Трансформаторы с механическим регулированием. Трансформа­торы выпускаются по ГОСТ 95—77. Все трансформаторы работают при естественной вентиляции и соответствуют степени защиты IP22. Длительность цикла сварки для трансформаторов принята 5 мин.

Трансформаторы выпускаются в переносном, передвижном и быто­вом исполнениях. Переносные, или облегченные, трансформаторы пред­назначены для прихваточных и ремонтных работ, где продолжительность нагрузки (ПН) не превышает 20-25%. Передвижные трансформаторы предназначены для обычных условий работы с ПН = 60%. Напряжение холостого хода трансформаторов выше безопасного, поэтому при работе в особо опасных условиях трансформаторы должны комплектоваться устройствами снижения напряжения (УСНТ).

Внешние характеристики сварочных трансформаторов имеют круто­падающую рабочую часть со сравнительно небольшими кратностями тока короткого замыкания — примерно 1,2—1,3 значения сварочного тока при номинальном рабочем напряжении.

Трансформаторы снабжены емкостными фильтрами, предназна­ченными для снижения помех радиоприему, создаваемых трансформа­торами при сварке. Каждый трансформатор перед упаковкой и отправ­кой потребителю подвергается приемо-сдаточным испытаниям. При этом проверяются основные параметры трансформатора, электрическая прочность и сопротивление изоляции, механическая прочность кон­струкции. В комплект поставок трансформатора входят маска и щиток сварщика, два электрододержателя (в том числе один с гибким про­водом длиной 3 м), светофильтр марки Э4.

Некоторые типы передвижных и бытовых сварочных трансформа­торов имеют косинусные конденсаторы, поскольку являются потреби­телями энергии с низким коэффициентом мощности. Для повышения коэффициента мощности трансформатора для ручной дуговой сварки, который обычно не отключается от сети при холостом ходе, параллельно его первичной обмотке подключают конденсатор соответствующей мощности. Средневзвешенный коэффициент мощности такого транс­форматора, работающего при ПН = 60%, может быть определен по формуле

Р1н - 0,6 +Д - 0,4

ч/ (Р1н * 0,6 + />„ • 0,4)2 + l(Qlx - Qc) • 0,6 + (Qixq - Qc) * 0,4]J где P, P0 — активная мощность трансформатора при нагрузке и хо­лостом ходе; Qlx, Q — реактивная мощность при нагрузке и хо­лостом ходе без конденсатора; Qc — мощность конденсатора.

Например, коэффициент мощности трансформатора ТД-502 с кон­денсатором мощностью Qc = 9,4 кв ар составляет в номинальном режиме 0,86; средневзвешенный коэффициент мощности при работе с ПН = 60% равен 0,98. Те же величины при работе без конденсатора равны соот­ветственно 0,71 и 0,7.

Трансформаторы серии ТД. Технические данные трансформаторов приведены в табл. 5.1. Трансформаторы на номинальные токи 160 и 250 А являются переносными, на токи 315 и 500 А — передвижными, основные узлы каждого трансформатора — магнитопровод, первичные и вторичные обмотки, механизм регулирования тока, переключатель диапазонов тока, токоуказательный механизм, кожух. По принципу регулирования это трансформаторы с подвижными обмотками. Схема соединения катушек обмоток переносных трансформаторов приведена на рис. 2.6, в. Для получения диапазона больших токов катушки пер­вичной обмотки соединяются последовательно, а катушки вторичной обмотки — параллельно; для получения диапазона малых токов одна катушка вторичной обмотки отключается. Схема соединения катушек обмоток передвижных трансформаторов показана на рис. 2.6, б. Попар-

