Схемы питания трехфазной дуги с использованием однофазных трансформаторов

Специальные трехфазные трансформаторы для трехфазной дуговой сварки в настоящее время не выпускаются. Иногда для этих целей приспосабливают трехфазные понижающие трансформаторы другого назначения.
Наиболее широко используются схемы, собранные из однофазных трансформаторов. Три одинаковых трансформатора могут быть соединены как звездой, так и треугольником (рис. 6.13,а). Номинальная мощность каждого должна быть не менее 1/3 мощности трехфазной дуги, которую будет питать схема. Производительность поста сваpки трехфазной дугой в 2 — 2,5 раза выше, чем однофазной при одинаковых токах в электродах. Следовательно, трансформаторы в этой схеме
недогружены.

Рис.6.13. Схемы питания трёхфазной дуги

Правильней поэтому использовать схему питания трехфазной дуги, состоящую из двух трансформаторов. Наибольшее распространение получила схема открытого треугольника (рис. 6.13,б), обеспечивающая одинаковое напряжение питания всех трех дуг. Схему приходится дополнять дросселем в цепи изделия. В противном случае невозможно раздельное регулирование тока в изделии. Кроме того, при этом возникает двухдуговой режим, что снижает технологические свойства трехфазной дуги.

ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ

Для обеспечения электрошлакового процесса используется в основном переменный ток. Трансформаторы для электрошлаковой сварки классифицируют по способу регулирования напряжения и числу фаз. Рассмотрим наиболее распространенные типы (рис. 6.14).

Рис.6.14. Схемы трансформаторов для электрошлаковой сварки

Однофазный трансформатор нормального рассеяния с секционированными обмотками (рис. 6.14,а) имеет практически жесткую характеристику с наклоном не более 0,01 В/А. Грубое регулирование напряжения перед сваркой осуществляется перестановкой перемычки в цепи вторичной обмотки. Витковое регулирование на первичной стороне с помощью контакторов K1 — K4 обеспечивает изменение напряжения мелкими ступенями до 2 — 3 В и, как правило, возможно под нагрузкой. Трансформатор с магнитной коммутацией (рис. 6.14,б) имеет магнитную схему, подобную трансформатору для дуговой сварки с подмагничиваемым шунтом. При изменении тока в обмотках управления ОУ1 и ОУ2 меняется поток, пронизывающий дополнительную вторичную обмотку ОВ2, и за счет этого плавно изменяется вторичное напряжение трансформатора. Грубое регулирование возможно секционированием основной вторичной обмотки ОВ1.
Трансформатор с тиристорным коммутатором V1 — V2 в цепи первичной обмотки (рис. 6.14,в) обеспечивает плавное регулирование напряжения за счет изменения угла включения тиристоров. В отличие от трансформатора для дуговой сварки здесь нет необходимости в цепях подпитки, поскольку электрошлаковый процесс идет устойчиво при любых углах управления. Все три показанных типа трансформаторов возможны и в трехфазном варианте.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ И МОНТАЖУ

ВЫБОР, МОНТАЖ И ПУСК ИСТОЧНИКОВ

Методика выбора

Требования технологического процесса сварки стоят на первом месте среди критериев выбора. К ним относятся способ и вид сварки, род тока, диапазон сварочных режимов и т.д. Немаловажное значение имеют также цена и технико- экономические показатели источника. Все эти сведения обычно приводятся в справочниках, каталогах и номенклатурных списках заводов- изготовителей.
Систему обслуживания принимают в зависимости от количества постов сварки, компактно расположенных в цехе или на стройке. Многопостовые системы экономичны уже при количестве однотипных постов более четырех.
Способ сварки следует задать уже в начале выбора, поскольку от него зависят такие важные параметры источника, как тип внешней характеристики, напряжение холостого хода, кратность тока короткого замыкания и т.д.
Тип источника принимается в основном по соображениям экономичности и мобильности. Сварочные трансформаторы в 2 — 3 раза дешевле выпрямителей, просты в обслуживании и неприхотливы в эксплуатации. Выпрямители как источники постоянного тока обеспечивают более устойчивое горение дуги и, следовательно, более высокое качество сварки, особенно при токе менее 100 А. Агрегаты используются на монтаже и в строительстве в отсутствии сети электрического тока.
Уточнение выбора может быть выполнено с помощью критериев отраслевого стандарта ОСТ 16.0.800.669-79 «Оборудование электросварочное. Оценка уровня качества», хотя обычно он используется для аттестации оборудования перед массовым выпуском.

