3.9,б) к концу первой катушки К2.1 подключают начало второй катушки Н2.2 (показано жирной точкой), так что ЭДС обеих катушек совпадают по направлению и поэтому складываются. Для параллельного соединения (рис. 3.9,в) начала обеих катушек, например, для вторичной обмотки Н2.1 и Н2.2, объединяются в одну точку, а концы, в этом случае К2.1 и К2.2 — в другую. При этом ЭДС обеих катушек направлены в одну сторону, а складываются уже их токи. Возможны и другие сочетания соединения катушек обеих обмоток, но во всех случаях направления ЭДС двух соединяемых катушек должны совпадать.
Рис. 3.9. Трансформатор с нормальным рассеянием: а — конструктивная схема, б — последовательное соединение катушек, в — параллельное соединение катушек
Источник: В.С. Милютин, М.П. Шалимов, С.М. Шанчуров. Источники питания для сварки. Москва, 2007
Twitter
Вконтакте
Livejournal
Facebook
Мой Мир
Google Buzz
Gmail