Suvirinimo transformatorių klasifikacija ir įtaisas

Suvirinimo transformatoriuje yra galios transformatorius ir suvirinimo srovės valdymo įtaisas.

Suvirinimo transformatoriuose dėl didelio įtampos ir srovės fazinio poslinkio poreikio, kad būtų užtikrintas stabilus kintamosios srovės lanko užsidegimas, kai poliškumas yra atvirkštinis, būtina užtikrinti padidintą antrinės grandinės indukcinę varžą.

Didėjant indukcinei varžai, didėja ir suvirinimo lanko maitinimo šaltinio išorinės statinės charakteristikos nuolydis jo darbinėje dalyje, o tai užtikrina, kad kritimo charakteristikos būtų gautos pagal „maitinimo šaltinio – lanko“ bendro stabilumo reikalavimus. "sistema.

XX amžiaus pirmoje pusėje projektuojant suvirinimo transformatorius, transformatoriai su normaliu magnetinio lauko išsklaidymu buvo naudojami kartu su atskiru arba kombinuotu droseliu. Srovė valdoma keičiant oro tarpą induktoriaus magnetinėje grandinėje.

Šiuolaikiniuose suvirinimo transformatoriuose, kurie gaminami nuo septintojo dešimtmečio, šie reikalavimai tenkinami padidinus magnetinio lauko sklaidą.

Transformatorius kaip objektas elektros inžinerija turi lygiavertę grandinę, kurioje yra aktyvioji ir indukcinė varža.

Suvirinimo transformatorių, veikiančių apkrovos režimu, energijos suvartojimas yra eilės tvarka didesnis nei tuščiosios eigos nuostoliai, todėl dirbant su apkrova į šią schemą galima nepaisyti.

Ryžiai. 1. Suvirinimo transformatorių klasifikacija

Įprastoje transformatoriaus grandinėje pagrindinis magnetinio lauko nuostolis kelyje nuo pirminės iki antrinės apvijos atsiranda tarp magnetinės grandinės šerdies.

Magnetinio lauko išsklaidymas valdomas keičiant oro tarpo tarp pirminės ir antrinės apvijų geometriją (judančios ritės, judantys šuntai), koordinuotai keičiant pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičių, keičiant magnetinę. pralaidumas tarp magnetinės grandinės šerdies (įmagnetintas šuntas).

Nagrinėjant supaprastintą transformatoriaus su paskirstytomis apvijomis schemą, galima gauti indukcinės varžos priklausomybę nuo pagrindinių transformatoriaus parametrų.

Rm – varža paklaidžiojo magnetinio srauto kelyje, ε – santykinis ritių poslinkis, W – ritių apsisukimų skaičius.

Tada srovė antrinėje grandinėje:

Be galo kintamas šiuolaikinių suvirinimo transformatorių asortimentas: 1:3; 1:4.

Daugelis suvirinimo transformatorių turi žingsninį valdymą – pirminės ir antrinės apvijų perjungimą į lygiagrečią arba nuosekliąją jungtį.

I = K / W2

Šiuolaikiniai suvirinimo transformatoriai, siekiant sumažinti didelių srovių etapo svorį ir kainą, sumažinama atviros grandinės įtampa.

Suvirinti transformatoriai su judamomis ritėmis

Ryžiai. 2. Suvirinimo transformatoriaus su judančiomis apvijomis įtaisas: kai apvijos yra visiškai išstumtos, suvirinimo srovė yra maksimali, kai apvijos atskirtos, ji yra minimali.

Ši schema taip pat naudojama reguliuojamų transformatorių suvirinimo lygintuvuose.

Ryžiai. 3. Transformatoriaus su judančiomis apvijomis konstrukcija: 1 — švino varžtas, 2 — magnetinė grandinė, 3 — pirminė veržlė, 4,5 — antrinės ir pirminės apvijos, 6 — rankena.

Mobiliųjų šuntinių transformatorių suvirinimas

Ryžiai. 4. Suvirinimo transformatoriaus su kilnojamu šuntu įtaisas

Šiuo atveju magnetinio lauko nuotėkio srauto reguliavimas atliekamas keičiant magnetinio kelio elementų ilgį ir pjūvį tarp magnetinės grandinės strypų. Nes magnetinis pralaidumas geležis yra dviem eilėmis didesnė už oro pralaidumą; judant magnetiniam šuntui, pasikeičia oru einančios nuotėkio srovės magnetinė varža. Esant pilnai įdėtam šuntui, nuotėkio srovės bangos formą ir indukcinę varžą lemia oro tarpai tarp magnetinės grandinės ir šunto.

