Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Дуговая сваркав

0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Максимальное индуктивное сопротивление слагается из двух составляющих, соответствующих магнитным потокам рассеяния по воздуху X и через шунт .

Составляющая

X min ~

где Ь - усредненное расстояние от обмоток до шунта. Составляющая

kcJUowjS I (25),

где - 1,1 - коэффициент, учитывающий "вьшучивание" магнитного потока шунта; 5щ - площадь поперечного сечения магнитного шунта, м; 5 - величина зазора между шунтом и сердечником, м.

Минимальное индуктивное сопротивление рассеяния JCmin трансформатора с частично разнесенными обмотками слагается из двух составляющих min о min д обусловленных взаимодействием первичной обмотки с основной и дополнительной вторичными обмотками (группы катушек, создающие МДС MuN,- рис. 2.8,6).

При определении min о в приведенные ранее формулы для трансформатора с подвижной обмоткой следует подставить число витков Wjo, высоты катушек - основной обмотки л20 и части первичной обмотки hio-i , а также учесть расстояние между обмотками 1к2.

При определении т1пд учитываются число витков изд, высоты катушек Лзд и Й1д = - и зазор между обмотками / и 5.

При расчете индуктивного сопротивления в приведенную формулу следует подставить Wjq.

Трансформаторы с подвижньйш шунтами, выполненные по схеме рис. 2.8, в, не уступают по массе и энергетическим показателям трансформаторам с подвижными обмотками. Эти трансформаторы не имеют узла низкой надежности - переключателя в первичной цепи. Однако они не нашли у нас широкого распространения из-за несколько большей трудоемкости их изготовления.

2.5. ТРАНСФОРМАТОРЫ С ДРОССЕЛЯМИ С ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ

Дроссели обычно устанавливаются во вторичных цепях силового трансформатора. Трансформатор, работающий в комплекте с дросселем, является обьганым понижающим силовьп! трансформатором с нормальным рассеянием и имеет жесткую внешнюю характеристику.

Регулирование индуктивного сопротивления дросселя, а следовательно, и сварочного тока принципиально может осуществляться ступенчато - изменением числа витков обмотки (рис. 2.9, а) н плавно -изменением величины воздушного зазора в магнитопроводе дросселя (рис. 2.9,6).


Рис. 2.9. Трансформатор с дросселем с воздушным зазором

Регулирование по первому способу, несмотря на сравнительно более высокую надежность, практического применения не нашло. Это связано с необходимостью большого числа отводов на обмотке для плавного регулирования и с плохим использованием активных материалов дросселя при данном способе регулирования. В номинальном режиме работы дроссель рассчитан на неполное число витков й уменьшение тока осуществляется введением дополнительных витков, вызывающих рост расчетной мощности дросселя.

Регулирование по второму способу имело у нас ранее достаточно широкое распространение. Дроссель с регулируемым воздушным зазором вьшолняется отдельно на собственном магнитопроводе ИЛИ совместно с трансформатором на общей магнитной системе. Трансформатор (рис. 2.9, в, г) содержит первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, магнигопровод 3, обмотку дросселя 4 и подвижный пакет дросселя 5. Обычно обмотку дросселя Идр (рис. 2.9, г) включают встречно со вторичной обмоткой трансформатора W2. При нагрузке поток обмотки дросселя Фдр в среднем ярме направлен встречно потоку Фх трансформатора. Индукция и потери в среднем ярме при таком соединении уменьшаются, появляется возможность несколько снизить его сечение по сравнению с нижним ярмом.

Регулирование тока в трансформаторе производится подвижным пакетом дросселя. С увеличением воздушного зазора 5 индуктивное



сопротивление трансформатора снижается и сварочный ток растет. В результате действия электромагнитных сил подвижный пакет дросселя подвержен вибрациям, особенно значительным при малом зазоре 5. Вибрации могут вьвьшать поломки в подвижном механизме, а также нарушение изоляции обмоток.

Масса таких трансформаторов существенно больше, чем трансформаторов с подвижными обмотками и подвижньпкш шунтами. Выпуск их в настоящее время во всем мире практически прекращен.

ГЛАВА 3

ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

3.1. МАГНИТНОЕ И ТИРИСТОРНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Для бесконтактного электрического регулирования напряжения и тока в сварочных трансформаторах могут использоваться тиристорные или магнитные регуляторы.

Основное преимущество таких регуляторов - отсутствие подвижных частей и, как следствие, высокая надежность и долговечность.

Как тиристорные, так и магнитные устройства осуществляют фазовое регулирование мгновенного, действующего и среднего значений напряжения нагрузки. При этом в зависимости от принятых схемных решений форма тока в нагрузке может иметь импульсный, прерьшистый характер с бестоковыми паузами или непрерьшную, практически прямоугольную форму.

На рис. 3.1 приведены схемы источников нз основе простейших магнитных и тиристорных регуляторов. В схемах магнитного регулирования (рис. 3.1, я, в) применен дроссель насьпцения ДЯ, на двух магни-топроводах которого размещены рабочие обмотки fVpi, fVpj; обмотка управления Wy охватывает одновременно оба магнитопровода. Рабочие обмотки дросселя ДН включены встречно-последовательно, чтобы ЭДС основной частоты, наводимые в обмотке управления, взаимно компенсировались. Однако при наличии тока управления /у в обмотке Wy

наводится ЭДС двойной частоты «2 и с амплитудой 2u)m~2m- э

где Wp = Wpi + Wp2. В схеме рис. 3.1, а дроссель работает в режиме "свободного" намагничивания [28]: сопротивление в его цепи управления настолько мало, что не влияет на гармоническую составляющую тока iy, возникающую в цепи управления под действием ЭДС Сги* В схеме рис. 3.1, в дроссель ДН работает в режиме "вьшужденного" намагничивания. В его цепи управления установлен дроссель L, подав-



Рис. 3.1. Схемы источников тока иа основе магнитных и тиристорных регуляторов

ляющий полностью или частично гармоническую составляющую тока /у. В схеме тиристорного регулирования (рис. 3.1,6) тиристоры включены встречно-параллельно, в схеме рис. 3.1, г - по мостовой схеме, при этом в цепи вьшрямпенного тока включен дроссель L, подавляющий гармоническую составляющую тока.

