ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ
Для ручной сварки применяют сварочные трансформаторы е подвижными катушками (типа ТД и ТДМ) и е подвижными магнитными шунтами (СТШ-500, СТШ- 500-80), а также тиристорные трансформаторы типа ТДЭ (ТДЭ-402). Для сварочных работ в монтажных
условиях выпускают переносные трансформаторы с подвижными катушками (ТД-102, ТД-306) и трансформаторы, регулируемые намоткой сварочного кабеля (ТСМ-250, ТСМ-500). Требования к сварочным трансформаторам изложены в ГОСТ 95—77 *.
Переносной трансформатор ТД-102 (рис. 8) благодаря разнесению обмоток имеет крутопадающие внешние характеристики.
Рис. 8. Переносной трансформатор ТД-102 с подвижными катушками:
I — регулятор сварочного тока;
2, 4 —вторичная и первичная обмотки; 3 — сердечник; 5 — кожух
Обе катушки вторичной обмотки 2 прикреплены к верхней части магнятопровода. При параллельном соединений катушек получается ступень больших тбков (85...І75 А), при включении только одной из катушек — ступень малых токов (55...8Б А). В пределах каждой ступени сила тока регулируется ходовым винтом й рукояткой регулятора силы тока 1. При вращении рукоятки регулятора по часовой стрелке первичная обмотка 4 сближается со вторичной 2 (сила тока увеличивается).
Аналогичное устройство имеет переносной трансформатор ТД-306 (табл. 1).
Трансформаторы типа ТДМ (табл. 2) с механическим регулированием силы тока по конструктивному исполнению, схеме соединения катушек обмоток и принципу регулирования силы тока близки к передвижным трансформаторам типа ТД. В новых трансформаторах серии ТДМ применена холоднокатаная сталь, современные обмоточные и изоляционные материалы, наборные магн'и - топроводы имеют бесшпилечную конструкцию. Все это позволило уменьшить массу и размеры трансформаторов.
В трансформаторах типа ТДМ изменена конструкция переключателя диапазонов сварочного тока, Йереключа - тель ножевого типа выдерживает токовые нагрузки при его переключении без отключения трансформатора от сетевого напряжения. Сварочные и сетевые йровода
Параметры |
ТД-І02 |
ТД-306 |
ТД-300 |
ТД-500 |
ТД-502 |
[ ТД-500-4 |
Номинальная сила сварочного тока, А |
160 |
250 |
315 |
500 |
500 |
500 |
Номинальный режим работы ПН, % |
20 |
25 |
60 |
60 |
60 |
60 |
Напряжение холостого хода, В, не более |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
12 |
Номинальное рабочее напряжение, В |
26 |
30 |
33 |
40 |
40 |
40 |
Минимальная сила сварочного тока, А, не более |
60 |
100 |
60 |
100 |
100 |
100 |
Минимальное рабочее напряжение, В |
22,4 |
24,0 |
22,4 |
24 |
24 |
24 |
Максимальная Сила сварочного тока, А, не лґегіее |
175 |
300 |
360 |
560 |
560 |
560 |
Максимальное рабочее напряжение, В |
27,0 |
32,0 |
34,4 |
43,■4 |
42,4 |
42,4 |
КПД |
0,72 |
0,78 |
0,86 |
0,88 |
0,88 |
0,87 |
Коэффициент, мощности |
0,48 |
0,5 |
0,56 |
0,68 |
0,85 |
0,67 |
Размеры, мм: длина |
570 |
630 |
692 |
720 |
765 |
780 |
ширина |
325 |
370 |
620 |
670 |
670 |
670 |
высота |
530 |
585 |
710 |
835 |
835 |
835 |
Масса, кг |
38 |
67 |
13? |
180 |
210 |
200 |
Примечание. Климатическое |
исполнение и категория |
размещения У2. |
