Kaynak transformatörlerinin sınıflandırılması ve cihazı

Kaynak trafosu içerir güç transformatörü ve kaynak akımı kontrol cihazı.

Kaynak transformatörlerinde, polarite tersine çevrildiğinde alternatif akım arkının istikrarlı bir şekilde ateşlenmesini sağlamak için büyük bir gerilim ve akım faz kayması ihtiyacı nedeniyle, ikincil devrenin artan endüktif direncini sağlamak gerekir.

Endüktif direnç arttıkça, çalışma bölümündeki kaynak arkı güç kaynağının harici statik özelliğinin eğimi de artar, bu da düşme özelliklerinin "güç kaynağı - ark" genel kararlılığı gereksinimlerine uygun olarak elde edilmesini sağlar. "sistem .

20. yüzyılın ilk yarısında kaynak transformatörlerinin tasarımında, manyetik alanın normal dağılımına sahip transformatörler, ayrı veya birleşik bir bobin ile birlikte kullanıldı. Akım, indüktörün manyetik devresindeki hava boşluğu değiştirilerek kontrol edilir.

1960'lı yıllardan beri üretilen modern kaynak transformatörlerinde manyetik alan yayılımı artırılarak bu gereksinimler karşılanmaktadır.

Bir nesne olarak transformatör elektrik Mühendisliği aktif ve endüktif direnç içeren bir eşdeğer devreye sahiptir.

Yük modunda çalışan kaynak transformatörleri için, güç tüketimi yüksüz kayıplardan çok daha büyüktür, bu nedenle yük altında çalışırken bu şema ihmal edilebilir.

Pirinç. 1. Kaynak transformatörlerinin sınıflandırılması

Tipik bir trafo devresi için, birincil sargıdan ikincil sargıya giden yolda ana manyetik alan kaybı, manyetik devrenin çekirdekleri arasında meydana gelir.

Manyetik alanın dağılımı, birincil ve ikincil sargılar (hareketli bobinler, hareketli şöntler) arasındaki hava boşluğunun geometrisini değiştirerek, birincil ve ikincil sargıların dönüş sayısındaki koordineli bir değişiklikle, manyetik değiştirerek kontrol edilir. manyetik devrenin çekirdekleri arasındaki geçirgenlik ( manyetize şant).

Dağıtılmış sargılara sahip bir transformatörün basitleştirilmiş bir diyagramını ele alırken, endüktif direncin transformatörün ana parametrelerine bağımlılığını elde etmek mümkündür.

Rm, başıboş manyetik akı yolu boyunca direnç, ε, bobinlerin göreli yer değiştirmesi, W, bobinlerin dönüş sayısıdır.

Ardından ikincil devredeki akım:

Modern kaynak transformatörlerinin sonsuz değişken aralığı: 1: 3; 1: 4.

Birçok kaynak transformatörü, hem birincil hem de ikincil sargıları paralel veya seri bağlantıya çeviren adım kontrolüne sahiptir.

ben = K / W2

Modern kaynak trafolarının ağırlığını ve maliyetini düşürme aşamasına gelen yüksek akımlar, açık devre gerilimlerini düşürür.

Hareketli bobinlere sahip kaynaklı transformatörler

Pirinç. 2. Hareketli sargılara sahip bir kaynak transformatörünün cihazı: sargılar tamamen dengelendiğinde, kaynak akımı maksimumdur, sargılar ayrıldığında minimumdur.

Bu şema ayrıca ayarlanabilir transformatörlerin kaynak redresörlerinde de kullanılır.

Pirinç. 3. Hareketli sargılara sahip transformatör tasarımı: 1 - kurşun vida, 2 - manyetik devre, 3 - ana somun, 4,5 - ikincil ve birincil sargılar, 6 - kol.

Mobil şönt trafoların kaynağı

Pirinç. 4. Hareketli şöntlü bir kaynak transformatörünün cihazı

Bu durumda, manyetik alanın kaçak akısının düzenlenmesi, manyetik devrenin çubukları arasındaki manyetik yolun elemanlarının uzunluğu ve kesiti değiştirilerek yapılır. Çünkü manyetik geçirgenlik demir, hava geçirgenliğinden iki kat daha büyüktür; manyetik şant hareket ettiğinde havadan geçen kaçak akımın manyetik direnci değişir. Tamamen yerleştirilmiş bir şönt ile, kaçak akım dalga biçimi ve endüktif direnç, manyetik devre ile şönt arasındaki hava boşlukları tarafından belirlenir.