Таблица 5.1 Параметры ТД-102 ТД-306 тд-зоо ТД-500 ТД-502 Номинальный сварочный ток, А 160 250 315 500 Номинальное рабочее напряже- 26,4 30 32,6 40 ние, В Минимальный сварочный ток, А, 60 100 60 100 не более Минимальное рабочее напряже- 22,4 24,0 22,4 24 ние, В Максимальный сварочный ток, 175 300 360 560 А, не менее Максимальное рабочее напряже- 27 32 34,4 42,4 ние, В Номинальный режим работы, 20 60 ПН, % Коэффициент полезного дей- 72 78 86 88,5 ствия, % Коэффициент мощности 0,48 0,5 0,56 0,68 0,85 Напряжение холостого хода, В, 80 не более Климатическое исполнение У2 и категория размещения Класс изоляции Габариты, мм: В, Н длина 570 630 692 720 765 ширина 325 370 620 670 высота 530 585 710 835 Масса, кг 38 67 135 180 210

ное параллельное соединение катушек обмоток соответствует диапазону больших токов, последовательное — диапазону малых токов. При по­следовательном соединении часть витков первичной обмотки отклю­чается и напряжение холостого хода повышается. Это благоприятно отражается на стабильности горения дуги при сварке на малых токах. Переключение диапазонов тока в переносных трансформаторах осу­ществляется съемной перемычкой, а в передвижных — переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на верхнюю крышку трансформатора.

На рис. 5.1 показан трансформатор ТД-300 без кожуха. Магнито - провод 1 стержневого типа, набран из пластин холоднокатаной стали марки 3412 толщиной 0,5 мм и стянут набором из десяти изолированных шпилек 3, проходящих сквозь отверстия в пластинах магнитопровода. Катушки первичной обмотки 2 неподвижно закреплены на нижнем ярме магнитопровода при помощи стяжек и изоляционных планок 4. Катушки 11 подвижной вторичной обмотки скреплены между собой изоляционной обоймой 12. Через верхнее ярмо магнитопровода про­пущен ходовой винт, который ввинчивается в вмонтированную в обойму 12 ходовую гайку. При вращении ходового винта с помощью рукоятки 8

Рис. 5.1. Трансформатор ТД-300 без кожуха

Параметры	ТД-102	ТД-ЗОб
Первичная обмотка	Вторичная обмотка	Первичная обмотка
220 В	380 В	220 В	380 В
Число катушек			2
Размеры голого	2,8 X 5,6	2,0 X 4,0	4,0 X 6,4	3,55 X 6,3	2,8 X 4,75
провода, мм
Марка провода			АПСД
Число параллель-			1
ных проводов
Число витков	9 сл. X11 +	14	5 сл. X11 +	8	Юсл. Х 12 +
	+ 1 сл..Х 6		+ 1 сл. X 10		+ 1 сл. X 7
Число слоев	10	13	6	9	11
Число витков	105	182	65	72	127
в катушке
Ответвления	0-105	0-182	0-65	0-72	0-127
Соединение кату-	Последовательное	Параллель-	Последовательное
шек			ное
Сопротивление	0,17	0,54	0,15	0,1	0,31
катушек при
20 °С, Ом
Масса комплекта,	4,0	3,8	3,9	4,9	4,8
кг

изменяется расстояние между обмотками и регулируется сварочный ток. Для снижения вибрации подвижной обмотки обойма 12 снабжена плос­кими пружинами, которые при перемещении скользят по стержням магнитопровода. В крышке коядгха имеются отверстия для осей органов управления — рукоятки 7 переключателя диапазонов 6, рукоятки плав­ного регулирования тока 8, а также смотровое окно указателя значения сварочного тока. Указатель 9 секторного типа, закреплен на магнито- проводе под крышкой кожуха и связан с подвижной обмоткой рычаж­ной передачей. Шкала градуирована в амперах. Для двух диапазонов тока при номинальном напряжении питающей сети и при напряжении иг — 20 + 0,04/2 (в вольтах) на выходных зажимах вторичной цепи. Точность показаний шкалы может находиться в пределах ±7,5% от значения максимального тока, указанного на шкале, и в реальных усло­виях зависит от напряжения сети и длины дуги. На концах шкалы име­ются надписи ’’Стоп”, предупреждающие о конце хода подвижной об­мотки. Для удобства перемещения передвижные трансформаторы имеют четыре колеса 5 и ручки, а для подъема — скобы, расположенные на крышке кожуха. Кожух трансформатора крепится болтами к осям колес, оси приварены к нижним стягивающим уголкам магнитопровода. Для подключения сетевых и сварочных проводов имеются доски зажи­мов, закрепленные с двух сторон на магнитопроводе. Доски зажимов