подключаются штыревыми разъемами. Значительно расширена номенклатура трансформаторов. Базовые модели ТДМ-317, ТДМ-401, ТДМ-503 рассчитаны соответственно на номинальную силу тока 315, 400 и 500 А. Трансформаторы ТДМ-317-1, ТДМі40і-.1, ТДМ-503-1 предназначены для эксплуатации в особо опасных условиях и снабжены ограничителями напряжения холостого хо-
7 |
||||||
ад |
о |
со ' 8 |
||||
Параметры |
£ |
£. |
||||
Ч |
ч |
ч |
ч |
ч |
ч |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Номинальная сила сварочного тока, А |
160 |
250 |
315 |
400 |
500 |
315 |
Напряжение холостого хода, В, не более |
62 |
62 |
80 |
80 |
80 |
62; 80 |
Номинальный режим работы ПН, % |
25 |
25 |
60 |
60 |
60 |
60 |
Номинальное рабочее напряжение, В |
26 |
30 |
32,6 |
36,0 |
40,0 |
32,6 |
Минимальная сила сварочного тока, А, не более |
55 |
85 |
60 |
80 |
90 |
60 |
Минимальное рабочее напряжений’, В |
_ |
_ |
22,4 |
23,2 |
23,6 |
22,4 |
Максимальная сила сварочного тока, А, не менее |
170 |
250 |
360 |
460 |
560 |
360 |
Максимальное рабочее Напряжение, В |
_ |
_ |
34,4 |
38,4 |
42,4 |
34,4 |
кпд |
0,68 |
0,76 |
0,86 |
0,86 |
0,88 |
0,86 |
Коэффициент мощности |
_ |
_ |
0,56 |
0,6 |
0,65 |
0,56 |
Размеры, мм: |
||||||
длина |
450 |
450 |
555 |
555 |
555 |
760 |
ширина |
290 |
290 |
585 |
585 |
585 |
585 |
высота |
510 |
550 |
818 |
848 |
888 |
818 |
Масса, кг |
38 |
50 |
130 |
145 |
170 |
145 |
2 |
со |
ст СО |
со со |
CNJ |
||
СО |
к |
о ш |
S |
ч* Й |
||
Параметры |
Й |
Й |
Й |
й |
й |
|
п н |
п н |
п Н |
п Н |
Н |
Номинальная сила
размещения У2. |
да УСНТ-06, снижающими напряжение при работе на холостом ходу до безопасного значения (12 В). Трансформатор ТДМ-503-2 имеет конденсатор для повышения коэффициента мощности, а трансформатор ТДМ-503-3 снабжен конденсатором и ограничителем напряжения холостого хода.
В трансформаторе СТШ-500 (рис. 9) катушкн первичной обмотки неподвижно закреплены у нижней, а ка - тушкй вторичной обмотки 1 — у верхней части магнито-
провода 2. В окне магнитопровода в пространстве между первичной 4 и вторичной 1 катушками расположены два магнитных шунта 3. Положение шунтов изменяют рукояткой холостого винта 5 и гайками, вмонтированными в шунты. Один из шунтов имеет гайку с левой резьбой, другой — с правой. При вращении винта по часовой стрелке шунты раздвигаются (сила тока уменьшается),
Рис. 9. Сварочный трансформатор СТШ-500:
1.4— катушки вторичной и первичной обмоток; 2- магнито - провод; 3 — магнитный шунт;
В — рукоятка ходового винта; б — кожух
против часовой стрелки — сдвигаются (сила тока возрастает). При этом изменяется индуктивность рассеяния н плавно регулируется сила сварочного тока. Шунты, как и магнитопровод трансформатора, изготовляют из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Обмотки трансформатора выполнены из алюминия и армированы на концах медью.
Трансформатор устанавливают на раму с колесами и закрывают кожухом 6. Доска зажимов для подключения сетевого напряжения расположена на левой боковой стенке кожуха, доска зажимов для присоединения сварочных проводов — на правой; обе они закрыты защитными крышками.