 

Размещение и подключение

Категория размещения источников питания учитывается при конструировании их кожухов и оболочек. Сварочные агрегаты, имеющие категорию размещения 1, могут эксплуатироваться на открытом воздухе, поскольку имеют собственную крышу и капот, защищающие их от дождя и снега. Сварочные трансформаторы, допускающие категорию размещения 2, могут работать под навесом. При этом они подвержены колебаниям температуры и влажности воздуха, но защищены от воздействия осадков. Большинство остальных источников (трансформаторы, выпрямители, преобразователи) изготавливаются по категории размещения 3, т.е. могут работать в закрытых помещениях (цехах) без регулирования климатических условий. Четвертая категория размещения (в помещениях с регулируемым климатом) рекомендуется только для источников с водяным охлаждением.
В сварочном цехе источники располагаются в отдельном помещении (машинном зале) или непосредственно у рабочих мест. В машинном зале улучшаются условия эксплуатации, обслуживания и ремонта, особенно многопостовых источников, но при этом увеличиваются расход сварочных кабелей и потери энергии. При размещении источников в цехе их устанавливают вблизи стен или колонн, чтобы не занимать производственную площадь. Сварочные источники не нуждаются в фундаменте и устанавливаются прямо на полу.

7.1.3. Соединение источников на параллельную и
последовательную работу

Особенности соединения на параллельную работу иллюстрирует рис. 7.1. Первичные обмотки трансформаторов T1 и T2 с помощью рубильников или автоматических выключателей Q1 и Q2 подключают обязательно к одинаковым линейным проводам трехфазной питающей сети, с тем, чтобы фазы вторичных ЭДС совпадали (рис. 7.1,а). Со вторичной стороны необходимо попарно соединить зажимы одинаковой полярности. С этой целью произвольно соединяют пару зажимов, например, X1 и X3, и на холостом ходу прибором PV проверяют напряжение между зажимами X2 и X4. Если напряжение близко к нулю,зажимы найдены верно. Если напряжение равно сумме U01 + U02, следует поменять соединение зажимов. Во вторичной цепи устанавливают также рубильник Q3, с его помощью одна из пар зажимов (X2 и X4) соединяется уже после включения в сеть обоих трансформаторов, что предотвращает появление внутриконтурного тока большой величины.
Особенности соединения выпрямителей иллюстрирует рис. 7.1,б. Соединение диодных выпрямителей не вызывает особых трудностей. Внутриконтурные токи в таких схемах невозможны, поскольку к выпрямительному блоку они прикладываются в обратном направлении. Наиболее часто на параллельную работу соединяют многопостовые выпрямители. Они подключаются к общей магистрали тока по мере необходимости, причем некоторые из них могут находиться в резерве на случай выхода из строя работающего источника. Вентильные генераторы соединяются так же, как и диодные выпрямители. Выпрямители с тиристорными выпрямительными блоками соединять на параллельную работу не рекомендуется, поскольку у них даже при незначительном различии углов управления сильно отличается загрузка.

Рис.7.1. Схемы соединения на параллельную работу трансформаторов (а)
и выпрямителей (б)

Последовательное соединение источников используется в том случае, когда необходимо повысить напряжение холостого хода и рабочее напряжение, например, при плазменных процессах. При этом плюсовой зажим одного источника соединяется с минусовым другого, а два оставшиеся соединяются с нагрузкой. Напряжение холостого хода в такой схеме, а ток