Ступенчатое регулирование тока выпрямителя в трансформаторе с увеличенным рассеянием соединением обмоток звезда-звезда и треугольник - треугольник

СОДЕРЖАНИЕ
1. трансформатор с увеличенным рассеянием 3

2. выпрямитель с подвижными обмотками 4

список использованных источников 8

1. трансформатор с увеличенным рассеянием
В отличие от силовых трансформаторов обычного (несварочного) назначения, у которых потери магнитных потоков стремятся уменьшить, в сварочных трансформаторах с увеличенным рассеянием, наоборот, увеличивают потери магнитных потоков. Это достигается размещением первичной и вторичной обмоток на значительном расстоянии друг от друга, при этом часть магнитных потоков замыкается в воздухе вне магнитопровода и рассеивается. В результате с увеличением тока нагрузки снижается поток, сцепляющийся со вторичной обмоткой, что и создает крутопадающую внешнюю характеристику. Обычно такой трансформатор имеет цилиндрические (реже дисковые) первичную и вторичную обмотки и стержневой магнитопровод.
В зависимости от электромагнитной схемы и способа регулирования различают: трансформаторы с подвижными обмотками, с подвижным магнитным шунтом, с подмагничиваемым шунтом и с реактивной обмоткой.
Регулирование режима в трансформаторе с увеличенным рассеянием может производиться изменением числа витков первичной и вторичной обмоток, при этом меняется напряжение холостого хода и пропорционально ему вторичный (сварочный) ток.
При регулировании изменением числа витков первичной обмотки приходится завышать сечение магнитопровода, а при регулировании по вторичной стороне — сечение обмоточного провода. Поэтому вит- ковое регулирование используется редко и только в дополнение к другим способам.
Наиболее распространено регулирование сварочного тока изменением магнитных потоков путем раздвижения обмоток по высоте магнитопровода или введением в окно магнитопровода подвижных шунтов из магнитного материала. В более мощных трансформаторах, применяемых для автоматической и электрошлаковой сварки, используют регулировку магнитными шунтами — специальными дросселями, размещенными в окне магнитопровода и управляемыми током низкого напряжения.
2. выпрямитель с подвижными обмотками
Выпрямитель этого типа (рисунок 1) используется в основном при ручной дуговой сварке и имеет падающую характеристику. В его состав входит трехфазный понижавший трансформатор Т и выпрямительный блок V, собранный по трехфазной мостовой схеме. У трансформатора три подвижные обмотки I, обычно первичные, установлены в обойме и перемещаются по вертикали. Три неподвижные вторичные обмотки 2 жестко закреплены на магнитопроводе 3.
Рисунок 1 – Выпрямитель, управляемый трансформатором с увеличенным рассеянием: а – упрощенная схема при соединении обмоток в звезду; б - при соединении в треугольник; в - трансформатор с подвижными обмотками; г – трансформатор с магнитным шунтом
Уравнение внешней характеристики, в котором преимущественно работает выпрямитель:
Отсюда сварочный ток:
Из уравнения следует, что возможно регулирование тока воздействием на напряжение холостого хода выпрямителя Uх. Этот способ не нашел распространения. Основным способом регулирования остается изменение индуктивного сопротивления фазы трансформатора X перемещением подвижных обмоток.
Благодаря большому рассеянию между первичными и вторичными обмотками трансформатор имеет увеличенное магнитное рассеяние, что и обеспечивает получение крутопадающей внешней характеристики выпрямителя. Регулируемым параметром является величина сварочного тока. Его регулирование осуществляется изменением индуктивного сопротивления фазы трансформатора X перемещением подвижных обмоток. При увеличении расстояния Lоб между обмотками увеличиваются рассеяние и сопротивление X, поэтому ток уменьшается:
Кратность такого регулирования I д max / I д min достигает 3-3,5. Для получения больше кратности приходится значительно увеличивать ход Lоб подвижных обмоток, что приводит к увеличению высоты H и перерасходу железа.
Поэтому плавное регулирование дополняется ступенчатым за счет переключения обмоток со схемы на схему с помощью перемычек s1-s4. Для получения диапазонов малых токов устанавливаются перемычки s1, s2, при этом как первичные, так и вторичные обмотки соединяются в звезду рисунок 1а.
Диапазон больших токов получается при установке перемычек s3, s4. Обеспечивающих соединение обмоток в треугольник рисунок 1б.
Действительно, вторичное линейное напряжение трансформатора для схемы :
а для схемы такое же – поскольку:
Следовательно, при переходе от схемы к схеме переменное напряжение, подаваемое на выпрямительный блок, не меняется а поэтому не меняется выпрямленное напряжение холостого хода:
Общее сопротивление выпрямителя и величина выпрямленного тока при переходе от схемы к схеме . При соединении :
При соединении :
Как видно, отношение , а поэтому и сварочный ток при переходе к схеме увеличивается приблизительно в 3 раза.
Поэтому имеет смысл ввести понятие эквивалентного сопротивления трансформатора, зависящего от схемы соединения трехфазных цепей. Эквивалентное сопротивление, приходящееся на одну фазу, для соединения звездой можно полагать равным сопротивлению отдельной фазы трансформатора:
тогда эквивалентное сопротивление для соединения треугольником втрое меньше.
Регулирование тока выпрямителя осуществляется изменением индуктивного сопротивления трансформатора за счет перемещения его трехфазных обмоток, а так же изменения их соединения.
Общая кратность плавного и ступенчатого регулирования достигает 8-9. Поэтому другие способы настройки режима (секционирование обмоток, переключение на схемы ) не используются как менее эффективные.
Список используемых источников
Статья «Трансформатор с увеличенным рассеянием» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://bstudy.net/685046/tehnika/transformator_uvelichennym_rasseyaniem вход свободный
Статья «Выпрямитель с подвижными обмотками» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studopedia.org/11-51040.html , вход свободный
Практикум лабораторных работ «Изучение источников питания сварочной дуги» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/preview/4677360/ , вход свободный
Милютин В.С., Шалимов М.П., Шанчуров С.М. «Источники питания для сварки», М.: Айрис-пресс, 2007