Şu anda, bu şemaya göre kaynak transformatörleri, endüstriyel ve evsel amaçlar için üretilmekte ve böyle bir şema, ayarlanabilir transformatörlerin redresörlerini kaynak yaparken kullanılmaktadır.

Kaynak trafosu TDM500-S

Kesit sargılı kaynak transformatörleri

Bunlar 60, 70, 80 yıl önce üretilmiş montaj ve ev tipi trafolardır.

Birincil ve ikincil sargının dönüş sayısının düzenlenmesinin birkaç aşaması vardır.

Sabit şönt kaynak transformatörleri

Pirinç. 4. Sabit manyetik şönte sahip bir kaynak transformatörünün cihazı

Kontrol için düşen bir bölüm kullanılır, örn. doygunluk modunda şönt çekirdek çalışması. Şanttan geçen manyetik akı değişken olduğu için çalışma noktası düşen dalın dışına çıkmayacak şekilde seçilir. manyetik geçirgenlik.

Manyetik devrenin doygunluğu arttıkça şantın manyetik geçirgenliği azalır buna bağlı olarak kaçak akım, transformatörün endüktif direnci artar ve bunun sonucunda kaynak akımı azalır.

Regülasyon elektriksel olduğu için güç kaynağının uzaktan kontrolü mümkündür. Devrenin diğer bir avantajı, hareketli parçaların olmamasıdır, çünkü elektromanyetik kontrol, bu, güç transformatörlerinin tasarımını basitleştirmeyi ve kolaylaştırmayı mümkün kılar. Elektromanyetik kuvvetler akımın karesiyle orantılıdır, bu nedenle yüksek akımlarda hareketli parçaların desteklenmesinde sorun vardır. Bu tip transformatörler, 20. yüzyılın 70'li ve 80'li yıllarında üretildi.

Tristör kaynak transformatörleri

Pirinç. 5. Cihaz tristör kaynak trafosu

Gerilim ve akım regülasyonu ilkesi tristörler doğrudan polaritesinin yarı periyodundaki tristör deliğinin faz kaymasına dayanır. Aynı zamanda, düzeltilmiş voltajın ortalama değeri ve buna bağlı olarak yarım döngü akımı değişir.

Tek fazlı bir ağın düzenlenmesini sağlamak için, zıt bağlı iki tristöre ihtiyacınız vardır ve düzenleme simetrik olmalıdır.Tristör transformatörleri, tristörler kullanılarak çıkış voltajı tarafından kontrol edilen sert bir harici statik özelliğe sahiptir.

Tristörler, polarite tersine çevrildiğinde otomatik olarak kapandıkları için AC devrelerinde voltaj ve akım regülasyonu için uygundur.

DC devrelerde, tristörleri kapatmak için genellikle endüktanslı rezonans devreleri kullanılır, bu zor ve pahalıdır ve düzenleme olanaklarını sınırlar.

Tristörlü trafo devrelerinde tristörler primer sargı devresine iki nedenden dolayı takılır:

1. Çünkü kaynak güç kaynaklarının sekonder akımları tristörün maksimum akımından (800 A'e kadar) çok daha yüksektir.

2. Birinci döngüdeki açık valflerdeki voltaj düşüşü kayıpları, çalışma voltajından birkaç kat daha küçük olduğu için daha yüksek verimlilik.

Ek olarak, bu durumda transformatörün endüktansı, ikincil devreye tristörlerin takılması durumunda olduğundan daha fazla doğrultulmuş akım yumuşatması sağlar.

Tüm modern kaynak transformatörleri alüminyum sargılardan yapılmıştır. Güvenilirlik için bakır şeritlerin uçlarına soğuk kaynak yapılır.

Pirinç. 6. Tristör trafosunun blok şeması: T — üç fazlı düşürme trafosu, KV — anahtarlama valfleri (tristörler), BFU — faz kontrol cihazı, BZ — görev bloğu.

Pirinç. 7. Voltaj diyagramı: φ- tristörleri açma açısı (fazı).

1980'lerden bu yana, kaynak transformatörlerinin çoğu soğuk haddelenmiş transformatör demirinden yapılmıştır. Bu, 1,5 kat daha fazla indüksiyon ve manyetik devrenin daha az ağırlığını verir.