Устройство и обслуживание сварочных трансформаторов
Устройство и обслуживание сварочных трансформаторов
Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60-75В. При сварке на малых токах (60-100А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80В.
Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов - на однопосто-вые и многопостовые.
Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику.
Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
• трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
• трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. Трансформаторы с отдельным дросселем. Жесткая внешняя характеристика такого трансформатора получается за счет незначительного магнитного рассеяния и малого индуктивного сопротивления обмоток трансформатора. Падающие внешние характеристики создаются дросселем, имеющим большое индуктивное сопротивление.
Комплект источников питания состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора активной катушки).
Рекомендуемые материалы
Понижающий трансформатор, основой которого является магнитопровод (сердечник), изготовлен из большого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе имеются первичная и вторичная (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода.
Дроссель состоит из магнитопровода, набранного из листов трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода, рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе имеется подвижная часть, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой.
Первичная обмотка трансформатора подключается в сеть переменного тока напряжением 220 В или 380 В. Переменный ток высокого напряжения, проходя по обмотке, создает действующее вокруг магнитопровода переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке индуктируется переменный ток низкого напряжения. Обмотку дросселя включают в сварочную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.
Величину сварочного тока регулируют путем изменения воздушного зазора между передвижной и неподвижной частями магнитопровода. При увеличении воздушного зазора магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного зазора дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока будет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор можно увеличить (рукоятку на дросселе вращать по часовой; стрелке), а для получения меньшей величины тока зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки). Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта путем включения определенного количества витков обмотки. В этом случае регулирование сварочного тока будет ступенчатым. Магнитопровод дросселя в этом случае изготавливают неразъемным, вследствие чего конструкция его значительно упрощается. Современные сварочные трансформаторы типа ТД, ТС. ТСК. СТШ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении.
Трансформаторы с нормальным магнитным рассеиванием и реактивной обмоткой на общем сердечнике. Реактивная обмотка включена в сварочную цепь последовательно с таким расчетом, что ее поток направлен навстречу основному потоку трансформатора. Действие реактивной обмотки и регулирование сварочного тока аналогичны действию дросселя.
Трансформаторы с подвижными обмотками с увеличенным магнитным рассеянием. Трансформаторы с подвижными обмотками (к ним относятся сварочные трансформаторы типа ТС. ТСК и ТД) получили широкое применение при ручной дуговой сварке. Они имеют повышенную индуктивность рассеяния и выполняются однофазными,
Технические характеристики сварочных трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием и реактивной обмоткой
Характеристика | Тип трансформатора | |||||||
| СТЭ-34у | СТЭ-24у | С'ГН 700 | СТН 5OO | СTH.-350 | ТСД 500 | ТСД- 1000-4 | ТСД-2000-2 |
Напряжение холостого хода, В | 60 | 60 | 60 | 00 | 70 | 80 | 71 | 79 |
Номинальный сварочный ток, А | 500 | 350 | 700 | 500 | 350 | 500 | 1000 | 2000 |
НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, кВ-А ' | 30 | 23 | 43,5 | 32 | 25 | 42 | 7Х | 162 |
Пределы регулирования сварочного тока, A | 150 - 700 | 100 - 500 | 200 - 900 | 15O - 700 | 8О - 450 | 200 - 600 | 4OO - 1200 | 8ОО - 2200 |
Коэффициент мощности (cos φ) | 0.53 | 0,5 | 0.66 | 0,52 | 0.5 | 0,6 | 0.6 | 0,64 |
Габаритные размеры. мм: длина ширина высота | 690 | 690 | 7% | 775 | 695 | 950 | 950 | 950 |
.370 | 370. | 429 | 410 | 398 | 818 | 818 | 8I8 | |
660 | 660 | 840 | 1005 | 700 | 1215 | 1242 | 1382 | |
Масса, кг | 160 | 13О | 38О | 275 | 220 | 420 | 510 | 675 . |
стержневого типа, в одно корпусном исполнении. Могут применяться для наплавки и сварки под флюсом тонкими проволоками. В трансформаторах типа ТСК параллельно первичной обмотке подключен конденсатор для повышения коэффициента мощности.
Катушки первичной обмотки такого трансформатора неподвижные и закреплены у нижнего ярма, катушки вторичной обмотки подвижные. Величину сварочного тока регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Наибольшая величина сварочного тока достигается при сближении катушек, наименьшая - при удалении. С ходовым винтом 5 связан указатель примерной величины сварочного тока. Точность показаний шкалы составляет 7,5% от значения максимального тока. Отклонения величины тока зависят от подводимого напряжения и длины сварочной дуги. Для более точного замера сварочного тока должен применяться амперметр.
На рис.13 показаны принципиальная электрическая и конструктивная схемы трансформатора ТСК-500. При повороте рукоятки 3 трансформатора по часовой стрелке катушки обмотки 6 и 7 сближаются, вследствие чего магнитное рассеяние и вызываемое им индуктивное сопротивление обмоток уменьшаются, а величина сварочного тока увеличивается. При повороте рукоятки против часовой стрелки катушки вторичной обмотки удаляются от катушек первичной обмотки, магнитное рассеяние увеличивается, и величина сварочного тока уменьшается.
