Suvirinimo transformatorius: principas, reikalavimas ir tipai

Perskaitę šį straipsnį sužinosite apie: - 1. Suvirinimo transformatoriaus veikimo principus 2. Suvirinimo transformatoriaus 3 reikalavimai. Tipai.

Suvirinimo transformatoriaus veikimo principai:

Kintamosios srovės suvirinimo metu srovė išlieka beveik sinusoidinė, o įtampa iškraipoma, kaip parodyta 4.9 pav.

Atsižvelgiant į šias tranzitines charakteristikas, taškas M rodo įtampą, reikalingą lankui įveikti. „ARC RECOVERY TIME“ vadinamas kalkėmis, kurių metu įtampa pakyla nuo nulio iki įtampos, pakankamos pakartotiniam uždegimui .arc. Lankinio įtampos pereinamuoju laikotarpiu jis žymimas Jei lankas turi būti pastovus ir tylus, laikas Y turėtų būti kuo trumpesnis, nes kitaip per tarpinį intervalą katodas gali tapti per šaltas, kad būtų išskiriamas pakankamas skaičius elektronų ir jonų. reignite ir palaikykite lanką.

Vienas iš būdų sumažinti t 1 yra suvirinimo galios šaltinio atvirosios grandinės įtampos padidinimas, kaip matyti iš 4.10 pav. Įtampos kreivė 2 turi mažesnę maksimalią vertę nei 2 įtampos kreivė. 1 kreivėje lanko įtempimo įtampa yra E ir lanko atkūrimo laikas yra t 1. 2 kreivės atveju, ta pati įtampos įtampa E lanko atkūrimo laikas t 2 yra žymiai ilgesnis nei t 1 .

Norint išlaikyti nuolatinį AC lanką, suvirinimo grandinėje turi būti induktyvumas *, kuris sukurtų fazių skirtumą tarp įtampos ir srovės tranzito, maždaug nuo 0 iki 35 iki 0-45.

Suvirinant mažomis srovėmis katodas praranda daugiau šilumos nei suvirinant didelėmis srovėmis. Todėl pirmuoju atveju lanko atkūrimo laikas turėtų būti kuo trumpesnis. Pavyzdžiui, esant 160–250 amperų srovei, lankas lengvai pradedamas, kai transformatorius turi 55–60 voltų atvirosios grandinės įtampą, o esant mažoms srovėms, pvz., 60–70 amperų, ​​transformatoriaus apkrovos įtampa neturėtų būti 70 iki 80 voltų.

Tačiau atvirosios grandinės įtampos padidėjimas gali kelti pavojų suvirintojo saugai ir sumažinti suvirinimo transformatoriaus galios koeficientą (ty lanko įtampą / atvirosios grandinės įtampą). Todėl būtina, kad atvirosios grandinės įtampa būtų kuo mažesnė, atsižvelgiant į taikomus apribojimus.

Suvirinimo transformatoriaus reikalavimai:

Suvirinimo transformatorius turi atitikti šiuos reikalavimus:

1. Turi būti matoma statinė įtampos ir ampero charakteristika.

2. Kad būtų išvengta purslų, suvirinimo srovės pertrūkis trumpojo jungimo metu turėtų būti apribotas kuo mažesniu už įprastą lanko srovę.

3. Atviros grandinės įtampa paprastai neturėtų viršyti 80 voltų ir jokiu būdu 100 voltų.

4. Išėjimo srovė turi būti nuolat valdoma per visą galimą diapazoną.

5. Atviros grandinės įtampa turi būti tik pakankamai didelė, kad būtų galima greitai pradėti lanką, o ne pernelyg didelė, kad pakenktų suvirinimo ekonomikai.

Pagrindiniai suvirinimo transformatorių tipai:

Keturi pagrindiniai suvirinimo transformatorių tipai yra:

1. Didelis reaktyvumo tipas,

2. Išorinis reaktoriaus tipas, \ t

3. Integruotas reaktoriaus tipas ir

4. Sotinamas reaktoriaus tipas.

1. Aukštos reakcijos tipo suvirinimo transformatorius:

Kai transformatorius tiekia srovę, aplink jo apvijas gaminami magnetiniai srautai.

