Источники питания переменного тока
К источникам питания переменного тока относятся одно - и двухфазные трансформаторы с ПВАХ. В странах СНГ это наиболее распространенный источник питания дуги. За рубежом сварочные трансформаторы, как правило, применяются при выполнении ремонтных работ в мелких мастерских. ПВАХ формируются в трансформаторах благодаря развитому магнитному рассеянию. Любой трансформатор характеризуется коэффициентом магнитной связи между первичной и вторичной обмотками. В сварочных трансформаторах для получения ИВАХ снижают магнитную связь между первичной и вторичной обмотками, заведомо увеличивая магнитное рассеяние. Существует много способов получения развитого магнитного рассеяния и регулирования его степени. Наиболее часто реализуются способы, заключающиеся в разнесении первичной и вторичной обмотки по высоте магнито - провода, введении пакетов стальных пластин на пути потоков рассеяния и размещении первичной и вторичной обмоток на различных стержнях магнитопровода трансформатора.
Следует отмстить, что все сварочные трансформаторы работают па принципе электромагнитной индукции, т. е. магнитный ноток в магпитопроводе, образующийся в результате действия первичного тока обмотки, пересекает витки вторичной обмотки трансформатора и по закону электромагнитной индукции возбуждает в пей электродвижущую силу (напряжение). И до тех пор, пока вторичная цепь (сварочная) не будет замкнута, тока в ней (кроме напряжения) і те будет.
Недостатком всех сварочных трансформаторов является их низкий коэффициент мощности (cos ф = 0,4-4-0,5), что заложено в принципе устройства самого трансформатора, внешняя характеристика которого формируется за счет высокой и иду їсти is кости. Индуктивное сопротивление способствует существенной потери мощности.
Для устойчивого зажигания дуги при использовании большинства типов современных электродов диаметром 3-5 мм достаточно напряжения холостого хода трансформатора около 50 В, при меньших диаметрах (2-2,5 мм) для их устойчивого зажигания необходимо более высокое напряжение холостого хода трансфер - матора (С/х. х ^ 65 В). Это относится и к ряду электродов с фтористо-кальциевым покрытием (АНО-ТМ, АНО-ТМ60), устойчивое зажигание которых происходит при напряжении холостого хода трансформатора 70 В. Напряжение горения дуги в зависимости от условий сварки и состава обмазки электрода колеблется от 18 до 36 В.
К основным параметрам, по которым оценивают основные технологические возможности трансформатора, кроме напряжения холостого хода, относят минимальный п максимальный ток короткого замыкания, значения которых определяются максимальным и минимальным индуктивным сопротивлением рассеяния траї і сформ атора.
Трансформаторы с механическим регулированием (рис. 3.4) выпускаются в однокорпусном исполнении. Электрические параметры этих трансформаторов определяются геометрическими размерами магнитопровода, катушек первичной и вторичной обмоток, а также расстоянием между катушками. Необходимые внешние характеристики создаются благодаря изменению реактивного сопротивления трансформатора. Силу сварочного тока регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. В этом случае изменяются потоки рассеяния и регу. тируется сварочный ток, т. с. вторичная обмотка может быть под воздействием более интенсивного магнитного потока первичной обмотки — при их сближении (максимальный ток), или более слабого магнитного потока, т. е. при максимальном удалении обмоток друг от друга (минимальный ток).
Для расширения пределов регулирования сварочного тока в некоторых трансформаторах иногда осуществляют пересоеди - нсние катушек с параллельного включения (максимальный ток) на последовательное (минимальный ток). Они достаточно востребованы и экономичны. Внешняя характеристика таких трансформаторов — падающая.
Еще один способ регулирования магнитного потока рассеяния производится магнитным подвижным шунтом, вводимым в окно магнитопровода — при этом сварочный ток уменьшается. Магнитный шунт отвлекает часть магнитного потока, действующего на вторичную обмотку. Регулировка сварочного тока выполняется
Рис. 3.4. Принципиальная схима сварочного трансформатора с механическим регулированием (подвижными катушками): I — сердечник (мапгитопровод): 2 катушка (подвижная) вторичной обмотки; '1 катушка первичной обмотки: 4 — компенсирующий конденсатор; 5 - алектрододержатсль; 6 — свариваемое изделие |
путем перемещениям пакета (изменения зазора в магнитопрово - дс). К таким трансформаторам относятся ТДМ-121, ТДМ-180, КИ002-500, СТШ-250 и др. Надежность работы этих трансформаторов определяется конструкцией регулировочного узла, с помощью которого шунт вводится в окно магнитолровода. Внешняя характеристика — падающая.
В ряде трансформаторов с неподвижными шунтами магнитная проницаемость регулируется подмагничиванием постоянным током. Шунт таких трансформаторов снабжен специальной обмоткой. Изменяя значение тока иодмагничииания, подающегося на обмотку, выполняют регулировку сварочного тока (в настоящее время не выпускаются).
Трансформаторы с ярмовым рассеянием магнитного потока выпускаются в однокорпусном исполнении. В их конструкции отсутствуют подвижные части. Первичная и вторичная обмотки
или их секции располагаются на различных стержнях магнитоп - ровода. Регулирование сварочного тока осуществляется переключением обмоток трансформатора либо различной комбинацией расположения отдельных секций первичной и вторичной обмоток. К таким трансформаторам можно отнести ТСМ-250 (диапазон регулирования номинального тока 90-250 А).
Трансформаторы с тиристорным регулированием при меньших массогабаритных характеристиках обеспечивают надежное регулирование постоянной составляющей сварочного тока. Они позволяют программировать параметры тока и ограничивать до безопасных значения напряжения холостого хода трансформатора. При разработке конструкций таких трансформаторов используются различные схемы. К таким источникам питания можно отнести УД С-251 с плавным регулированием номинального тока в диапазоне 50-275 А.
В любом сварочном трансформаторе имеется сердечник (маг - нитопровод), изготовленный из трансформаторной стали, которая представляет собой электротехническую листовую углеродистую сталь с повышенным содержанием кремния (до 4%) и низким серы и фосфора (до 0,02%). От свойств используемой стали зависит масса аппарата, т. с. чем выше магнитная проницаемость стали, тем меньше се потребуется для данного аппарата.
Основные сварочные трансформаторы, поступающие па рынок. Украины, приведены в табл. 3.1. >Г<
Таблица 3.1. Сварочные трансформаторы
|
Окончание табл. 3. /
|
Основные неисправности сварочных трансформаторов и выпрямителей, возникающие при их эксплуатации, и способы их устранения сведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Характерные неисправности сварочных трансформаторов и способы их устранения
|