Каталог организаций

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор как источник питания переменного тока наиболее надёжен и дешев. При сварке в основном используются силовые понижающие трансформаторы для получения больших токов.

На переменном токе не горят электроды с основным покрытием, применяемые к ответственным конструкциям.

При сварке под флюсом применяют трансформатор, так как дуга хорошо горит.

Рассмотрим сварочный трансформатор с реактивными катушками (дроссель).

Для упрощения анализа работы трансформатора пренебрегают магнитными потерями в сердечнике и других стальных деталях. Не учитывают насыщение сердечника трансформатора.

Для создания падающей характеристики (РДС) в цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора включается дроссель с изменяющимся воздушным зазором сердечника. Чем больше сопротивление, тем меньше магнитный поток.

сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор имеет 3 режима работы:

1. Режим холостого хода: первичная обмотка трансформатора подключена к сети, и по ней течёт ток .

Намагничивающая сила создаёт магнитный поток:



Поток замыкается по сердечнику и наводит ЭДС:



Ф –магнитный поток сердечника.



- замыкаются не по сердечнику, а через воздух, т.е. потери.



Проще всего увеличить частоту, тогда сечение сердечника можно уменьшить.

В первичной обмотке U1 расходуется на создание Е1 и потери на активное сопротивление обмотки:



Так как R1 значительно меньше Х1, то можно записать, что

или ,

т.е., измерив ток, можно узнать величину индуктивного сопротивления обмотки.

2. Режим нагрузки

Горит дуга, по вторичной обмотке протекает ток .

Намагничивающая сила создаёт магнитный поток:

, который направлен навстречу потоку и размагничивает его, уменьшая поток сердечника, но при этом нарушается электрическое равновесие трансформатора. Поток уменьшается, и уменьшается, а ток

возрастает до рабочего тока. Увеличивается поток первичной обмотки и компенсирует действие вторичной:
.

Поток в сердечнике восстанавливается до прежней величины за счёт увеличения тока, потребляемого из сети.

Получим мощность за вычетом всех потерь.

В сварочной цепи, при этом, в режиме холостого хода было:
.

По второму закону Кирхгофа обойдём по часовой стрелке вторичную цепь:



Так как , то их можно отбросить.









В дросселе течёт ток и создаёт намагничивающую силу.

Наличие дросселя с обмоткой, включенной последовательно с дугой, можно записать:


, т.е. наличие дросселя приводит к уменьшению напряжения на дуге и, следовательно, тока .

3. Режим короткого замыкания:





,

т.е. ток короткого замыкания определяется ЭДС-2 и индуктивным сопротивлением обмотки дросселя.

Характеристика источника питания стала падающей формы:

ВАХ сварочного трансформатора

Падающая характеристика источника формируется из-за того, что на обмотке дросселя происходит падение напряжения:



Меняя сопротивление дросселя, можно менять ток короткого замыкания и ток дуги. Для этого нужно изменить число витков дросселя, либо изменить величину воздушного зазора .

При увеличении сопротивление магнитного потока возрастает, уменьшается: .

При наибольшем воздушном зазоре ток будет максимальным, при наименьшем – минимальным.

Трансформаторы с повышенным рассеянием типа ТД-500, ТД-300.

Самые распространённые источники питания – источники питания переменного тока. Если создаём падающую характеристику за счёт введения дросселя и все потери осуществляются на нём, то в трансформаторах с повышенным рассеянием потери конструктивно увеличиваются в самих обмотках.

Размеры сердечника (магнитного провода) делают увеличенными, и обмотки разбиваем на две части и мотаем одну часть.

сердечник сварочного трансформатора

Этим мы увеличиваем потоки рассеяния.

использование дросселя со сварочным трансформатором

И в случае с дросселем, и в случае с трансформатором с повышенным рассеянием большая часть энергии для создания падающей характеристики расходуется впустую. Однако, стоимость сварочных трансформаторов в 5-10 раз ниже стоимости современного выпрямителя.

Также по теме:

Тиристорный выпрямитель. Сварочные выпрямители на тиристорах и диодах.

Способы контактной сварки. Классификация и описание способов контактной сварки.