Конструкції та принципи роботи зварювальних трансформаторів

Широко застосовуються в промисловостi зварювальнi трансфоматори (далі ЗТ) з рухомими котушками як переносного типу (ТДМ-165УЗ, ТДМ-254У2), так i пересувнi - (ТДМ-317У2, ТДМ-401У2, ТДМ-503У2, ТД-500 i т.д).

Розглянемо конструкцiю трансформатора такого типу на прикладi ЗТ марки ТДМ-401У2 (рис.5.5), призначеного для живлення ручного дугового зварювання, рiзання i наплавлення.

Трансформатор призначений для роботи в районах помiрного клiмату на
вiдкритому повiтрi пiд навiсом, являє собою пересувну установку в однокорпусному
виконаннi з природною вентиляцiєю i складається з осердя магнiтопроводу-1,
трансформаторних обмоток (первинної та вторинної)-2,3, перемикача дiапазонів
струмiв-4, кожуха-6. Магнiтопровід ЗТ стрижневого типу, на якому крiпляться
обмотки. Котушки первинної обмотки нерухомi, закрiпленi бiля нижнього ярма i
виконанi з iзольованого алюмiнiєвого дроту марки АПСД, причому для мiжшарової
iзоляцiї застосовується склотканина. Котушки вторинної обмотки - рухомі,
закрiпленi бiля верхнього ярма, намотанi на «ребро» голою алюмiнiєвою шиною
марки АДО та iзольованi скляною стрiчкою. Вiд осердя магнiтопровода обмотки
iзольованi спецiальними пресованими планками. Осердя трансформатора зiбране
з листiв електротехнiчної сталi марки 3414 товщиною 0,35 мм i виконане у виглядi
безшпилькової конструкцiї. Через верхнє ярмо осердя пропущений ходовий гвинт,
який угвинчується в ходову гайку, вмонтовану в обойму рухомих вторинних
котушок. При обертаннi гвинта за допомогою ручки-5 перемiщуються вториннi
котушки, змiнюючи тим самим iндуктивний опiр трансформатора i, вiдповiдно,
зварювальний струм. Для виключення вiбрацiї рухомих котушок обойма їх
крiплення споряджена плоскими пружинами, якi при перемiщеннi ковзають по
магнiтопроводу. Пiдключення мережi i зварювальних дротів здiйснюється через
спецiальнi роз’єми, розташованi на передній сторонi трансформатора. Перемикання
дiапазонів струму (ступiнчасте регулювання) виконується перемикачем, ручку якого
виведено на кришку кожуха. Для вiдрахування величини зварювального струму
призначена стрiлка, безпосередньо зв’язана з обоймою крiплення вторинних
котушок. Вiдрахування здійснюється за шкалою, вiдградуйованою для двох
дiапазонiв струму i розташованою на боковинi кожуха. Трансформатор має ємнiсний
фiльтр для зниження радiоперешкод, якi утворюються в процесi зварювання. Для
зручностi перемiщення ЗТ споряджений чотирма колесами i ручкою, а для
пiднiмання - римболтами, розташованими на кришцi кожуха.

Трансформатори з рухомими магнiтними шунтами виконанi на магнiтопроводах стрижневого типу i мають дисковi обмотки, розташованi симетрично на двох стрижнях осердя-магнiтопровода-3 (рис. 5.8).

У вiкнi магнiтопровода мiж первинною-1 i вторинною-2 обмотками встановлено
магнiтний шунт-4. Мiж стрижнями осердя i шунтом передбачено повiтрянi зазори
«а». Розсiяння в трансформаторi створюється за рахунок рознесеня первинних i
вторинних обмоток одна вiд одної на визначену вiдстань, що призводить до появи
значних потокiв розсiяння Ф_1Р i Ф_2Р. У конструкцiях трансформаторiв передбачено
повне i часткове рознесення обмоток-1 i обмоток-2 вiдносно шунта. При повному
рознесеннi первиннi i вториннi обмотки розташованi по рiзнi боки шунта (рис.5.8