Трансформаторы снабжены емкостными фильтрами, предназначенными для снижения помех радиоприему, создаваемых при сварке. Трансформаторы типа ТСК отличаются от ТС наличием компенсирующих конденсаторов 8, обеспечивающих повышение
коэффициента мощности. Принципиальная электрическая схема трансформатора ТД-500 аналогична.
ТД-500 представляет собой понижающий трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Обмотки имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Трансформатор работает на двух диапазонах: попарное параллельное соединение катушек обмоток дает диапазон больших токов, а последовательное - диапазон малых токов.
Последовательное соединение обмоток за счет отключения части витков первичной обмотки позволяет повысить напряжение холостого хода, что благоприятно отражается на горении дуги при сварке на малых токах.
При сближении обмоток уменьшается индуктивность рассеяния, что приводит к увеличению сварочного тока; при увеличении расстояния между обмотками увеличивается индуктивность рассеяния, а ток соответственно уменьшается. Трансформатор ТД-5ОО имеет однокорпусное исполнение с естественной вентиляцией, дает падающие внешние характеристики и изготавливается только на одно напряжение сети 220 В или 380 В.
Трансформатор ТД-500 однофазный стержневого типа состоит из следующих основных узлов: магнитопровода - сердечника, обмоток (первичной и вторичной), регулятора тока, переключателя диапазонов токов, токоуказательного механизма и кожуха.
Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием (с подвижными обмотками)
Характеристика | Тип трансформатора | ||||||
ТС -12О | ТС - 300 | ТС -500 | ТСК - 300 | ТСК - 500 | ТД - 300 | ОСТА - 350 | |
Напряженно холостого хода. В | 68 | 63 | 60 | 63 | 60 | 61;79 | 70 |
Номинальный сварочный ток. Л | 120 | 300 | 500 | 300 | 500 | 300 | 350 |
Номинальная мощность. кВА | 9 | 20 | 32 | 20 | 32 | 20 | 20.5 |
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота | 650 | 760 | 840 | 760 | 840 | 692 | 870 |
340 | 520 | 576 . | 520 | 576 | 620 | 480 | |
800 | 970 | 1060 | 970 | 1060 | 710 | 680 | |
Масса. кг | 90 | 180 | 250 | 215 | 2X0 | 137 | 200 |
Алюминиевые обмотки имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Катушки первичной обмотки неподвижно закреплены у нижнего ярма, а вторичной обмотки — подвижные. Переключение диапазонов тока производят переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора. Величину отсчета тока производят по шкале, отградуированной соответственно на два диапазона токов при номинальном напряжении питающей сети.
Емкостный фильтр, состоящий из двух конденсаторов, служит для снижения помех радиоприемным устройствам.
Трансформаторы с жесткой характеристикой. Эти трансформаторы имеют секционированные первичные и вторичные обмотки для регулирования вторичного напряжения. Изменение вторичного напряжения переключателем витков первичной обмотки производится контроллером. Витки вторичной обмотки переключаются перестановкой перемычек.
Обслуживание и эксплуатация трансформаторов
Правильная эксплуатация трансформаторов определяется прежде всего их верным выбором.
При выборе трансформатора учитывается:
- экономичность;
- толщина свариваемого металла;
- свойства электродов;
- число сварочных постов;
- условия эксплуатации;
- необходимость транспортировки.
При установке трансформаторов на открытом воздухе их следует защищать от атмосферных осадков, потому что при отсыревшей изоляции обмоток возможны пробой изоляции и замыкание между витками. Перегрев трансформатора (около паропровода, печи, горна) также вредно отражается на изоляции обмоток.
Перед сдачей трансформатора в эксплуатацию необходимо:
- тщательно его осмотреть и устранить механические повреждения, если они имеются;
- проверить все обмотки на обрыв, а также проверить, как изолированы обмотки от корпуса;
Лекция "27 Способы механической обработки почвы" также может быть Вам полезна.
- тщательно заземлить трансформатор (для этого на кожухе имеется специальный болт с надписью "Земля").
Чтобы добиться бесперебойной работы сварочных трансформаторов, следует регулярно их осматривать и проверять состояние соединительных проводов.
Уход за трансформаторами сводится в основном к регулярной проверке сопротивления изоляции, контактов, наблюдению за нагревом обмоток сердечника и его деталей (после отключения трансформатора от сети). Необходимо часто смазывать регулировочный механизм, удалять грязь с рабочих частей трансформатора. При плохом уходе слой грязи может достигнуть большой толщины, что нарушит охлаждение и приведет к перегреву обмоток, а это вызовет замыкание токоведущих частей на корпус.
Наиболее опасна грязь, содержащая металлическую пыль.
Плохие контакты, особенно в сварочной цепи, вызывают большие падения напряжения и недопустимые перегревы.
Значительное число сварочных трансформаторов выходит из строя из-за небрежного подключения сварочного кабеля к зажимам и нерегулярного наблюдения за состоянием его контактов.