Трансформатором называют электромагнитный аппа­рат, преобразующий переменный ток одного напряжения в пере­менный ток другого напряжения той же частоты. Работа трансформатора основана на электромагнитном взаимодействии
двух или нескольких не связанных между собой обмоток провода. Про­стейший трансформатор (рис. 10.4) состоит из магнитопровода /, пер­вичной 2 и вторичной 3 обмоток. Обмотки имеют соответственно чис­ло витков W, и Щ. Магнитопровод выполняется из листовой электро­технической стали с толщиной лис­тов 0,35 или 0,5 мм с лаковой изоляцией. Такая конструкция маг­нитопровода дает возможность осла­бить возникающие в нем паразитные вихревые токи. Часть магнитопрово­да с размещенными обмотками на­зывают стержнями, которые соединяются ярмом. Подведение на­пряжения внешней сети U] к первич­ной обмотке вызывает в ней силу тока При этом в магнитопроводе возбуждается магнитный поток Фь пронизывающий витки обеих обмо­ток. В результате в них индуцируется э. д.с., действующие значения которой определяются так:

Ei — 4,44 / ЩФ0 • ИГ1,

Ei = 4,44 / Щ Ф0 Л О'8,

где / — частота переменного тока, Гц; Wb W-i —число витков первич­ной и вторичной обмоток; Ф„ —маг­нитный поток, Мкс.

Поскольку потери в трансформа­торе малы, можно считать, что U} = = Ei и U2 — Е2. Тогда

А А = 3.

Ez U2 W2

Это отношение К называют коэффициентом трансформации, характеризующим преобразующие свойства трансформатора, кото­рые зависят от числа витков первичной и вторичной обмоток.

Сварочные трансформаторы являются специальными понижа­ющими трансформаторами, имеющими требуемую внешнюю ха­рактеристику, обеспечивающими питание сварочной дути и 1>сгулирование сварочного тока. Как правило, сварочные трансфор­маторы имеют падающую характеристику. Их используют для руч -

нои дуговой и автоматическом сварки под флюсом Трансформа­торы с жесткой характеристикой применяют для электрошлаковой сварки.

Регулирование сварочного то­ка и создание нужной внешней характеристики в сварочных трансформаторах обсел с чивастся за счет индукт ивног о сопротивле­ния путем изменения магнитных потоков рассеяния. В зависимо­сти от способа создания в цепи дуги индуктивного сопротивле­ния сварочные трансформаторы делят на две группы: с нормаль­ным магнитным рассеянием и ре­активной катушкой —

дросселем; с увеличенным маг­нитны м рассеян и ем.

Трансформаторы с нормаль­ным магнитным рассеянием (рис. 10.5). В трансформаторах с нор­мальным магнитным рассеянием первичная Wx и вторичная W2 обмотки расположены на стержнях магнитопровода концентрично, за счет чего магнитные потоки рассеяния сведены к минимуму. Для получения необходимой ин­дуктивности в цепь дуги последовательно с вторичной обмоткой включают дополнительную реактивную катушку Wr. В настоящее время в основном применяют трансформаторы с совмещенной реактивной катушкой, располагаемой на общем магнитопроводе с обмотками трансформатора. При этом реактивная катушка имеет с ними как электрическую, так и электромагнитную связь. Верхняя часть магнитопровода имеет подвижную часть, при перемещении которой ходовым винтом изменяют воздушный зазор а в магнито­проводе. Вследствие этого изменяется магнитное сопротивление магнитопровода, что приводит к изменению силы сварочного тока. С увеличением зазора сила тока возрастает, и наоборот. За счет реактивной катушки обеспечивается получение падающей вольтам - перной характеристики источника питания. Известны также схемы трансформаторов с раздельной реактивной катушкой и дросселями насыщения. Однако трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в настоящее время менее распространены. Например, для автоматической сварки под флюсом используют трансформатор ТСД-1000-4, имеющий дистанционное управление.

Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием относят­ся к стержневому типу (рис. 10.6). В них первичная и вторичная

обмотки разнесены по высоте магнитопровода и имеют только электромагнитную связь. При прохождении тока по обмоткам катушек возникают магнитные потоки, основная часть которых замыкается по сердечнику магнитопровода. Другая часть их замы­кается по воздуху, создавая потоки рассеяния, наводящие в транс­форматоре реактивную э. д.с., которая определяет его индуктивное сопротивление, обеспечивающее создание падающей вольтампер - ной характеристики. Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием существуют трех типов: с раздвижными катушками, с подвижными магнитными шунтами, с управляемыми магнитными шунтами. В настоящее время трансформаторы с увели­ченным магнитным рассеянием распространены более широко.