Gauto magnetinio srauto linijos, ɸ, kerta magnetinę grandinę ir nupjauna pirminius (I) ir antrinius (II) apvijas, kaip parodyta 4.11 pav. Tačiau ne visos magnetinės srauto linijos tai daro. Kai kurios magnetinio srauto linijos, atsirandančios dėl pirminės srovės, nesumažina antrinių apsisukimų ir atvirkščiai, nes abu jų keliai yra ore.

Diagramoje šie daliniai srautai pažymėti kaip ɸ L1 ir 2 L2 . Kitaip tariant, jie yra atsakingi už ritinių reaktyvumą *, o atitinkamos reaktyviosios įtampos sumažėja. Didėjant srovei, taip pat padidėja nuotėkio srautai, taip pat ir savaiminio indukcijos emf. Todėl pirminės arba antrinės srovės padidėjimas padidina reaktyviosios įtampos kritimą per atitinkamus apvijas.

Norint, kad suvirinimo transformatorius pasižymėtų staigiai besitęsiančia įtampos ir ampero charakteristika, tiek pirminės, tiek antrinės apvijos turi turėti didelį reaktyvumą, ty jos turi turėti didelį nuotėkio srautą. Ši sąlyga yra įvykdyta, pridedant pirminę ir antrinę apvijas atskirose galūnėse arba toje pačioje galūnėje, tačiau tarp jų yra atstumas, pvz., Atstumas „b“ aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Srovės valdymą didelio reagavimo suvirinimo transformatoriuose gali paveikti trys metodai. Vienas iš jų apima judančią pirminę ritę, kaip parodyta 4.12 pav. Kadangi tarpai tarp apvijų yra skirtingi, tai veikia ir reaktyvumas, taigi ir išėjimo suvirinimo srovė.

Antrasis metodas grindžiamas panaudotų apvijų naudojimu arba pirminėje, arba antrinėje pusėje, o transformacijos santykio kitimas gali būti pasiektas įtraukiant arba ištraukiant grandinę reikiamu skaičiumi apsisukimų, kaip parodyta Fig.4.13.

Trečiuoju metodu naudojamas judamasis magnetinis šuntas. Šuntavimo vieta, išdėstyta nuotėkio srautų keliuose, kaip parodyta Fig. 4.14, kontroliuoja išėjimo suvirinimo srovę kontroliuojant reaktyvumą.

2. Išorinio reaktoriaus tipo suvirinimo transformatorius:

Šį suvirinimo transformatoriaus tipą sudaro normalus reaktyvumas, vienfazis, pakopinis transformatorius ir atskiras reaktorius arba droselis.

Indukciniai reaktyvumai ir apvijų atsparumas tokiame suvirinimo transformatoriuje yra nedideli, todėl jos antrinė įtampa skiriasi, bet šiek tiek skiriasi nuo suvirinimo srovės. Reikiamą nukritimą ar neigiamą įtampą-ampero charakteristiką užtikrina reaktorius, įmontuotas į suvirinimo grandinės antrinę dalį. Reaktorius susideda iš plieno šerdies ir apvijos, su viela, suprojektuota maksimaliai leistinai srovei.

Jei suvirinimo transformatoriaus antrinė įtampa yra V 2, lanko įtampa yra V lankas, o bendrasis varžinis reaktyvus C-reaktyvus lašas per reaktorių yra V 2, tada trys kiekiai gali būti schematiškai parodyti kaip pavaizduota 4.15 pav. .

Taigi, lanko įtampa mažėja didėjant srovei arba padidėjus įtampos kritimui per reaktorių. Tai suteikia neigiamą arba nulenktą volt-ampero charakteristiką.

Suvirinimo srovės kontrolę galima pasiekti dviem būdais, ty keičiant reaktoriaus (judančio branduolinio reaktoriaus) nenorą arba keičiant į apvyniojimą įjungtą apvijų (sukietėjusio reaktoriaus) apsisukimų skaičių.

Judančio branduolinio reaktoriaus šerdis, kaip parodyta 4.16 pav., Susideda iš fiksuotos dalies, turinčios apvijų, ir judančią galą, kuri gali būti perkelta į fiksuotą šerdį arba nuo jos, tinkamu būdu, tokiu būdu keičiant oro tarpą tarp jų. Oro tarpo padidėjimas padidina reaktoriaus magnetinės grandinės nenorą, o jo savęs indukcija ir indukcinis reaktyvumo sumažėjimas, todėl suvirinimo srovė didėja.

