Пристрій і обслуговування зварювальних трансформаторів

(Що потрібно знати зварнику про зварювальному обладнанні)

Зварювальні трансформатори служать для перетворення високої напруги електричної мережі (220В або 380В) в низьке напруга вторинної електричного кола до необхідного для зварювання рівня, що визначається умовами для збудження і стабільного горіння зварювальної дуги. Вторинна напруга зварювального трансформатора при холостому ході (без навантаження в зварювального ланцюга) становить 60-75В. При зварюванні на малих токах (60-100А) для стійкого горіння дуги бажано мати напругу холостого ходу 70-80В.

Зварювальні трансформатори по фазності електричного струму підрозділяються на однофазні та трифазні, а за кількістю постів - на однопостові і багатопостові.

Однопостовий трансформатор служить для харчування зварювальним струмом одного робочого місця і має відповідну зовнішню характеристику. Многопостовой трансформатор служить для одночасного живлення декількох зварювальних дуг (зварювальних постів) і має жорстку характеристику. Для створення стійкого горіння зварювальної дуги і забезпечення падаючої зовнішньої характеристики в зварювальний ланцюг дуги включають дросель. Для дугового зварювання зварювальні трансформатори підрозділяються за конструктивними особливостями на дві основні групи:

• трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням, конструктивно виконані у вигляді двох роздільних апаратів (трансформатор і дросель) або в єдиному загальному корпусі;
• трансформатори з розвиненим магнітним розсіюванням, конструктивно розрізняються за способом регулювання (з рухомими котушками, з магнітними шунтами, із ступінчастим регулюванням).

Жорстка зовнішня характеристика такого трансформатора виходить за рахунок незначного магнітного розсіювання і малого індуктивного опору обмоток трансформатора. Падаючі зовнішні характеристики створюються дроселем, що має велике індуктивне опір. Комплект джерел живлення складається з понижуючого трансформатора і дроселя (регулятора активної котушки).

Понижуючий трансформатор, основою якого є магнітопровід (сердечник), виготовлений з великої кількості тонких пластин (товщиною 0,5 мм) трансформаторної сталі, стягнутих між собою шпильками. На муздрамтеатрі є первинна та вторинна (знижує) обмотки з мідного або алюмінієвого дроту.

Дросель складається з магнітопровода, набраного з листів трансформаторної сталі, на якому розташовані витки мідного або алюмінієвого дроту, розрахованого на проходження зварювального струму максимальної величини. На магнітопроводі є рухома частина, яку можна переміщати за допомогою гвинта, що обертається рукояткою.

Первинна обмотка трансформатора підключається до мережі змінного струму напругою 220В або 380В. Змінний струм високої напруги, проходячи по обмотці, створює чинне навколо муздрамтеатру змінне магнітне поле, під дією якого у вторинній обмотці індукується змінний струм низької напруги. Обмотку дроселя включають в зварювальну ланцюг послідовно з вторинною обмоткою трансформатора.

Величину зварювального струму регулюють шляхом зміни повітряного зазору між пересувний і нерухомою частинами муздрамтеатру. При збільшенні повітряного зазору магнітний опір магнітопроводу збільшується, магнітний потік відповідно зменшується, а, отже, зменшується індуктивний опір котушки і збільшується зварювальний струм. При повній відсутності повітряного зазору дросель можна розглядати як котушку на залізному осерді; в цьому випадку величина струму буде мінімальною. Отже, для отримання більшої величини струму повітряний зазор можна збільшити (рукоятку на дроселі обертати за годинниковою стрілкою), а для отримання менші за розміром струму зазор зменшити (рукоятку обертати проти годинникової стрілки).

Регулювання зварювального струму розглянутим способом дозволяє налаштовувати режим зварювання плавно і з достатньою точністю. Конструкція дроселя зі ступінчастим регулюванням зварювального струму дозволяє змінювати величину зварювального струму за допомогою рухомого контакту шляхом включення певної кількості витків обмотки. У цьому випадку регулювання зварювального струму буде ступінчастим. Магнитопровод дроселя в цьому випадку виготовляють нероз'ємним, внаслідок чого конструкція його значно спрощується. Сучасні зварювальні трансформатори типу ТД, ТС, ТСК, СТШ і інші випускаються в однокорпусному виконанні.

Трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням і реактивної обмоткою на загальному сердечнику. Реактивна обмотка включена в зварювальну ланцюг послідовно з таким розрахунком, що її потік спрямований назустріч основному потоку трансформатора. Дія реактивної обмотки і регулювання зварювального струму аналогічні дії дроселя.

Трансформатори з рухомими обмотками зі збільшеним магнітним розсіюванням. Трансформатори з рухомими обмотками (до них відносяться зварювальні трансформатори типу ТС, ТСК і ТД) отримали широке застосування при ручного дугового зварювання. Вони мають підвищену індуктивність розсіювання і виконуються однофазними, стрижневого типу, в однокорпусному виконанні. Можуть застосовуватися для наплавлення і зварювання під флюсом тонкими дротами. У трансформаторах типу ТСК паралельно первинній обмотці підключений конденсатор для підвищення коефіцієнта потужності.

Таблиця. 35. Технічні характеристики зварювальних трансформаторів з нормальним магнітним розсіюванням і реактивної обмоткою

ХарактеристикаТип трансформатораСТЕ-34УСТЕ-24УСТН-700СТН-500СТН-350ТСД-500ТСД-1000-4ТСД-2000-2

Напруга холостого ходу, В 60 60 60 60 70 80 71 79 Номінальний зварювальний струм, А 500 350 700 500 350 500 1000 2000 Номінальна потужність, кВ · 30 23 43,5 32 25 42 78 162 Межі регулювання зварювального струму, А 150-700 100-500 200-900 150-700 80-450 200-600 400-1200 800-2200 Коефіцієнт потужності (cos с) 0,53 0,5 0,66 0,52 0,5 0,6 0,6 0,64 Габаритні розміри, мм: довжина 690 690 796 775 695 950 950 950 ширина 370 370 429 410 398 818 818 818 висота 660 660 840 1005 700 1215 1242 1382 Маса, кг 160 130 380 275 220 420 510 675

Таблиця 36. Трансформатори зі збільшеним магнітним розсіюванням (з рухомими обмотками)

Напруга холостого ходу, В 68 63 60 63 60 61; 79 70 Номінальний зварювальний струм, А 120 300 500 300 500 300 350 Номінальна потужність, кВ · 9 20 32 20 32 20 20,5 Габаритні розміри, мм: довжина 650 760 840 760 840 692 870 ширина 340 520 576 520 576 620 480 висота 800 970 1060 970 1060 710 680 Маса, кг 90 180 250 215 280 137 200

Таблиця 37. Основні несправності зварювальних трансформаторів, причини появи і способи усунення

Надмірний нагрів сердечника і скріплюють його шпильок Порушена ізоляція листів сердечника і шпильок Відновити ізоляцію Корпус трансформатора під напругою Пошкодження ізоляції первинної обмотки і з'єднання останньої з корпусом трансформатора Відключити трансформатор від мережі, зняти кожух, відшукати місце пошкодження ізоляції і з'єднання її з корпусом і відновити ізоляцію Трансформатор не забезпечує верхню чи нижню межі регулювання струму Рухливі вторинні котушки не доходять до упору (заїдання в ходовому гвинті, потрапляння сторонніх предметів між котушкою і стрижнем) Усунути заїдання в ходовому гвинті і прибрати сторонні предмети Трансформатор споживає з мережі великий струм при відсутності навантаження Замикання витків обмотки між собою Ліквідувати замикання витків, при необхідності перемотати. Число витків і перетин обмотувального дроту не повинно змінитися Сильне гудіння трансформатора Ослабли болти, що стягують сердечник, і гвинти, що кріплять кожух; перекошений сердечник регулятора, несправні кріплення сердечника і механізму переміщення котушок Підтягти болти і гвинти, виправити сердечник регулятора, виправити кріплення сердечника і механізму переміщення котушок Значний нагрів трансформатора Неправильне включення в мережу перевірити включення первинної обмотки Значний нагрів трансформатора Зварювальний струм вище допустимого Зменшити зварювальний струм, зварювання вести електродом меншого діаметра Значний нагрів трансформатора Замикання між витками обмотки Усунути за поневірянь Сильний нагрів затискачів трансформатора Слабо затягнуті контактні болти Підтягти болти Сильний нагрів затискачів трансформатора Провід в місці контакту має недостатній перетин Замінити проводом потрібного перетину