	тд-зоо	ТД-500
Вторичная	Первичная обмотка	Вторичная	Первичная обмотка	Вторичная
обмотка	220 В	380 В	обмотка	220 В	380 В	обмотка
4,0 X 10	3,75 X 6,0	2,8 X 4,75	2 3,0 X 25	5,6 X 8,0	4,0 X 6,3	4,7 X 25
	АПСД		АДО 1	АП	сд	АДО
7	8 сл. X 12 +	11 сл. X 16 +	30	4СЛ. Х12 +	Зел. X14 +	20
	+ 1 сл. X 11	+ 1 сл. X 11		+ 2сл. X 10 +	+ 5 сл. X15 +
				+ 1 сл. X 4	+ 1 сл. X 9
6	9	12	1	7	9	1
42	107	187	30	72	126	20
0-42	0-84-107	0-144-187	0-30	0-58-72	0-102-126	0-20
Парал-		Последовательное и параллельное
лельное
0,0077	0,41	0,13	0,003	0,082	0,054	0,00153
4,9	8,1	8,2	6,5	13,3	13,6	7,8

закрываются защитными крышками. Сварочные провода крепятся пластмассовыми маховичками 10.

Трансформаторы, предназначенные для народного хозяйства, вы­пускаются на напряжение сети 220 и 380 В и имеют алюминиевые об­мотки. В переносных трансформаторах обмотки выполнены проводом АПСД, в передвижных трансформаторах первичные обмотки — прово­дом АПСД, вторичные — голой шиной марки АДО ”на ребро”, с после­дующей изоляцией витков катушек стеклолентой. Обмоточные данные їрансформаторов серии ТД приведены в табл. 5.2.

Трансформаторы серии ТДМ. В настоящее время трансформато­ры ТД сняты с производства и заменены трансформаторами новой Серии ТДМ. По схемным решениям и техническим данным транс­форматоры серии ТДМ близки к своим предшественникам, однако Применение новых материалов, современных технологических реше­ний, а также введение в серию трансформатора на номинальный ток 400 А позволили получить значительный народнохозяйственный эф­фект. Технические данные трансформаторов серии ТДМ приведены Н табл. 5.3. Применение бесшпилечной конструкции магнитопровода, іермостойкой пластмассы и кремнийорганической пропитки катушек повысило надежность работы трансформаторов, увеличило их срок службы.

Рис. 5.2. Трансформатор ТДМ-503 без кожуха

На рис. 5.2 представлен внешний вид трансформатора ТДМ-503 без кожуха. Магнитопровод 4 набран из пластин холоднокатаной стали марки 3414 толщиной 0,35 мм и стянут набором из горизонтальных 12 и вертикальных 2 швеллеров, скрепленных по углам магнитопровода замковыми соединениями и четырьмя шпильками 1, которые проходят вне магнитопровода. На основании магнитопровода установлены два штыревых разъема 7 для присоединения сварочных проводов, болт заземления 8 и сетевой штепсельный разъем 9. На боковой поверхности кожуха сделана прорезь токоуказателя с нанесенной рядом шкалой сварочного тока. Токоуказатель выполнен в виде стрелки 11, жестко связанной с обоймой вторичной подвижной обмотки 3. Первичные обмотки 5 закреплены на нижнем ярме магнитопровода. Переклю­чатель диапазонов тока 10 ножевого типа, управляется рукояткой 14. Сварочный ток в пределах каждого диапазона регулируется вращением рукоятки 15. Для перемещения трансформатора предусмотрены ко­леса 6, ручка 16 и рым-болты 13.

