Назад: 2.3. Схема замещения трансформатора

2.4. Способы настройки сварочных трансформаторов

На основании анализа (2.7) и при условии, что U₂ = E₂ − I₂Z_э2, где E₂ = E₁w₂/w₁, можно наметить следующие способы настройки сварочных трансформаторов на заданный режим сварки:

· изменением наклона внешней характеристики источника питания при постоянном напряжении холостого хода за счет изменения индуктивного сопротивления;

· изменением U_xx трансформатора при неизменном наклоне его внешней характеристики за счет секционирования обмоток трансформатора, либо изменения подводимого сетевого напряжения;

· комбинированный способ, одновременно использующий два предыдущих.

Настройка режима путем изменения индуктивного сопротивления весьма широко применяется в сварочной технике. Преимуществами этого способа являются ограничение тока короткого замыкания и изменение наклона внешней характеристики в рабочей точке.

Настройка режима путем ступенчатого изменения U_xx мало пригодна для ручной дуговой сварки. Для обеспечения требуемого диапазона изменения сварочного тока необходимо разделить обмотки на большое число секций (более 20). Это усложняет конструкцию обмоток, повышает расход активных материалов трансформатора. Для обеспечения требуемого диапазона изменения тока необходимо в широких пределах изменять U_xx. При этом U_xx на первой ступени (малые токи) должно быть достаточным для надежного зажигания дуги и ее устойчивого горения. На последней ступени (большие токи) U_xx ограничивается условиями безопасности работы.

Поэтому в практике чаще применяется комбинированный способ настройки режима сварки, сочетающий ступенчатую настройку за счет секционирования обмоток и плавную – в пределах каждой ступени путем плавного изменения индуктивного сопротивления. При регулировке в диапазоне малых токов ВАХ 1 и 2 U_xx выше, чем на больших токах – ВАХ 3 и 4, рис.2.5.

Рис. 2.5. Внешние характеристики трансформатора со ступенчатой настройкой

Снижение коэффициента трансформации путем уменьшения числа витков первичной обмотки трансформатора приводит к увеличению магнитного потока в сердечнике трансформатора. Поэтому сечение сердечника и индуктивность в нем следует выбирать для ступени с максимальным потоком Ф_т, т.е. при минимальном числе витков w₁. При работе на ступенях с большим числом витков поток Ф_т меньше, и железо трансформатора недогружено. По этим причинам габариты трансформатора и удельный расход активных материалов увеличивается.

При секционировании вторичной обмотки трансформатора подобный недостаток отсутствует, но в этом случае сечение витков и выводов от секций необходимо выбирать по максимальному току, что приводит к увеличению сечения обмоточных материалов. Сечение первичной обмотки необходимо также увеличивать, так как при настройке на большие токи коэффициент трансформации уменьшается, что обуславливает относительное увеличение тока в первичной обмотке. При сварке на ступенях с меньшими токами часть витков вторичной обмотки не задействована. Следовательно, при этом способе настройки снижается использование и увеличивается расход обмоточных материалов.

При настройке режима путем секционирования вторичной обмотки трансформатора одновременно изменяется U_xx и индуктивное сопротивление Х_т. Например, с увеличением числа витков w₂ U_xx увеличивается пропорционально им, а индуктивное сопротивление – их квадрату. Согласно (2.15) (п.2.3) сварочный ток и ток короткого замыкания с увеличением w₂ уменьшается, а U_xx увеличивается, что способствует повышению устойчивости горения дуги. К недостаткам этого способа настройки относится наличие большого количества секций. Это усложняет конструкцию коммутирующего устройства. При работе на больших токах часть обмотки не задействована. Этот недостаток снижается, если применять параллельно-последовательное соединение отдельных секций вторичных обмоток.

Далее: 2.5. Классификация сварочных трансформаторов