В трансформаторе СТШ-500-80 (табл. 3) сила сварочного тока ступенчато регулируется переключением катушек с параллельного (большие токи) на последовательное (малые токи) соединение. Трансформатор СТШ- 500 80 имеет устройство для снижения напряжения холостого хода до безопасного через 0,5... 1 с после прекращения сварки. Внешние характеристики трансформаторов крутопадающне.
Переносной сварочный трансформатор ТСМ-250 (рис. 10) имеет четыре ступени регулирования силы тока, получаемые при согласном или встречном включении двух дополнительных обмоток со вторичной обмоткой. При согласном включении ЭДС дополнительных обмоток складывается с ЭДС вторичной обмотки и сила тока увеличивается, при встречном — уменьшается. Ступени
Параметры |
СТШ-500 |
СТШ-500-80 |
Номинальная сила сварочного тока; А |
500 |
500 |
Номинальный режим работы ПН, % |
60 |
60 |
Номинальное рабочее напряжение, В |
30 |
50 |
Напряжение холостого хода, В |
60 |
80 |
Пределы регулирования силы сварочного тока, А |
145...650 |
60...800 |
кпд |
0,90 |
0,92 |
Коэффициент мощности |
0,53 |
0,62 |
Размеры, мм: длина |
670 |
980 |
ширина |
666 |
765 |
высота |
753 |
766 |
Масса, кг |
220 |
323 |
меняют при подключении сварочных кабелей и перемычки к соответствующим клеммам на доске зажимов 6. Наматывая сварочный кабель вокруг кожуха (до четырех витков в одну или другую сторону), плавно регулируют силу тока в пределах одной ступени. Трансформатор имеет крутопадающие внешние характеристики.
Переносные сварочные трансформаторы оборудованы специальным устройством — стабилизатором дуги. Для сварки на переменном токе предназначены стабилизатор дуги СД-2 на 50 Гц и стабилизатор для малоустойчивых дуг на 100 Гц. Стабилизаторы дуги подают на дуговой промежуток стабилизирующий импульс в момент перехода силы тока через нулевое значение. Стабилизатор фактически повторно зажигает дугу и поддерживает ее горение, пока напряжение сварочного трансформатора не станет достаточным для питания дугового разряда.
Стабилизатор СД-2 (рис. 11) состоит из зарядного устройства ЗУ, конденсатора С, трансформатора тока
Т2, контактора К и блока управления БУ. Конденсатор С заряжается от зарядного устройства ЗУ н в момент перехода сварочного тока через нулевое значение разряжается на дуговой промежуток, стабилизируя дуговой разряд.
Рис. 10. Переносной трансформатор ТСМ-250:
1 — сварочный кабель; 2 — обмотки; 3, 4 — первичная и вторичная обмотки; 5 — магнито - провод; 6 ~~ доска зажимов
Стабилизатор выпускает - ся в виде отдельного блока.
Его можно подключить к любому трансформатору для ручной дуговой сварки ТС, что облегчает начальное и повторное зажигание дуги и обеспечивает режим сварки на переменном токе электродами, предназначенными для сварки на постоянном токе.
Для сварки на переменном токе электродами с низкими стабилизирующими свойствами (например, электродами для сварки коррозионностойких сталей) на дуговой промежуток необходимо подавать. импульсы с частотой 100 Гц. Стабилизаторы дуги на 100 Гц выпускаются промышленностью в комплекте со сварочными трансформаторами, образуя источник питания «Разряд-250» или «Разряд - 160» (табл. 4).
Источник питания «Разряд-250» состоит из трансформатора, аналогичного по устройству трансформатору ТСМ-250, и стабилизатора на 100 Гц, подобного стабилизатору СД-2. Источник имеет крутопадающую внешнюю характеристику.