Наряду с базовыми моделями ТДМ-317, ТДМ-401 и ТДМ-503 вы­пускаются и их модификации. Для проведения сварки в особо опасных условиях (на открытом воздухе, внутри металлических емкостей,

, 91

У2 4 Зак. - V» S53

Рис. 5.3. Трансформатор ТДМ-317-1 с ограничителем напряжения УСНТ-06

в колодцах, туннелях и т. п.) предназначены трансформаторы ТДМ-317-1 (рис. 5.3), ТДМ-401-1 и ТДМ-503-1, которые снабжены устройством УСНТ-06, снижающим напряжение холостого хода на-выходных зажи­мах трансформатора до значения, не превышающего 12 В, за время не более 1 с после обрыва дуги. Таким образом обеспечивается безо­пасность сварщика во время смены электродов. Схема присоединения УСНТ-06 к трансформатору серии ТДМ приведена на рис. 5.4. Транс­форматор ТДМ-503-2 оснащен косинусным конденсатором, трансфор­матор ТДМ-503-3 — устройством УСНТ-06 и косинусным конденсато­ром, а трансформатор ТДМ-503-4 поставляется потребителю в комплекте с возбудителем-стабилизатором горения дуги ВСД-01. Обмоточные данные трансформаторов приведены в табл. 5.4.

Переносные трансформаторы серии ТДМ выполнены на витых разрезных ленточных магнитопроводах с обмотками класса нагрево - стойкости Н. Трансформаторы имеют меньшую массу, меньшие по­тери холостого хода и более высокую продолжительность нагрузки (ПН = 25%), чем их предшественники. Технические данные трансфор­маторов приведены в табл. 5.3.

Бытовые переносные сварочные трансформаторы АДЗ-50 и ТСБ-90-І выпускаются для использования в гаражах и личных хозяйствах. Транс­форматоры включаются в бытовую осветительную сеть напряжением 220 В и позволяют сваривать конструкции из сталей небольших тол­щин электродами марки ’’Огонек”, АНО-21, ОЗС-6 и другими диаметром

ТДМ-503	Вторич­ная об­мотка	4,7 X 25 АДО 22 1 22 0-22 0,0016 8,1
Первичная обмотка	380 В	3,35 X 5,6 сд 9 сл. X 13 + + 1 сл. X 11 10 128 j 0—104—128 0,068 8,8
220 В	4,75 X 7,1 АП 4 сл. X 10 + + 3 сл. X 11 7 73 0-62-73 0,022 8,7
ТДМ-401	Вторич­ная об­мотка	1 3,8 X 25 АДО 26 1 26 0-26 іательное 0,0022 7,1
Первичная обмотка	380 В	2 2,8 X 5,3 сд 1 14 11 154 0-126-154 >е и последов 0,094 7,8
220 В	4,0 X 6,3 АП 7 сл. X 12 + + 1 сл. X 6 8 90 0-72-90 Параллельш 0,032 7,4
ТДМ-317	Вторич­ная об­мотка	3,0 X 25 АДО 31 1 31 0-31 0,003 6,5
Первичная обмотка	380 В	2,24 X 4,5 СД 12 сл. X15 + + 1 сл. X 7 13 187 0-150-187 0,164 6,3
220 В	3,15 X 5,6 АП 3 сл. X 10 + + 6 сл. X 11 10 107 0-85-107 0,054 6,1
Параметры	Число катушек Размеры голого про­вода, мм Марка провода Число параллельных проводов Число витков в слое Число слоев Число витков в ка­тушке Ответвления Соединение катушек Сопротивление катушек при 20 °С, Ом Масса комплекта, кг

Таблица 5.4

на другом. Режим сварки устанавливается переключателем S2, ток заряда аккумулятора можно плавно регулировать резистором R4. Резисторы R2 и R3 ограничивают ток управления и анодный ток симис - тора, конденсаторы С2, СЗ и С4 предназначены для снижения уровня ра­диопомех. Технические данные трансформаторов приведены в табл. 5.5.