Схемы рис. 3.1, я, 6 относятся к схемам источников прерьшистого тока нагрузки, а схемы рис. 3.1, в, г - к схемам источников непре-рьшного тока прямоугольной формы. Если полагать источники идеальными, т. е. пренебречь рассеянием и активньтш потерями в силовом трансформаторе Т, дросселях ДН и L, током холостого хода дросселя ДН, током утечки и потерями в тиристорах, то можно считать, что процессы регулирования напряжения и тока нагрузки в источниках с магнитным и тиристорньпк! регулированием практически идентичны и, следовательно, схему рис. 3.1, я можно принять аналогом схемы рис. 3.1,6, а схему рис. 3.1, в - аналогом схемы рис. 3.1, г.

Прет1»о»ще«гаа\ш. мапошшх ретуляторов над тиристорньпли является простота, высокая надежность и отсутствие в схемах силовых полупроводниковых приборов. Недостатки - большой расход активных материалов, низкий КПД и инерционность регулирования.

В связи с совершенствованием силовой полупроводниковой техники магнитные регуляторы (известные в литературе как дроссели насыщения и подмагничиваемые трансформаторы [28, 7]), ранее широко использовавшиеся в отечественных и зарубежных источниках для арго-



нодуговой сварки и сварки под флюсом, практически полностью вытеснены тиристорными регуляторами, позволяющими наиболее просто и экономно решать задачи стабилизации, программирования и дистанционного регулирования режима сварки, формирования требуемых внеиших характеристик, ограничения напряжения холостого хода, управления значением постоянной составляющей сварочного тока. Поэтому далее будем рассматривать только тиристорные устройства. Одна конструкция подмагничиваемого трансформатора, получившего распространение в отечественных промышленных сварочных установках [11], будет рассмотрена в главе пятой при описании этих установок.

По причинам, изложенным ниже, устройства с прямоугольной формой тока получили распространение в установках для аргонодуговой сварки и называются источниками с прямоугольной формой тока. Устройства с прерьшистым регулированием тока получили распространение при ручной дуговой сварке и автоматической сварке под флюсом и обычно называются тиристорными трансформаторами.

3.2. источники С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМОЙ ТОКА

Рассмотрим работу тиристорного источника, выполненного по схеме рис. 3.1, г.

Процессы в идеальном источнике. Сначала полагаем, что индуктивное сопротивление дросселя лг/, вьшрямленный ток при этом полностью сглажен. Линейные диаграммы напряжений и токов для активной нагрузки при трех углах регулирования приведены на рис. 3.2. На рис. 3.2, я представлены напряжения питания «2 и нагрузки (ось 1), напряжения на выходе вьшрямителя и на дросселе (ось 2), выпрямленный ток и токи тиристоров /i 2 и /34 (ось 3), ток нагрузки /2 (ось 4). ШтриховьпкШ линиями на осях 3, 4 показаны значения токов и /2 при конечном значении индуктивного сопротивления дросселя i.

Рассмотрение начнем с режима (рис. 3.2,а), близкого к короткому замыканию, когда среднее за полупериод значение напряжения нагрузки 1/н О- Очевидно, что для этого режима применимы все соотношения, справедливые для мостового вьшрямителя, работающего на чисто индуктивную нагрузку.

Напряжение

и„ = 2у/2 • Uhcos = l/2cpCos <р,

где f/jcp - среднее за полупериод вторичное напряжение трансформатора; ifi - угол включения тиристоров.

Для этого режима (t/„->-0, f->-itl2) тиристоры VSI, VS2 (см. рис. 3.1, г) вступают в работу при углах » 7г/2 и будут проводить ток до момента п + ip (рис. 3.2, а), когда произойдет мгновенная коммутация и в работу вступят тиристоры VS3, VS4. В период работы одной группы тиристоров {VS1, VS2) напряжение на выходе вьшрямителя изменяется по закону косинуса = у/2 • С/гСоз w?, причем в интервале 42


Рис. 3.2. Диаграммы напряжений и токов для трех углов регулирования

if ... ТГ ОНО имеет положительное, а в интервале тг .. .(тт + ip) - отрицательное значение. В этом интервале постоянство тока поддерживается энергией, запасенной в дросселе Z,. В момент тг +1, когда вступят в работу тиристоры VS3, VS4, напряжение скачкообразно изменит свой знак. Это напряжение в режиме короткого замыкания практически полностью прикладьшается к дросселю (u, uj). Ток нагрузки /2 имеет прямоугольную форму, напряжение на активной нагрузке и„ повторяет форму тока нагрузки. Очевидно, что коэффициенты формы и амплитуды тока й напряжения нагрузки равны единице.

При уменьшении угла включения от значения, соответствующего режиму короткого замьпсания (р « 7г/2), до некоторого предельного угла напряжение на нагрузке возрастает, сохраняя прямоугольную



0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22



0.0118
Яндекс.Метрика