Ступенчато силу тока регулируют переключателем, а В диапазоне между ступенями — намоткой сварочного кабеля на кожух. Для питания схемы стабилизатора
Параметры |
ТСМ-250 |
тсм-здо |
«Раз ряд-160» |
«Разряд-250» |
Первичное напряжение, В |
380 |
'380 |
220 |
380 |
Номинальная мощность, кВ-А |
6,2 |
32 |
9,6 |
15 |
Номинальная сила сварочного тока, А |
250 |
600 |
125 |
250 |
Номинальный режим работы ПН, % |
20 |
40 |
20 |
20 |
Номинальное рабочее напряжение; В |
25 |
40 |
25 |
30 |
Напряжение холостого хода, В |
60 |
68 |
55 |
60 |
Пределы регулирования силы сварочного тока, А |
92...250 |
60... 700 |
90...260 |
90...250 |
К. ПД |
0,69 |
0,82 |
0,69 |
0,69 |
Коэффициент МОЩНОСТИ |
0,55 |
0,69 |
0,55 |
0,55 |
Размеры, мм: длина |
400 |
650 |
350 |
350 |
ширина |
370 |
560 |
300 |
300 |
высота |
450 |
580 |
480 |
480 |
Масса, кг |
35 |
130 |
42 |
50 |
дуги служит обмотка, расположенная на магнитопрово - де сварочного трансформатора. При этом обеспечивается автоматическое отключение стабилизатора дуги на холостом ходу сварочного трансформатора.
Источник питания «■Разряд-160> также укомплектован стабилизатором дуги на 100 Гц. Его трансформатор обеспечивает ступенчатое регулирование силы сварочного тока переключателем, который имей - семь позиций. На первых четырех ступенях сварочный трансформатор работает от бытовой сети.
Тиристорный трансформатор ТДЭ-402 имеет два диапазона регулирования силы сварочного тока, в пределах которых она плавно регулируется тиристорным фазорегулятором.
Структурная схема трансформатора ТДЭ-402 приведена на рис. 12. Тиристорный фазорегулятор (ФР) включен в цепь первичной обмотки силового трансформатора (СТ) и выполняет функции регулятора силы тока и
устройства снижения напряжения холостого хода. Ключевой элемент (К) пропускает сигнал задания Ца с блока задания силы гока (БЗТ) на элемент сравнения (ЭС) только при наличии разрешающего сигнала 1/разр с датчика обратной связи (ДТ) по току сварочной дуги (СД). В рабочем режиме трансформатора ключ К закрыт, разность сигналов задания н обратной связи по току дуги поступает на вход системы фазового управления (СФУ) и определяет величину угла управления тиристоров и силу тока вторичной обмотки трансформатора. Через 1 с после обрыва дуги ключ К открывается, на выходных зажимах трансформатора устанавливается безопасное напряжение холостого хода (12 В). В течение этого времени на вход СФУ подается сигнал задания тока без учета напряжения обратной связи Ua. cj что обеспечивает полнофазное открытие тиристоров фазорегулятора и надежное повторное возбуждение дуги. В аварийном режиме на выходных зажимах трансформатора длительное время сохраняется полное напряжение холостого хода (80 В). В этом случае блок аварийного отключения (БАО) автоматическим - выключателем (АВ) отключает трансформатор от сети.
Внешние характеристики трансформатора ТДЭ-402 крутопадающне. Техническая характеристика трансформатора приведена в табл. 2.
Сила сварочного тока ступенчато регулируется включением или отключением реакторной обмотки. Тиристорное регулирование снижает массу и упрощает конструкцию трансформатора, стабилизирует режим сварки при различных возмущениях, обеспечивает программируемый режим сварки.
В Институте электросварки им. Е. О. Патона к серийным сварочным трансформатором (до 315 А) для монтажных работ разработан модулятор сварочного тока марки ОЙ 101. Он обеспечивает надежное зажигание дуги н регулируемое начало процесса сварки, повышает
сети частотой 50 Гц, В............................... 220
Сила тока импульса, А............................... 315
I ступень........ 85...Э5
II ступень........................................... 100...120
Пределы регулирования времени импульса н паузы, с 0,02...0,5
Пределы регулирования стартового импульса, с 0,5...1,5
Размеры (длина X ширила X высота), мм.... 350x216x515
Масса, кг..................................................... 16