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

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)

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.