Clasificarea si dispozitivul transformatoarelor de sudura

Transformatorul de sudura contine transformator de putere și dispozitiv de control al curentului de sudare.

În transformatoarele de sudare, din cauza necesității unei defazări mari de tensiune și curent pentru a asigura aprinderea stabilă a arcului de curent alternativ atunci când polaritatea este inversată, este necesar să se asigure o rezistență inductivă crescută a circuitului secundar.

Pe măsură ce rezistența inductivă crește, crește și panta caracteristicii statice externe a sursei de putere cu arc de sudare în secțiunea sa de lucru, ceea ce asigură că caracteristicile de cădere sunt obținute în conformitate cu cerințele pentru stabilitatea generală a "sursei de putere - arc „sistem.

În proiectarea transformatoarelor de sudare în prima jumătate a secolului al XX-lea, transformatoarele cu disipare normală a câmpului magnetic au fost utilizate în combinație cu o bobină separată sau combinată. Curentul este controlat prin variarea spațiului de aer din circuitul magnetic al inductorului.

În transformatoarele de sudare moderne, care au fost produse încă din anii 1960, aceste cerințe sunt îndeplinite prin creșterea disipării câmpului magnetic.

Transformator ca obiect Inginerie Electrică are un circuit echivalent care conține rezistență activă și inductivă.

Pentru transformatoarele de sudură care funcționează în modul de sarcină, consumul de energie este cu un ordin de mărime mai mare decât pierderile fără sarcină, prin urmare, atunci când funcționează sub sarcină, această schemă poate fi neglijată.

Orez. 1. Clasificarea transformatoarelor de sudare

Pentru un circuit de transformator tipic, pierderea câmpului magnetic principal pe calea de la înfășurarea primară la cea secundară are loc între nucleele circuitului magnetic.

Disiparea câmpului magnetic este controlată prin modificarea geometriei întrefierului dintre înfășurările primare și secundare (bobine mobile, șunturi mobile), printr-o modificare coordonată a numărului de spire ale înfășurărilor primare și secundare, prin modificarea magnetică. permeabilitatea între nucleele circuitului magnetic (shunt magnetizat).

Atunci când se consideră o diagramă simplificată a unui transformator cu înfășurări distribuite, este posibil să se obțină dependența rezistenței inductive de parametrii principali ai transformatorului

Rm este rezistența de-a lungul traseului fluxului magnetic parazit, ε este deplasarea relativă a bobinelor, W este numărul de spire ale bobinelor.

Apoi curentul din circuitul secundar:

Gamă infinit variabilă de transformatoare moderne de sudare: 1: 3; 1:4.

Multe transformatoare de sudare au control în trepte - comutarea atât a înfășurărilor primare, cât și a celei secundare la conexiune paralelă sau în serie.

I = K / W2

Transformatoare moderne de sudare pentru a reduce greutatea și costul etapei de curenți mari, tensiunea circuitului deschis este redusă.

Transformatoare sudate cu bobine mobile

Orez. 2. Dispozitivul unui transformator de sudură cu înfășurări mobile: când înfășurările sunt complet decalate, curentul de sudare este maxim, când înfășurările sunt separate, este minim.

Această schemă este utilizată și în redresoarele de sudare ale transformatoarelor reglabile.

Orez. 3. Proiectarea transformatorului cu înfășurări mobile: 1 — șurub, 2 — circuit magnetic, 3 — piuliță de conducere, 4,5 — înfășurări secundare și primare, 6 — mâner.

Sudarea transformatoarelor shunt mobile

Orez. 4. Dispozitivul unui transformator de sudare cu șunt mobil

În acest caz, reglarea fluxului de scurgere al câmpului magnetic se face prin modificarea lungimii și secțiunii elementelor căii magnetice între tijele circuitului magnetic. Deoarece permeabilitatea magnetică fierul este cu două ordine de mărime mai mare decât permeabilitatea aerului; când șuntul magnetic se mișcă, rezistența magnetică a curentului de scurgere care trece prin aer se modifică. Cu un șunt complet introdus, forma de undă a curentului de scurgere și rezistența inductivă sunt determinate de golurile de aer dintre circuitul magnetic și șunt.