Трансформаторы с электрическим регулированием. Передвижной тиристорный трансформатор ТДЭ-402 предназначен для ручной дуговой сварки, резки и наплавки металлов специальными электродами с желез­ным порошком в обмазке, а также электродами общего применения. Технические данные трансформатора приведены в табл. 5.6. Трансфор-

Таблица 5.5 Параметры АДЗ-50 ТСБ-90-1 Номинальное напряжение сети, В Та >0 Первичный ток, А 9 15 Номинальный сварочный ток, А 50 90 Ступени сварочного тока, А 30, 40, 50 60, 75, 90, 100 Режим работы, ПН, % 20 Пределы регулирования зарядного тока, А, в диапазоне: ”6 В” 1-3 0,7-3 ”12 В” 2-6 1,5-6 Масса, кг 25 30 Габариты, мм: длина 506 380 ширина 205 180 высота 360 140

матор питает дугу прерывистым током, импульсная стабилизация дуги выполнена по схеме, приведенной ранее на рис. 3.5, е. Трансформатор имеет два диапазона регулирования сварочного тока; в пределах диапа­зона ток плавно регулируется с пульта дистанционного управления. На рис. 5.7 приведена структурная схема трансформатора ТДЭ-402.

Тиристорный фазорегулятор ФР включен в цепь первичной обмотки

Таблица 5.6 Параметры ТДЭ-402 ТДЭ-101 ТДЭ-251 Номинальный сварочный ток, А 400 100 250 Номинальное рабочее напряжение, В 44 24 30 Минимальный сварочный ток, А 80 40 90 Минимальное рабочее напряжение, В 25 22 24 Максимальный сварочный ток, А 430 110 260 Максимальное рабочее напряжение, В 46 24 30 Номинальный режим работы, ПН, % 60 20 Коэффициент полезного действия, % 86 60 65 Коэффициент мощности 0,61 0,9 0,8 Напряжение холостого хода, В: с ограничителем холостого хода 12 - без ограничителя холостого хода 42 50 Климатическое исполнение и категория УЗ У2 размещения Класс изоляции Н Габариты, мм: длина 590 340 400 ширина 595 180 280 высота 820 450 540 Масса, кг 180 25 45

Рис. 5.7. Структурная схема
трансформатора ТДЭ-402

силового трансформатора СТ и выполняет функции регулятора тока и устрой­ства снижения напряжения холостого хода. Ключевой элемент К пропускает сиг­нал задания U3 с блока задания тока БЗТ на эле­мент сравнения ЭС только при наличии разрешающего сигнала і/разр с датчика

обратной связи ДТ по току сварочной дуги СД. В рабочем режиме транс­форматора ключ К закрыт, разность сигналов задания и обратной связи по току дуги поступает на вход системы фазового управления СФУ и определяет значение угла включения тиристоров ф и ток вторичной обмотки силового трансформатора. Через 1 с после обрыва дуги ключ К открывается, на выходных зажимах трансформатора устанавливается напряжение холостого хода, не превышающее 12 В. В течение указанной выдержки времени на вход системы СФУ подан сигнал задания без вычета и0шС, что обеспечивает полное открытие тиристоров фазорегу­лятора и легкое повторное возбуждение дуги.

В аварийном режиме, например в случае пробоя одного из тирис­торов, на выходных зажимах трансформатора появляется полное напря­жение холостого хода U10 — 80 В. Если время наличия этого напряжения более 1 с, то блок аварийного отключения БАО подает команду на независимый расцепитель автоматического выключателя АВ и трансфор­матор отключается от сети.

Фазорегулятор выполнен на тиристорах ТЛ-200; управление тирис­торами производится собственным анодным напряжением по схеме, приведенной на рис. 3.13, в. Тиристоры работают при естественном охлаждении.

Внешние характеристики трансформатора ТДЭ-402 представлены на рис. 5.8.

Переносные тиристорные трансформаторы ТДЭ-101 и ТДЭ-251 предназначены для строительно-монтажных, сантехнических, ремонтных и других работ, производимых в помещениях или под навесом при температуре от —45 до +40 °С. Трансформаторы выполнены с цепью подпитки по схеме рис. 3.5, г; функции вспомогательного трансформа­тора цепи подпитки выполняет обмотка, расположенная на дополни­тельном (третьем) ярме магнитопровода. Фазосдвигающее и выходное устройства фазорегулятора аналогичны представленным на рис. 3.13,а, б вместо транзистора VT2 использован резистор с переменным сопро­тивлением. Технические данные трансформаторов приведены в табл. 5.6.