а), а при частковому - вторинна обмотка складається з двох секцiй: основної-2 з
числом виткiв W₂₀ i додаткової-5 з числом виткiв W_2Д (рис.5.8 б). Додаткова обмотка
розмiщена поряд з первинною i має з нею добрий магнiтний зв’язок.
Трансформатори з повнiстю рознесенними обмотками доцiльно виконувати на
струми до 200-250 А. Для подальшого збiльшення струму навантаження необхiдно
знижувати кiлькiсть виткiв первинних i вторинних обмоток. У цьому випадку
порушується оптимальне спiввiдношення витрат обмоточних матерiалiв i сталi,
масогабаритнi показники трансформатора зростають. Повному рознесенню
вiдповiдає дiапазон малих струмiв. При переходi на дiапазон великих струмiв
вмикається обмотка з числом виткiв W_2Д i вимикається частина обмотки з числом
виткiв W₂₀. Бiльш досконалу схему з’єднання обмоток подано на рис.5.8 б, де
дiапазону великих струмiв вiдповiдає паралельне з’єднання котушок вторинної
обмотки. При переходi на дiапазон малих струмiв додатковi котушки-5 вимикаються,
а основнi-2 вмикаються послiдовно, причому в цьому випадку спостерiгається
збiльшення напруги неробочого ходу. Перехiд з одного дiапазона на другий не
вимагає перемикання виткiв первинної обмотки, що пiдвищує строк служби
трансформатора.

Класифікація зварювальних трансформаторів для одно постового зварювання.

Устаткування для дугового зварювання плавленням складається iз таких основних видiв обладнання:

- механiчного зварювального устаткування (обертачi, манiпулятори, кантувачi, роликовi стенди i т.п.);

- технологiчного обладнання;
- джерел живлення;

- систем керування.

Основним, а деколи й єдиним видом зварювального устаткування є джерело живлення, яке в залежностi вiд виду електричної енергiї i способу її перетворювання може бути віднесене до одного з таких типів:

- трансформатор - джерело змiнного струму, яке перетворює напругу мережi у знижену змiнну напругу, що необхiдна для зварювання;

- генератор - джерело постiйного струму, що перетворює механiчну енергiю обертання якоря в енергiю постiйного струму, яку використовують для зварювання;
- перетворювач - джерело постійного струму, що складається з генератора в
комбiнацiї з електродвигуном змiнного струму i яке перетворює енергiю напруги мережi живлення в енергiю постiйного струму, необхiдну для зварювання;
- агрегат - джерело постійного струму, що складається з генератора i двигуна
внутрiшнього згоряння, який перетворює енергiю спалювання хiмiчного палива в енергiю постiйного струму, яку застосовують для зварювання;
- випрямляч - джерело постійного струму, що перетворює енергiю напруги
мережi у випрямлений постiйний струм для зварювання.

Усi джерела живлення класифiкують за галузями застосування як загальнопромисловi (група О) та спецiалiзованi (група С).

До групи О входять джерела для ручного дугового зварювання, а також механiзованогозварювання пiд флюсом та вуглекислому газі, що мають досить
просту конструкцiю i електричну схему. До спецiалiзованих відносять джерела для зварювання кольорових i легких металiв та їхніх сплавiв, тонколистових конструкцiй
вiдповiдальних виробiв iмпульсними i стисненими дугами, що задовольняють не
тiльки вимогам технологiї, але i високого рiвня автоматизацiї зварювального
процесу. Це досягається за рахунок застосування зворотних зв’язкiв за струмом i
напругою, застосуванням складних електричних схем керування, додаткових
спецiальних пристроїв i т.д. Бiльшість джерел розраховані на живлення одного
зварювального посту. Усi вони називаються однопостовими на вiдмiну вiд
багатопостових, які призначені для одночасного живлення декiлькох постiв.