Sumažinus oro tarpą, taip pat sumažėja magnetinės grandinės nenoras, padidėja magnetinis srautas, o indukcinis reaktyvumas - ritė ir suvirinimo srovė. Tokiu būdu suvirinimo srovė gali būti reguliuojama labai tiksliai ir nuolat.

Atvirkštiniame reaktoriuje šerdis yra kieta, tačiau ritė yra padalyta į keletą sekcijų, kiekviena sekcija sujungta į reguliatoriaus tašką, kaip parodyta 4.17 pav. Perkėlus kontaktinę ranką per čiaupus, bus keičiamasi įjungtų grandinių skaičius ir suvirinimo srovės dydis. Taigi srovė yra valdoma žingsniais.

3. Integrinis reaktoriaus tipo suvirinimo transformatorius:

Integruoto reaktoriaus tipo suvirinimo transformatorius, pavaizduotas 4.18 pav., Turi pirminę apviją I, antrinę apviją II ir reaktoriaus apviją III. Be pagrindinių galūnių, šerdyje yra papildomų galūnių, turinčių reaktoriaus apvijų. Srovė reguliuojama perkeliant šerdį C, esančią tarp papildomų galūnių.

Taigi dalis, kurioje yra I ir II apvijos, yra tinkamas transformatorius, o dalis, kurioje yra apvija III, yra reaktorius.

Reaktorius gali būti sujungtas su antrine arba serijiniu būdu, arba nuosekliai.

Kai reaktorius yra sujungtas nuosekliai, 4.18 (a) pav., Transformatoriaus atvirosios grandinės įtampa bus

E t + E 2 + E r

kur E2 yra transformatoriaus antrinė įtampa ir E r yra reaktoriaus įtampa.

Serijų palaikymo jungtis sukuria stabilią lanką esant mažoms srovėms ir naudojama plonų plokščių suvirinimui.

Kai reaktorius yra sujungtas nuosekliai, kaip parodyta 4.18 (b) paveiksle, jo įtampa atimama iš transformatoriaus atvirosios grandinės įtampos, ty,

E t + E 2 - E r

Serijinės opozicinės jungtys naudojamos storoms plokštėms su stipriomis srovėmis suvirinti.

4. Sotinamasis reaktoriaus tipo suvirinimo transformatorius:

Šioje suvirinimo transformatoriuje naudojama izoliuota žemos įtampos, mažos srovės nuolatinės srovės grandinė, skirta keisti magnetinės šerdies efektyvias magnetines charakteristikas. Taigi, didelis kiekis AC yra valdomas naudojant santykinai nedidelį kiekį nuolatinės srovės, todėl leidžia reguliuoti išėjimo įtampos ir ampero charakteristikos kreivę nuo mažiausios iki didžiausios. Pavyzdžiui, kai reaktoriaus ritėje nėra srovės srauto, jis turi minimalią impedanciją ir tokiu būdu didžiausią suvirinimo transformatoriaus našumą.

Kadangi nuolatinės srovės srovės grandinėje padidėja nuolatinės srovės dydis, yra daugiau nuolatinių magnetinių jėgų, todėl padidėja reaktoriaus varža ir sumažėja suvirinimo transformatoriaus išėjimo srovė. Šis metodas turi pranašumą - pašalina judančias dalis ir lenkiamuosius laidininkus ir dažnai naudojamas dujų volframo lankinio suvirinimo maitinimo šaltiniuose.

4.19 pav. Parodyta paprasto prisotinamo reaktoriaus maitinimo šaltinio grandinės pagrindai. Norint pasiekti pageidaujamą žemos įtampos ir didelės srovės tikslą, reaktoriaus ritės yra prijungtos prieštaraujantis nuolatinės srovės valdymo ritės.

Naudojant AC, labai svarbus yra volframo lankinio suvirinimo bangos formos. Sotinamasis reaktorius paprastai sukelia smarkų iškraipymą iš transformatoriaus tiekiamos sinusinės bangos. Kaip parodyta 4.19 pav., Oro tarpo išdėstymas reaktoriaus šerdyje yra vienas iš šių iškraipymų mažinimo būdų. Arba gali būti įdėta didelė droselė į nuolatinės srovės valdymo grandinę. Bet kuris būdas arba jų derinys sukurs norimą rezultatą.

