Трансформаторы с развитым магнитным рассеянием и подвиж­ными магнитными шунтами выполняются на магнитопроводах стерж­невого типа и имеют дисковые обмотки.

Обмотки трансформатора (рис. 2.8, а, б) расположены симметрично на двух стержнях магнитопровода 3. В канале между первичными 1 и вторичными 2 обмотками расположен магнитный шунт 4. Между шунтом и стержнями сердечника имеются воздушные зазоры 5.

Возможны два варианта взаимного расположения нервичной и вто­ричной обмоток относительно шунта, а именно полное или частичное разнесение. При полном разнесении первичные и вторичные обмотки 2* 35

Рис. 2.8. Конструкции трансформаторов с магнитными шунтами и схемы соедине-
ния обмоток

расположены по разные стороны шунта (рис. 2.8,а). При частичном разнесении (рис. 2.8, б) вторичная обмотка состоит из двух секций - основной 2 с числом витков w2o и дополнительной 5 с числом витков м>2Д, причем дополнительная обмотка расположена в зоне первичной обмотки 1 и имеет с ней хорошую электромагнитную связь. Справа на рис. 2.8, б представлена эпюра магнитодвижущих сил такого транс­форматора.

Как показывает опыт, трансформатор с полностью разнесенными обмотками целесообразно выполнять только на небольшие мощности — на токи до 200-250 А. Для дальнейшего увеличения тока приходится снижать числа витков первичных и вторичных обмоток. При этом нару­шается оптимальное соотношение расхода обмоточных материалов и стали, трансформатор становится ’’стальным”, его масса растет.

Дополнительные витки вторичной обмотки незначительно увеличи­вают индуктивное сопротивление трансформатора и позволяют создать оптимальную по массе и пределам регулирования конструкцию [18].

В трансформаторах с частичным разнесением обмоток для получе­ния двух диапазонов регулирования обычно изменяют степень разнесе-

ния обмоток. Полному разнесению обмоток соответствует диапазон малых токов. При переходе на диапазон больших токов включается обмотка с числом витков w2s и отключается часть обмотки w2о.

Новая, наиболее рациональная схема соединения обмоток пред­ставлена на рнс. 2.8, в. Диапазону больших токов соответствует парал­лельное соединение катушек вторичной обмотки. При переходе на диапазон малых токов дополнительные катушки 5 отключаются, а основ­ные катушки 2 включаются последовательно; переход на диапазон малых токов сопровождается увеличением напряжения холостого хода. При переходе с одного диапазона токов на другой в трансформаторе с шунтом не требуется переключения витков первичной обмотки, что положительно сказывается на надежности трансформатора.

Плавное регулирование тока в трансформаторе осуществляется перемещением магнитного шунта вручную или сервоприводом. При полностью вставленном в окно шунте магнитная проводимость для потока рассеяния и, следовательно, индуктивное сопротивление транс­форматора максимальны, сварочный ток при этом минимален. При выдвижении шунта из окна магнитопровода магнитная проводимость уменьшается и сварочный ток растет.

Зависимость индуктивного сопротивления х от положения шунта показана на рис. 2.8, г. Скорость снижения х при выдвижении шунта вначале постоянна, а затем уменьшается, стремясь к нулю. При выходе шунта за пределы окна магнитопровода изменение х относительно невелико.

Магнитный шунт при выходе из окна магнитопровода испытывает максимальное осевое электромагнитное усилие, втягивающее шунт в окно магнитопровода и вызывающее его вибрацию. Для снижения вибрации применяются тугие направляющие, по которым перемещается шунт, или шунт снабжают пружинами, отжимающими его к одной сто­роне магнитопровода или устанавливающими его в окне с некоторым перекосом.

Вибрация магнитного шунта значительно уменьшается, если его разделить на две равные части и регулирование тока производить, вы­двигая части шунта из окна в противоположные стороны. В этом случае осевые усилия, действующие на шунты, направлены навстречу друг ДРУГУ-

Индуктивное сопротивление трансформатора. Трансформатор с вы­двинутым магнитным шунтом почти полностью аналогичен трансфор­матору с подвижной обмоткой.

Однако наличие выдвинутого магнитного шунта несколько влияет на характер ноля рассеяния, в результате чего индуктивное сопротив­ление такого трансформатора на 20—30% выше, чем у подобного транс­форматора с разнесенными обмотками без шунта.

Минимальное индуктивное сопротивление трансформатора

■*min (1>2 ... 1,3) (хок + Хп + Х£г ) , где — расстояние меящу обмотками.

Максимальное индуктивное сопротивление слагается из двух со­ставляющих, соответствующих магнитным потокам рассеяния по воз­духу X min и через шунт хш.

Составляющая

х min = Хок +ХЛ + X,

где £2 — усредненное расстояние от обмоток до шунта.

Составляющая

хш = кви>(10 w$Sш I (26),

где кя - 1,1 — коэффициент, учитывающий ’’выпучивание” магнитного потока шунта; Sm — площадь поперечного сечения магнитного шунта, м2; 5 — величина зазора между шунтом и сердечником, м.

Минимальное индуктивное сопротивление рассеяния xmi„ трансфор­матора с частично разнесенными обмотками слагается из двух состав­ляющих Хщіп о и *min д> обусловленных взаимодействием первичной обмотки с основной и дополнительной вторичными обмотками (группы катушек, создающие МДС МиЫ,— рис. 2.8, б).

При определении *min о в приведенные ранее формулы для транс­форматора с подвижной обмоткой следует подставить число витков w2o, высоты катушек - основной обмотки Л2о и части первичной об­мотки hio=h1 ^2° } а также учесть расстояние между обмотками и>2

1 а 2.

При определении хтіпд учитываются число витков w2jt, высоты

Win

катушек h2д и Лід = //! —— и зазор между обмотками 1 и 5.

wt

При расчете индуктивного сопротивления хш в приведенную фор­мулу следует подставить w2o.

Трансформаторы с подвижными шунтами, выполненные по схеме рис. 2.8, в, не уступают по массе и энергетическим показателям транс­форматорам с подвижными обмотками. Эти трансформаторы не имеют узла низкой надежности — переключателя в первичной цепи. Однако они не нашли у нас широкого распространения из-за несколько большей трудоемкости их изготовления.