Šiuo metu suvirinimo transformatoriai pagal šią schemą gaminami pramonės ir buities reikmėms, tokia schema naudojama suvirinant reguliuojamų transformatorių lygintuvus.

Suvirinimo transformatorius TDM500-S

Suvirinimo transformatoriai su sekcijine apvija

Tai surinkimo ir buitiniai transformatoriai, pagaminti prieš 60, 70, 80 metų.

Yra keli pirminės ir antrinės apvijos apsisukimų skaičiaus reguliavimo etapai.

Fiksuoti šunto suvirinimo transformatoriai

Ryžiai. 4. Suvirinimo transformatoriaus su fiksuotu magnetiniu šuntu įtaisas

Kontrolei naudojama krentanti atkarpa, t.y. šunto šerdies veikimas prisotinimo režimu. Kadangi per šuntą einantis magnetinis srautas yra kintamas, darbo taškas parenkamas toks, kad jis neišeitų už krentančios šakos ribų magnetinis pralaidumas.

Didėjant magnetinės grandinės prisotinimui, mažėja šunto magnetinis pralaidumas, atitinkamai didėja nuotėkio srovė, transformatoriaus indukcinė varža ir dėl to mažėja suvirinimo srovė.

Kadangi reguliavimas yra elektrinis, maitinimo šaltinį galima valdyti nuotoliniu būdu. Kitas grandinės privalumas yra judančių dalių nebuvimas, nes elektromagnetinis valdymas leidžia supaprastinti ir palengvinti galios transformatorių projektavimą. Elektromagnetinės jėgos yra proporcingos srovės kvadratui, todėl esant didelėms srovėms kyla problemų dėl judančių dalių atraminių. Tokio tipo transformatoriai buvo gaminami XX amžiaus aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose.

Tiristorių suvirinimo transformatoriai

Ryžiai. 5. Prietaiso tiristorių suvirinimo transformatorius

Įtampos ir srovės reguliavimo principas tiristoriai remiantis tiristoriaus angos fazės poslinkiu jo tiesioginio poliškumo pusperiode. Tuo pačiu metu keičiasi vidutinė ištaisytos įtampos vertė ir atitinkamai srovės stiprumas per pusę ciklo.

Norint reguliuoti vienfazį tinklą, reikia dviejų priešingai sujungtų tiristorių, o reguliavimas turi būti simetriškas.Tiristorių transformatoriai turi standžią išorinę statinę charakteristiką, kurią valdo išėjimo įtampa naudojant tiristorius.

Tiristoriai yra patogūs kintamosios srovės grandinėse įtampai ir srovei reguliuoti, nes jie automatiškai užsidaro, kai pakeičiamas poliškumas.

Nuolatinės srovės grandinėse tiristorių uždarymui dažniausiai naudojamos rezonansinės grandinės su induktyvumu, o tai yra sunku ir brangu bei riboja reguliavimo galimybes.

Tiristorių transformatorių grandinėse tiristoriai įrengiami pirminės apvijos grandinėje dėl dviejų priežasčių:

1. Kadangi suvirinimo maitinimo šaltinių antrinės srovės yra daug didesnės už maksimalią tiristoriaus srovę (iki 800 A).

2. Didesnis efektyvumas, nes įtampos kritimo nuostoliai atidarytuose vožtuvuose pirmoje kilpoje yra kelis kartus mažesni už darbinę įtampą.

Be to, transformatoriaus induktyvumas šiuo atveju užtikrina didesnį išlygintos srovės išlyginimą nei tiristorių montavimo atveju antrinėje grandinėje.

Visi šiuolaikiniai suvirinimo transformatoriai gaminami su aliuminio apvijomis. Siekiant patikimumo, vario juostelės yra šaltai suvirintos galuose.

Ryžiai. 6. Tiristoriaus transformatoriaus blokinė schema: T — trifazis žeminamasis transformatorius, KV — perjungimo vožtuvai (tiristoriai), BFU — fazių valdymo įtaisas, BZ — užduočių blokas.

Ryžiai. 7. Įtampos diagrama: φ- tiristorių įjungimo kampas (fazė).

Nuo devintojo dešimtmečio dauguma suvirinimo transformatorių gaminami iš šalto valcavimo transformatorių geležies. Tai suteikia 1,5 karto didesnę indukciją ir mažesnį magnetinės grandinės svorį.