În prezent, transformatoarele de sudare conform acestei scheme sunt produse în scopuri industriale și casnice, iar o astfel de schemă este utilizată la sudarea redresoarelor transformatoarelor reglabile.

Transformator de sudare TDM500-S

Transformatoare de sudura cu infasurare sectionala

Acestea sunt transformatoare de asamblare și de uz casnic produse acum 60, 70, 80 de ani.

Există mai multe etape de reglare a numărului de spire ale înfășurării primare și secundare.

Transformatoare fixe de sudare în șunt

Orez. 4. Dispozitivul unui transformator de sudare cu șunt magnetic fix

O secțiune de cădere este utilizată pentru control, de exemplu. funcționarea miezului de șunt în modul de saturație. Deoarece fluxul magnetic care trece prin șunt este variabil, punctul de funcționare este ales astfel încât să nu iasă în afara ramurii care căde permeabilitatea magnetică.

Pe măsură ce saturația circuitului magnetic crește, permeabilitatea magnetică a șuntului scade, în consecință, curentul de scurgere, rezistența inductivă a transformatorului crește și, ca urmare, curentul de sudare scade.

Deoarece reglarea este electrică, este posibilă controlul de la distanță al sursei de alimentare. Un alt avantaj al circuitului este absența pieselor în mișcare, deoarece controlul electromagnetic, acest lucru face posibilă simplificarea și facilitarea proiectării transformatoarelor de putere. Forțele electromagnetice sunt proporționale cu pătratul curentului, astfel încât la curenți mari există o problemă cu susținerea pieselor în mișcare. Transformatoarele de acest tip au fost produse în anii 70 și 80 ai secolului XX.

Transformatoare de sudare cu tiristoare

Orez. 5. Dispozitiv transformator de sudare tiristoare

Principiul reglarii tensiunii si curentului tiristoare bazat pe defazarea găurii tiristorului în jumătatea perioadei de polaritate directă a acestuia. În același timp, valoarea medie a tensiunii redresate și, în consecință, curentul pentru o jumătate de ciclu se modifică.

Pentru a asigura reglarea unei rețele monofazate, aveți nevoie de două tiristoare conectate în mod opus, iar reglarea trebuie să fie simetrică.Transformatoarele cu tiristoare au o caracteristică statică externă rigidă care este controlată de tensiunea de ieșire folosind tiristoare.

Tiristoarele sunt convenabile pentru reglarea tensiunii și a curentului în circuitele de curent alternativ, deoarece se închid automat atunci când polaritatea este inversată.

În circuitele DC, circuitele rezonante cu inductanță sunt de obicei folosite pentru a închide tiristoarele, ceea ce este dificil și costisitor și limitează posibilitățile de reglare.

În circuitele transformatoare cu tiristoare, tiristoarele sunt instalate în circuitul de înfășurare primară din două motive:

1. Deoarece curenții secundari ai surselor de putere de sudare sunt mult mai mari decât curentul maxim al tiristorului (până la 800 A).

2. Eficiență mai mare, deoarece pierderile de cădere de tensiune în supapele deschise din prima buclă sunt de câteva ori mai mici decât tensiunea de funcționare.

În plus, inductanța transformatorului în acest caz asigură o netezire mai mare a curentului redresat decât în ​​cazul instalării tiristoarelor în circuitul secundar.

Toate transformatoarele moderne de sudare sunt realizate cu înfășurări din aluminiu. Pentru fiabilitate, benzile de cupru sunt sudate la rece la capete.

Orez. 6. Schema bloc a transformatorului cu tiristoare: T — transformator descendente trifazat, KV — supape de comutare (tiristoare), BFU — dispozitiv de control al fazei, BZ — bloc de sarcini.

Orez. 7. Diagrama tensiunii: φ- unghiul (faza) de pornire a tiristoarelor.

Din anii 1980, majoritatea transformatoarelor de sudare au fost fabricate din fier de transformare laminat la rece. Acest lucru oferă de 1,5 ori mai multă inducție și o greutate mai mică a circuitului magnetic.