Мал. 69. Конструктивна схема трансформатора ТСК-500 зі знятим кожухом: 1 - мережеві затискачі для проводів; 2 - сердечник; 3 - рукоятка для регулювання струму; 4 - затискачі для приєднання проводів; 5 - ходовий гвинт; 6 - котушка вторинної обмотки; 7 - котушка первинної обмотки; 8 - компенсуючий конденсатор

Котушки первинної обмотки такого трансформатора нерухомі і закріплені у нижнього ярма, котушки вторинної обмотки рухливі. Величину зварювального струму регулюють зміною відстані між первинною і вторинною обмотками. Найбільша величина зварювального струму досягається при зближенні котушок, найменша - при видаленні. З ходовим гвинтом 5 пов'язаний покажчик зразкової величини зварювального струму (див. Рис. 69), Точність показань шкали становить 7,5% від значення максимального струму. Відхилення величини струму залежать від напруги, що підводиться і довжини зварювальної дуги. Для більш точного виміру зварювального струму повинен застосовуватися амперметр.

На рис. 69 показана конструктивна схема трансформатора ТСК-500. При повороті рукоятки 3 трансформатора за годинниковою стрілкою котушки обмотки 6 і 7 зближуються, внаслідок чого магнітне розсіювання і викликаного їм індуктивний опір обмоток зменшуються, а величина зварювального струму збільшується. При повороті рукоятки проти годинникової стрілки котушки вторинної обмотки видаляються від котушок первинної обмотки, магнітне розсіювання збільшується, і величина зварювального струму зменшується.

Трансформатори забезпечені ємнісними фільтрами, призначеними для зниження перешкод радіотрансляції, створюваних при зварюванні. Трансформатори типу ТСК відрізняються від ТС наявністю компенсуючих конденсаторів 8, що забезпечують підвищення коефіцієнта потужності. Принципова електрична схема трансформатора ТД-500 аналогічна.

ТД-500 являє собою понижуючий трансформатор з підвищеною індуктивністю розсіювання. Зварювальний струм регулюють зміною відстані між первинною і вторинною обмотками. Обмотки мають по дві котушки, розташовані попарно на загальних стрижнях муздрамтеатру. Трансформатор працює на двох діапазонах: попарне паралельне з'єднання котушок обмоток дає діапазон великих струмів, а послідовне - діапазон малих струмів. Послідовне з'єднання обмоток за рахунок відключення частини витків первинної обмотки дозволяє підвищити напругу холостого ходу, що сприятливо відбивається на горінні дуги під час зварювання на малих токах.

При зближенні обмоток зменшується індуктивність розсіювання, що призводить до збільшення зварювального струму; при збільшенні відстані між обмотками збільшується індуктивність розсіювання, а струм відповідно зменшується. Трансформатор ТД-500 має однокорпусні виконання з природною вентиляцією, дає падаючі зовнішні характеристики і виготовляється тільки на одне напруга мережі - 220 В або 380 В.

Трансформатор ТД-500 - однофазний стрижневого типу складається з наступних основних вузлів: муздрамтеатру - сердечника, обмоток (первинної та вторинної), регулятора струму, перемикача діапазонів струмів, токоуказательного механізму і кожуха.

Догляд за трансформаторами зводиться в основному до регулярної перевірці опору ізоляції, контактів, спостереження за нагріванням обмоток сердечника і його деталей (після відключення трансформатора від мережі). Необхідно часто змащувати регулювальний механізм, видаляти бруд з робочих частин трансформатора. При поганому догляді шар бруду може досягти великої товщини, що порушить охолодження і призведе до перегріву обмоток, а це викличе замикання струмопровідних частин на корпус. Найбільш небезпечна бруд, що містить металевий пил.

Погані контакти, особливо в зварювального ланцюга, викликають великі падіння напруги і неприпустимі перегріви. Значне число зварювальних трансформаторів виходить з ладу через недбале підключення зварювального кабелю до затискачів і нерегулярного спостереження за станом його контактів.

---

Посилання по темі, читайте також:

• Змінний струм
  Змінний струм, в широкому сенсі електричний струм, що змінюється в часі.
• Ураження електричним струмом
  Найбільш часто застосовується синусоїдальний змінний струм.
• Електричні машини і прилади
  Змінний струм для промислових цілей і для освітлення виробляється потужними генераторами, які приводилися в обертання паровими або водяними турбінами і двигунами внутрішнього згоряння.

До ЗМІСТУ

© 2000 - 2007 Oleg V. Mukhin.Ru ™

Проект L-282-1P