Принцип действия трансформатора основан на явле­нии электромагнитной индукции. Сварочный трансфор­матор (рис. 6) имеет стержневой сердечник 2 и смонти­рованные на нем первичную 1 и вторичную 3 обмотки.

Режим холостого хода трансформатора (рис. 6, я) ус­танавливают (при разомкнутой цепи вторичной обмот­ки) в момент подключения первичной обмотки к сети переменного тока с напряжением U. При этом в пер­вичной обмотке проходит ТОК /Ь который создает в сердечнике переменный магнитный ПОТОК ф[. Этот поток создает во вторичной обмотке переменное напряжение иг. Поскольку цепь вторичной обмотки разомкнута, ток в ней не проходит, и никаких затрат энергии во вторич­ной цепи нет. Поэтому вторичное напряжение при хо­лостом ходе максимально. Эта величина — напряжение холостого хода.

Отношение напряжений на иервячной и вторичной об­мотках при холостом ходе (коэффициент трансформа­ции к) равно отношению количества витков первичной W и вторичной W2 обмоток. В сварочных трансформа-

а

торах сетевое напряжение 220 или 380 В преобразует­ся в более низкое — 6О...90 В. Такие трансформаторы называются понижающими.

Режим нагрузки (см. рис. 6, б) устанавливают при замыкании цепи вторичной обмотки в момент зажигания дуги. При этом под действием напряжения U2, равном напряжению дуги Ua, во вторичной обмотке сварочной цепи и дуге возникает ток /2. Он создает в сердечнике переменный, магнитный поток, который стремится умень­шить величину магнитного потока, создаваемого первич­ной обмоткой. Противодействуя этому, сила тока в первичной обмотке увеличивается. Увеличение силы то­ка в первичной цепи происходит в соответствии с зако­ном сохранения энергии — потребление энергии от сети первичной обмотки должно быть равно отдаче энергии дуге вторичной обмоткой. Следовательно, понижая с помощью трансформатора напряжение в k раз, во столь­ко же раз увеличивают силу тока во вторичной цепи. Поэтому в сварочных трансформаторах сила вторично­го тока в 3—6 раз больше первичного.

Падающая внешняя характеристика получается в сва­рочном трансформаторе благодаря большому рассеянию магнитного потока. С этой целью первичную и вторич­ную обмотки располагают иа значительном расстоянии друг от друга. При нагрузке (см. рис. 6, б) часть маг­нитного потока трансформатора замыкается по возду­ху, образуя поток рассеяния Фр. Поэтому поток Фг, пронизывающий вторичную обмотку, при нагрузке мень­
ше, чем поток Фь пронизывающий первичную обмотку. Соответственно и напряжение {У2, создаваемое потоком Ф2 во вторичной обмотке, уменьшится по сравнению с ив, создаваемом при холостом ходе потоком Ф, на неко­торую величину Ер, которую называют ЭДС рассеяния. Таким образом, вторичное напряжение трансформато­ра снижается из-за потерь на внутреннем сопротивлении (индуктивное сопротивление трансформатора). С увели­чением силы Тока вторичной обмотки увеличиваются магнитный поток и ЭДС рассеяния. Поэтому-с увеличе­нием нагрузки напряжение на выходе трансформатора иг уменьшается, внешняя характеристика — падающая (см. рис. 4). Крутизна наклона внешней характеристики тем больше, чем больше индуктивное сопротивление трансформатора.

Силу тока регулируют изменением напряжения холос­того хода или индуктивного сопротивления трансфор­матора (рис. 7).

Напряжение холостого хода трансформатора U0 = = іУіКУ№'і. Если дугу подключить к крайним контак­там вторичной обмотки (см. рис. 7, а), то число витков W2, участвующих в работе, увеличится. При этом уве­личится напряжение холостого хода, а следовательно, и сила сварочного тока. Очевидно, что при увеличении числа витков первичной обмотки Wi сила тока умень­шится. Секционированные обмотки позволяют регулиро­вать силу тока только ступенчато. В трансформаторах с подвижными катушками винтовым механизмом 4 плав­но регулируют силу тока (см. 7, б), перемещая по сер­дечнику 3 подвижные обмотки. Если увеличить рассто­яние между первичной 1 и вторичной 2 обмотками, то возрастут магнитный поток и ЭДС рассеяния, т. е. увеличатся потери энергии внутри трансформатора. Это вызовет уменьшение силы тока. Следовательно, увели­чение расстояния между обмотками приводит к увели­чению индуктивного сопротивления трансформатора.

Подобным же образом при введении магнитного шуита 5 между обмотками (см. рис. 7, в) уменьшится магнитное сопротивление на пути потока рассеяния, а сам поток увеличится, что приведет к увеличению ин­дуктивного сопротивления трансформатора и уменьше­нию силы тока. В трансформаторах с подвижными магнитными шунтами, изменяя регулятором 6 положе­ние шуита 5, плавно регулируют силу тока. Силу тока

Рис. 7. Регулирование сварочного тока:

а — подключением вторичной обмотки: б — перемещением подвижных обмоток; в — введением магнитного шунта: I. 2 — первичная и вторичная обмотки; 3 — сердечник; 4 — винтовой механиам; 5 — магнитный шунт; 6 — руко­ятка регулятора

подмагничиваемым обмоткой управления постоянного тока. Если увеличить силу тока в обмотке управления, то магнитное сопротивление шунта возрастет. При уве­личении магнитного сопротивления шунта поток рассея­ния уменьшится, что приведет к увеличению силы сва­рочного тока. Этот способ плавного регулирования силы тока использован в трансформаторах, регулируемых подмагничиванием шунта.

В тиристорных трансформаторах формирование тре­буемых внешних характеристик и регулирование режи­ма сварки осуществляется полууправляемыми вентиля­ми— тиристорами, включаемыми встречно — параллель­но, и системой управления фазой их включения. Способ фазового регулирования переменного тока основан на преобразовании синусоидального тока в знакоперемен­ные импульсы, амплитуду и длительность которых оп­ределяют углом (фазой) включения тиристоров.