ЮЗ

Рис. 5.8. Внешние характеристики трансформатора ТДЭ-402

Трансформаторы с импульсной стабилизацией горения дуги. Импульсная стабилизация горения дуги переменного тока позволяет существенно повысить устойчивость сварочной дуги, использовать для сварки электроды как переменного, так и постоянного тока (УОНИ, ОЗЛ-8), увеличить производительность и эффективность сварочных работ.

Промышленность выпускает трансформаторы ТДМ-503 в комплекте с возбудителем-стабилизатором дуги ВСД-01 (общее обозначение ТДМ-503-4) и переносные источники питания ”Разряд-250”, в которых сварочный трансформатор и стабилизатор схемно и конструктивно объединены [13]. Конструкция и технические данные трансформаторов ТДМ-503 и стабилизаторов ВСД-01 достаточно полно рассмотрены в пре­дыдущих параграфах.

Упрощенная схема источника питания ”Разряд-250” приведена на рис. 5.9. Источник состоит из сварочного трансформатора 77, цепи импульсной стабилизации (обмотки питания 2, 3 и 4, накопительный конденсатор С1 и коммутатор, выполненный на тиристорах VS1 и VS2) и схемы управления тиристорами коммутатора. Трансформатор Т1 собран на витом магнитопроводе; в пространстве между первичной 1 и вторичной 2 обмотками расположены реакторные воздушные катушки 6—11, которые включаются переключателем диапазонов сварочного тока S1 последовательно с первичной обмоткой. В поле рассеяния между обмотками 1 и 2 установлена и обмотка 5 питания схемы управления стабилизатора, что обеспечивает автоматическое прекращение работы стабилизатора после окончания сварки. Обмотка 3 питания стабили - 104

затора жестко связана с первичной, а обмотка 4 — со вторичной об­моткой сварочного трансформатора. Такое исполнение цепи питания стабилизатора обеспечивает ограничение скорости заряда и разряда конденсатора С1, что необходимо для надежной работы тиристоров коммутатора. Управление коммутатором стабилизатора двойное: по то­ку вторичной обмотки трансформатора тока ТТ и по напряжению на сварочных электродах. При замкнутом сварочном контуре ТТ, рабо­тающий в режиме пик-трансформатора (сопротивление R1 достаточно велико), генерирует импульсы тока в моменты перехода тока нагрузки через нулевое значение. В зависимости от полярности импульсов откры­ваются транзисторы VT3, VT1 или VT4, VT2, конденсатор С2 или СЗ подключается через времяограничивающий конденсатор С4 к первичной обмотке импульсного трансформатора 72, вызывая включение одного из тиристоров коммутатора. При случайном обрыве дуги нарастающее напряжение на электродах через резистор R2 включает соответству­ющий полярности этого напряжения транзисторный ключ. Сопротивле­ние резистора R2 выбрано так, что транзисторы VT3 — VT1 (VT4— VT2) включаются при напряжении на электродах, близком к амплитудному значению напряжения холостого хода трансформатора 77. Таким обра­зом, при смене полярности сварочного тока, т. е. с частотой 100 Гц, и каждый раз при случайной обрыве дуги на электроды налагается стабилизирующий разряд конденсатора CI.

Ступенчатое регулирование сварочного тока производится переклю­чателем S1, плавное регулирование в пределах одной ступени - путем намотки сварочного кабеля на кожух источника питания (до 5 витков). Охлаждение — воздушное, естественное.

Технические данные источника ”Разряд-250” приведены ниже:

Напряжение питающей сети, В........................................ 380

Номинальная потребляемая мощность, кВ - А................ 15

Напряжение холостого хода, В................................................ 60

Номинальный сварочный ток, А.............................................. 250

Пределы регулирования сварочного тока, А.................. 90-250

Номинальный режим работы, ПН, %.............................. 20

Масса, кг, не более................................................................... 50