Трансформаторы для электродуговой сварки

 Эти трансформаторы представляют собой понижающие однофазные сухие трансформаторы со вторич­ным напряжением при холостом ходе 60—75 В. Такое напряжение необходимо для надежного зажигания электрической дуги. При номинальной нагрузке вторичное напряжение уменьшается до ЗОВ.

При работе сварочных трансформаторов короткое замыкание является нормальным эксплуатационным режимом. Поэтому для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги такой трансформатор должен иметь крутопадающую внешнюю ха­рактеристику, а цепь сварочного тока должна обладать значитель­ной индуктивностью. Для этой цели последовательно со вторичной обмоткой трансформатора (рис. 2-75,а) включают дроссель с переменной индуктивностью. Регулируя индуктивность дросселя (изме­няя величину воздушного зазора в его магнитопроводе), изменяют форму внешней характеристики 1 или 2 трансформатораи величину тока дуги /₂₁ или /₂₂, соответствующую напряжению горения дуги U_Д.

 

 

 

В некоторых конструкциях дроссель непосред­ственно встраивают в сварочный трансформатор. Из-за наличия в цепи нагрузки большой индуктивности сварочные трансформа­торы работают с низким Сos φ = 0,4 ÷ 0,5.

 

Трансформаторные схемы для преобразования числа фаз.

При питании мощных однофазных нагрузок от сети трехфазного тока из-за неравномерности нагрузок отдельных фаз возникают значи­тельные искажения симметрии трехфазных напряжений. В этом случае с целью выравнивания нагрузок фаз применяют специаль­ные схемы включения трансформаторов: схему трехфазно-двухфазного преобразования (называемую иногда схемой Скотта) и схему включения двух однофазных трансформаторов (или двух фаз трех­фазного трансформатора) в открытый треугольник. Эти схемы используют, в частности, для питания переменным током контакт­ной сети электрифицированного транспорта.

В схеме трехфазно-двухфазного преобразования используют два однофазных трансформатора Tp 1 и Тр2 (рис. 2-76, а) с различ­ными коэффициентами трансформации. Трансформатор Tp 1 назы­вают базовым и включают между двумя фазами трехфазной сети. Трансформатор Тр2 называют высотным и включают между третьей фазой сети и средней точкой первичной обмотки трансформатора Tpl.

При таком включении напряжения V _вс и U_AQ (рис. 2-76, б) будут

сдвинуты по фазе на угол 90⁰. На такой же угол будут сдвинуты и вторичные напряжения U ₁ и U ₂. Для получения одинаковых по величине вторичных напряжений коэффициент трансформации трансформатора Тр2 должен быть в √З/2 раз больше, чем тран­сформатора Tp 1. При симметричной нагрузке вторичной цепи токи в первичной трехфазной цепи также являются симметричными. Если нагрузки Z_H1 и Z_H2 не равны, то одна из фаз трехфазной сети будет загружена эквивалентной мощностью Р_экв = Р₁ — Р₂.

При использовании схемы «открытый треугольник» (рис. 2-76, в и г) эквивалентная однофазная нагрузка трехфазной сети имеет порядок большей из нагрузок Р₁ или Р₂ Если бы питание нагру­зок Zн1 и Z_H2 происходило от однофазного трансформатора, то на одну фазу приходилась бы нагрузка Р₁ + Р₂.

 

 

 ИМПУЛЬСНЫЕ, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ И СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Импульсные трансформаторы. Их выполняют двух- или много-обмоточными и широко применяют в устройствах автоматики, электроники и связи для передачи импульсных сигналов малой длительности. Используют их для изменения амплитуды импульсов и полярности, для согласования сопротивлений и связи между отдельными каналами импульсных устройств, исключения из цепей нагрузки постоянной составляющей тока. Мощность импульсов, передаваемая современными трансформаторами, достигает несколь­ких ватт, их длительность колеблется от долей микросекунды до нескольких сотен микросекунд, т. е. относительная продолжитель­ность включения ПВ составляет доли процента и проценты.

Основным требованием, предъявляемым к импульсным трансфор­маторам, является минимальное искажение формы передаваемого сигнала, которое происходит из-за

влияния индуктивностей рассеяния, емкостных связей между обмотками и витками обмоток и вихревых токов, индуктируемых в магнитопроводе. В результате этого вместо идеального прямоугольного импульса с напряжени­ем U_Д (штриховые линии на рис. 2-78) получается искаженный импульс (сплошные линии) с передним фронтом уменьшенной кру­тизны, срезом импульса и послеимпульсной хвостовой частью (стадии восстановления). Чтобы искажение формы передаваемого импульса было минимальным, трансформатор должен обладать линейными характеристиками и иметь постоянную времени, близ­ кую к нулю. Линейность характеристик обеспечивается путем уменьшения индукции в магнитопроводе.

При изготовлении магнитопровода применяют материалы с улуч­шенными магнитными свойствами при высоких частотах: специаль­ную высоколегированную трансформаторную сталь Э45—Э48, железоникелевые сплавы типа пермаллой и др. Для уменьшения постоянной времени обмотки трансформатора размещают таким образом, чтобы индуктивности рассеяния у них были минималь­ными. Для этой цели часто используют тороидальные сердечники, имеющие весьма малое магнитное сопротивление.

 

 

Пик-трансформаторы.

В электронной технике для регулирова­ния управляемых вентилей (тиристоров, тиратронов, ртутных вен­тилей и пр.) необходимо иметь импульсы напряжения резко заострен­ной (ликообразной) формы. Такие импульсы можно получить от синусоидально изменяющегося напряжения с помощью пик-

тран­сформаторов.

Пик-трансформатор представляет собой обычный двухобмоточный трансформатор с сильно насыщенным сердечником. Первичную

 

 

 

 

обмотку его подключают к сети переменного тока через большое акгивдаэе г_двб (рис. 2-80, а) или линейное индуктивное сопротивле­ние. При достаточно большом активном сопротивлении по первич­ной обмотке пик-трансформатора протекает синусоидальный ток i ^\ при этом магнитный поток Ф не изменяется по синусоиде, так как он возрастает пропорционально току только при малых его значе­ниях, когда сердечник не насыщен. В результате кривая измене-

ния потока имеет плоскую форму (рис. 2-80, б], а во вторичной обмотке индуктируется пикссбь^нсе напряженге и₂ Пик напряже-рия U _zm возникает тогда, когда магнитный пстск Ф и ток /\ про­ходят через нулевое значение и скорость их изменения максимальна. При включении трансформатооа через активное сопротивление пик напряжения U _гт образ>етея в момент, когда напряжение u_t проходит через нулевое зна^епе (ток /_х и напряжение и^ совпа­дают по фазе). Еесли же требуется, чтсбы этот пик возникал при прохождении напряжения u_i через максимум, то в цепь первич­ной обмотки включают индуктивное сопротивление. Для повыше­ния крутизны пика U_zm сердечники трансформаторов изготовляют из пермаллоя, имеющего высокою начальную магнитную проницае­мость и кривую намагничивания с резко выраженным насыщением. Магнитную систему пик-трансформатора часто выполняют с маг­нитным шунтом (рис. 2-81, а), который сильно увеличивает потоки рассеяния, а следовательно, и индуктивное сопротивление обмоток. В таком