Теоретические сведения. Трансформатор выполнен на сердечнике стержневого типа

Трансформатор выполнен на сердечнике стержневого типа. Конструктивная схема трансформатора приведена на рис. 2.1. Основные обмотки, первичная W₁₀ и вторичная W₂₀, размещены на разных стержнях магнитопровода.

Наряду с основными трансформатор имеет дополнительные обмотки W_1Д и W_2Д, охватывающие обе основные обмотки.

Дополнительная обмотка может соединяться с соответствующей основной последовательно, согласно или встречно.

Основной магнитный поток Ф₁₀, создаваемый намагничивающей силой первичной обмотки, замыкается по магнитопроводу и направлен в правом и левом стержнях магнитопровода в разных направлениях.

Рисунок 2.1 Конструктивная схема трансформатора

, (2.1)

где R_M – сопротивление магнитной цепи магнитопровода трансформатора;

Ф_1Р – поток рассеяния трансформатора.

Магнитный поток, создаваемый дополнительной обмоткой, направлен в обоих стрежнях в одном направлении и далее замыкается по воздуху в пространстве вокруг трансформатора.

Если дополнительная обмотка соединена с соответствующей основной согласно, т.е. таким образом, что созданный ее намагничивающей силой магнитный поток направлен согласно с основным в стрежне, на котором размещена вторичная обмотка, и встречно с основным в стрежне, на котором размещена первичная обмотка, то обеспечивается уменьшение крутизны наклона внешней характеристики, т.е. увеличение сварочного тока, соответствующего данному напряжению на дуге.

Указанная зависимость обусловлена тем, что ЭДС, индуцируемая во вторичной обмотке, пропорциональна сцепленному с ней магнитному потоку

Е₂ = СW₂Ф. (2.2)

Ослабление магнитного потока, сцепленного с первичной обмоткой, компенсируется соответствующим увеличением первичного тока, так как поток, сцепленный с первичной обмоткой, при всех режимах работы должен индуктировать в ней противо-ЭДС, практически равную напряжению питающей сети, и значит, должен оставаться практически неизменным.

Ф₁ + Ф_1Н – Ф₂₀ ± Ф_Д» Ф₁» const (2.3)

(смотри также зависимости 1.8; 1.19).

Встречное включение дополнительной обмотки приводит к увеличению крутизны наклона внешней характеристики и уменьшению сварочного тока, соответствующего данному напряжению дуги.

Влияние способа подключения дополнительной обмотки можно обосновать также, рассматривая ее влияние на потоки рассеяния. Пусть дополнительная обмотка подключена таким образом, что создаваемый ею магнитный поток совпадает с основным в стержне, на котором размещена вторичная обмотка, т.е. так, как показано на рис. 2.1. При этом в пространстве вокруг трансформатора поток дополнительной обмотки направлен встречно потокам рассеяния как первичной Ф_1Р, так и вторичной обмотки Ф_2Р. Значит, уменьшаются суммарные потоки рассеяния и увеличивается сварочный ток.

Подключение дополнительных обмоток незначительно изменяет напряжение холостого хода (согласное увеличивает, а встречное уменьшает).

Если трансформатор имеет одну дополнительную первичную обмотку и одну дополнительную вторичную, то возможны 9 вариантов подключения, то есть 9 ступеней регулирования. Однако часть диапазонов регулирования взаимно перекрываются, поэтому обычно применяется 4…6 ступеней регулирования.

Плавное регулирование сварочного тока в пределах каждой ступени производится навивкой на корпус трансформатора сварочного кабеля, идущего к электрододержателю. Навивка кабеля в ту или иную сторону эквивалента согласному или встречному подключению дополнительной вторичной обмотки с плавно изменяемым числом витков и обеспечивает плавное увеличение или уменьшение сварочного тока.

Типичным представителем трансформаторов с ярмовым рассеянием является трансформатор ТСМ-250, который входит в состав лабораторного стенда. Принципиальная электрическая схема стенда приведена на рис. 2.2. Трансформатор имеет две дополнительные обмотки – первичную W_1Д и вторичную W_2Д. Переключение дополнительной первичной обмотки осуществляется переключателем SA1. Положению 1 переключателя соответствует встречное подключение обмотки. В положении 2 дополнительная первичная обмотка отключена, а в положении 3 - подключена согласно.

При подключении сварочной цепи к клеммам А и В дополнительная вторичная обмотка отключена, а при подключении сварочной цепи к клеммам А и С – подключена встречно.

Для плавного регулирования сварочного тока рекомендуется навивка кабелем, идущим к электрододержателю, от одного до пяти витков на корпус трансформатора.

Рисунок 2.2 Схема лабораторного стенда

В трансформаторе ТСМ – 250 предусмотрено четыре ступени регулирования. Порядок включения ступеней и параметры трансформатора приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Технические данные трансформатора ТСМ-250