Назад: 2.6.5. Трансформаторы с подпиткой

2.6.6. Циклоконверторные трансформаторы

Тиристорный регулятор может также использоваться с целью умножения частоты переменного тока, такое устройство названо циклоконвертором. На рис.2.25 дана схема трансформатора с трехфазным циклоконвертором, позволяющим увеличить частоту в три раза, т.е. до 150 Гц.

Рис. 2.25. Упрощенная принципиальная схема (а) и осциллограммы (б, в) циклоконверторного источника

Понижающий трансформатор Т имеет три первичных обмотки и одну вторичную. Первичные обмотки подключены к трехфазной питающей сети через тиристорный регулятор VSI–VS6 и соединены друг с другом по схеме треугольника. Принцип умножения частоты переменного тока рассмотрим с помощью осциллограммы рис. 2.25,б. Пусть в момент t₁ включается тиристор VSI, подключенный к линейному напряжению u_аb, и по одной из первичных обмоток идет ток по цепи, показанной на рис. 2.25,а тонкой линией. В момент t₂ включается тиристор VS2, подключенный к линейному напряжению u_са, и далее тиристоры будут включаться в порядке их нумерации. Во вторичной обмотке ЭДС будет наводиться каждым таким импульсом первичного тока, поэтому вторичный ток будет иметь частоту в три раза большую, чем исходная частота питающей сети. По этой же причине площадь сечения магнитопровода трансформатора приблизительно в три раза меньше, чем у трансформатора на 50 Гц. Следовательно, и весь трансформатор в 1,5…2 раза легче обычного. В этом и состоит главное достоинство циклоконверторного трансформатора.

Если трансформатор предназначен для ручной сварки покрытыми электродами, то падающая характеристика получается благодаря увеличенному магнитному рассеянию, например, при разнесении обмоток.

Плавное регулирование принципиально можно осуществлять изменением угла регулирования a от 120 до 180° (рис.2.25, б и в). Угол менее 120° назначать нельзя из-за появления паразитных токов по двум одновременно работающим тиристорам. А при использовании трансформатора с увеличенным рассеянием приходится минимальный угол увеличить приблизительно до 135°, чтобы учесть сдвиг фазы тока и напряжения. Со стороны максимума угол регулирования ограничивают приблизительно 170°, чтобы не допускать заметного снижения устойчивости горения дуги. Поэтому для повышения диапазона регулирования прибегают еще и к ступенчатому регулированию.

Серийно выпускают циклоконверторный источник ЦСЭ-201 УЗ по схеме, подобной рис. 2.25,а. В нем используются оптронные тиристоры, что обеспечивает эффективную развязку (независимость) цепей управления от первичных цепей повышенного напряжения. Две ступени грубого регулирования получаются за счет изменения степени разнесения вторичной обмотки. Источник имеет удобную для переноски форму чемодана с ручкой.

Возможно и использование однофазного циклоконвертора, в котором работают всего два тиристора. Однако умножение частоты в этом случае ограничивается только двукратным, т.е. до 100 Гц, к тому же заметно ухудшается форма кривой сварочного тока.

Вопросы для самопроверки (глава 2)

Далее: 3.1. Устройство и классификация сварочных выпрямителей