Трансформаторы с раздвижными катушками (рис. 10.6, а) состоят из магнитопровода 3 и двух обмоток, из которых первичная / закреплена неподвижно, а вторичная 2—подвижная. Регулирова­ние сварочного тока осуществляется изменением расстояния между ними. При удалении вторичной катушки от первичной увеличива­ется магнитный поток рассеяния и уменьшаются магнитная связь между' обмотками и сварочный ток. При сближении катушек умень­шается индуктивное сопротивление, что приводит к увеличению сварочного тока. По этому принципу работают сварочные транс­форматоры типа ТД, ТДМ (табл. 10.1). Трансформаторы этих типов наиболее часто используют для ручной дутовой сварки.

Трансформаторы с подвижным магнитным шунтом (рис. 10.6, б) состоят из магнитопровода / с расположенными на нем первичной 2 и вторичной 4 обмотками. Внутри магнитопровода установлен перемещающийся магнитный шунт J, представляющий собой два пакета из пластин электротехнической стали. С помощью шунта изменяют магнитные потоки рассеяния. При уменьшении зазора

между пакетами шунта часть магнитного потока будет замыкаться через шунт, магнитная связь между первичной и вторичной обмот­ками будет уменьшаться, а следовательно, будет уменьшаться и сварочный ток. При увеличении этого зазора большая часть маг­нитного потока будет проходить по основному магнитопроводу, магнитная связь между обмотками увеличится, что приведет к увеличению сварочного тока. Такой принцип применен в сварочном трансформаторе СТШ-500 и др.

Трансформаторы с управляемым магнитным шунтом (рис. 10.6, в) также имеют магнитопровод 1 с расположенными на нем пер­вичной 2 и вторичной 4 обмотками. Магнитный шунт с обмоткой управления 3 расположен в окне магнитопровода. Обмотка управ­ления питается постоянным током. Чем больший поток она создает, тем большее будет насыщение сердечника шунта и меньше магнит­ный поток рассеяния трансформатора. Таким образом, большему току подмагничивания в обмотке управления шунта соответствует большее значение сварочного тока, и наоборот. По такому прин­ципу работают трансформаторы ТДФ (табл. 10.2), применяемые для автоматической дуговой сварки под флюсом.

Основные параметры трансформаторов для автоматической сварки регламентированы ГОСТ 7012-77. Трансформаторы выпу­скаются на номинальный сварочный ток от 630 до 2000А при номинальном рабочем напряжении от 48 до 76В. Основные пара­метры сварочных трансформаторов для ручной сварки регламенти­рованы ГОСТ 95-77. Трансформаторы выпускаются переносные на силу тока от 125 до 250А при номинальном рабочем напряжении от 25 до ЗОВ и передвижные — на силу тока от 250 до 500А при минимальном рабочем напряжении от 30 до 40 В.

При элекгрошлаковой сварке используют специальные одно­фазные и трехфазные сварочные трансформаторы, обладающие жесткими вольтамперными характеристиками. К ним относятся трансформаторы ТШС-1000-1, ТШС-1000-3. Конструктивные осо­бенности сварочных трансформаторов рассмотрим на некоторых примерах.

Сварочный трансформатор ГД-500. Сварочный трансформатор ТД-500У2 (рис. 10.7) предназначен для руиной и механизированной дуговой сварки, резки, наплавки металлов. Он представляет собой передвижной источник питания дуги, выполненный в однокорпус­ном исполнении с естественной вентиляцией. По способу регули­рования сварочного тока он относится к трансформаторам с увеличенным магнитным рассеянием и раздвижными обмотками. Трансформатор состоит из корпуса, внутри которого расположены машитопровод стержневого типа, первичная и вторичная обмотки, переключатель ступеней регулирования силы тока и токоуказатель­ный механизм. Каждая из обмоток имеет по две катушки, распо­ложенные на общих стержнях магнитопровода. Перемещение подвижной вторичной обмотки производится с помощью ходово­го винта. Вращая ходовой винт, изменяют расстояние между об­мотками.

Сварочный ток регулируется изменением индуктивного сопро­тивления. В трансформаторе предусмотрены две ступени регулиро­вания сварочного тока переключением количества витков обмоток. Ступени переключаются специальным переключателем. На каждой из ступеней плавное регулирование силы тока осуществляется изменением расстояния между обмотками. При сближении катушек уменьшается индуктивное сопротивление, что приводит к увеличе­нию сварочного тока, при их раздвижении сварочный ток уменъ-

Рис К), h Ниєш ниє характеристики сва­рочного трансформатора ІД-500:

хизпаюн оольшич токов. - - - диапазон малых (оков шается. Вследствие повышенной индуктивности рассеяния транс­форматор обладает падающими вольтамлерными характеристиками (рис. 10.8).