Suvirinimo transformatorių lygiagretus valdymas:

Kartais suvirinimo operacijoje reikia, kad srovė viršytų didžiausią suvirinimo srovę, gaunamą iš vieno transformatoriaus. Tokiu atveju norimą suvirinimo srovę galima pasiekti lygiagrečiai naudojant du ar daugiau suvirinimo transformatorių.

Tokiam lygiagrečiam darbui būtinas atsargumas yra tas, kad transformatorių įtampos be apkrovos arba atvirosios grandinės turi būti tokios pačios. Tai ypač svarbu didelės reaktyvumo tipo suvirinimo transformatorių atveju, kai atvirosios grandinės įtampa ir transformacijos santykis tam tikru mastu skiriasi priklausomai nuo reguliavimo sąlygų ir valdymo etapo.

Kai lygiagrečiai valdomi du transformatoriai, kaip parodyta 4.20 pav., Panašūs pirminių apvijų gnybtai turi būti prijungti prie maitinimo tinklo identiškų linijų laidų A, B, C, taip užtikrinant emf fazių sutapimą. antrinės apvijos. Tada panašūs antrinių sekcijų terminalai turi būti sujungti poromis, kaip parodyta. Tokius trijų fazių dvigubo operatoriaus transformatorius Indijoje prekiauja „M / s ES AB India Limited“.

Daugiafunkciniai suvirinimo transformatoriai:

Daugiafunkcinė arba daugiafunkcinė suvirinimo transformatorių sistema naudoja didelės srovės pastovios įtampos maitinimo šaltinį, skirtą tuo pačiu metu užtikrinti daugybę suvirinimo grandinių. Tokia sistema naudojama tada, kai yra gana didelė suvirinimo taškų koncentracija santykinai nedidelėje veikimo zonoje, pavyzdžiui, laivų statyboje, elektrinių statybvietėse, naftos perdirbimo gamyklose ir chemijos gamyklose.

Daugiafunkcinis suvirinimo transformatorius su plokščia įtampos ir ampero charakteristika gali būti vienos fazės arba 3 fazių įvairovė. Vienfazio daugiafunkcinio suvirinimo transformatoriaus trūkumas yra tas, kad jis sukuria nesubalansuotą apkrovą 3 fazių maitinimo tinklui. Jei daugiafunkcinio suvirinimo transformatoriaus įtampa neviršys apkrovos (maksimalus pokytis neturi viršyti 5%), jis turėtų turėti mažą magnetinį nutekėjimą, ty mažą indukcinį reaktyvumą.

Lankų ar suvirinimo grandinių, kurias galima prijungti prie suvirinimo transformatoriaus, skaičių galima rasti santykiu,

n = I t / I a .K

kur,

n = lankų ar suvirinimo grandinių skaičius,

I t = suvirinimo transformatoriaus vardinė išėjimo srovė,

I a = vidutinė lanko srovė kiekvienoje suvirinimo grandinėje,

K = įvairovės faktorius.

Įvairovės koeficientas K atsižvelgia į tai, kad visi suvirintojai, dirbantys iš vieno ir to paties maitinimo šaltinio, neveikia vienu metu. Įvairovės veiksnys yra susijęs su vidutiniu darbo ciklu ir tikimybės įstatymais, bet sumažėja, nes didėja suvirintojų, dirbančių iš to paties transformatoriaus, skaičius. Paprastai laikoma, kad K yra nuo 0 iki 6 to 8.

Kiekviena suvirinimo stotis yra prijungta per atskirą kintamąjį droselį (srovės reguliatorių), kuris suteikia staigiai nukreipiančią statinę įtampos ir ampero charakteristikos kreivę kiekvienai suvirinimo grandinei. Suvirinimo grandinės yra sujungtos lygiagrečiai, nes su šiuo įrenginiu šaltinis yra geriau naudojamas suvirinant mažomis srovėmis, kurios yra nuo 70 iki 100 amperų.

Pastaba:

Pažymėtina, kad suvirinimo transformatoriai turi gana mažą galios koeficientą dėl to, kad jie turi ritinius, turinčius didelį indukcinį reaktyvumą. Todėl suvirinimo transformatoriai neturi turėti didesnės galios nei būtina priskirtam darbui atlikti. Jie taip pat neturėtų būti naudojami ilgą laiką be apkrovos.