Заказать
Промышленный портал
Аренда, конвейер, инвестиции, производство, оборудование, технологии
Главная / Технология металлов / Сварочное производство / Источники питания переменным током / Трансформатор / С нормальным магнитным рассеянием

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием

В трансформаторах с нормальным магнитным рассеянием первичная W1 и вторичная W2 обмотки располагают на стержневом магнито-проводе концентрично. Благодаря такому размещению потоки рассеяния минимальны. В этом случае можно записать kм1-2≈ kм2-1≈ 1. Незначительные потоки рассеяния и обусловливают небольшое  значение  индуктивности  трансформатора  (Хт≈0).

Для получения необходимой индуктивности в цепи дуги последовательно с вторичной обмоткой трансформатора включают дополнительную реактивную катушку Wp с индуктивностью L (рис, 18.10). В зависимости от расположения реактивной катушки относительно вторичной обмотки трансформатора различают Трансформаторы с совмещенной реактивной катушкой (рис. 18.10, б) и отдельной реактивной катушкой (рис. 18.10, в, г).

Рис. 18.10. Трансформаторы с нормальным   магнитным   рассеянием: а — функциональная схема; б — электромагнитная схема трансформаторов с совмещенной реактивной катушкой; в — то же, с отдельной реактивной катушкой и воздушным зазором; г — то же, с дросселем насыщения ДН

В трансформаторах с совмещенной реактивной катушкой (рис. 18.10,6) реактивная катушка Wp расположена на общем магнитопроводе с обмотками трансформатора. В результате этого реактивная катушка имеет с трансформатором как электрическую, тнк и электромагнитную связь.

Рассмотрим режимы работы трансформатора при холостом ходе и нагрузке.

При холостом ходе (Iд = 0) магнитный поток Ф01 создается намагничивающей силой первичной обмотки.

Распределение его по стержням магнитопровода показано на рис. 18.11, а. Основная часть потока Ф01 замыкается через средний стержень Фос, и только небольшая его доля отводится в герхний Фов- Поток Ф01, взаимодействуя с витками w1 и w2, наводит в них э. д. с. Е1 и Е20. Э. д. с. Е1 выражается уравнением (18.4) и уравновешивается первичным напряжением:

Е20 = 4,44ω2ƒФ01· 10-8.

Магнитный поток Фов в витках реактивной катушки наводит э. д. с. Ер0:

Еp0 = 4,44ωpƒФ·10-8 (18.8)

или

Ер0 = 4,44ωрƒФ01kм1-р·10-8

 

где kм1-p — коэффициент магнитной связи первичной обмотки с реактивной катушкой.

Рис. 18.11. Распределение магнитных потоков в магнитопроводе трансформатора (условно): а — холостой ход; б — нагрузка, согласное включение; в — нагрузка, встречное включение

Э д. с. реактивной катушки в зависимости от способа включения либо суммируется с Е20 (согласное включение), либо вычитается (встречное включение):

Е2 = Е20 ± Ер0

или

Е2 = 4,44ƒФ012 ± ωpkм1-p) 10-8. (18.9)

С учетом уравнения (18.4) получим

U0 = U12 ± ωpkм1-p)/ω1 (18.10)

Из этого уравнения следует, что напряжение холостого хода трансформатора зависит от способа включения вторичной и реактивной обмоток, а также от коэффициента магнитной связи. Наибольшее значение напряжения может быть достигнуто при согласном включении W2 и Wp и при минимальном воздушном зазоре φ в верхнем стержне магнитопровода (рис. 18.11)

При нагрузке намагничивающие силы первичной и вторичной обмоток создают в трансформаторе суммарный магнитный поток

Фт = Ф1 + Ф2

Основная часть этого потока замыкается через средний стержень магнитопровода, и только небольшая часть отводится в верхний стержень. Намагничивающая сила реактивной катушки создает магнитный поток Фр. Большая часть этого потока также замыкается через средний стержень. Однако значительная часть его отводится и в нижний стержень. Распределение магнитных потоков при нагрузке в магнитопроводе показано на рис. 18.11, б, в.

Суммарный магнитный поток в нижнем стержне

Фн = Ф1 + Ф2рн = Фт + Фрн

или

Фн = Фт + Фрkмр-т, (18.11)

где kмp-т — коэффициент магнитной связи реактивной катушки с трансформатором.

При согласном включении W2 и Wp потоки Ф2 и Фрн находятся в фазе и направлены почти встречно потоку Ф1. В этом случае поток Фрн ослабляет поток Ф1, создаваемый намагничивающей силой первичной обмотки. При встречном включении W2 и Wp, наоборот, поток Фрн находится в фазе с потоком Ф1 и усиливает его.

При неизменном напряжении U1 имеем Фн≈Фт≈Ф01 = const. Следовательно, любое усиление или ослабление потока Фт вызовет изменение намагничивающего тока в первичной обмотке трансформатора. При согласном включении вторичной и реактивной обмоток из сети потребляется большая мощность, чем при их встречном включении, т. е. I1согл > I1встр.

Наиболее рациональный способ включения W2 и Wp в трансформаторах может быть получен исходя из условий сварки. При сварке на небольших токах наблюдается недостаточная устойчивость горения дуги. В этом случае применение источников с повышенным напряжением холостого хода (согласное включение обмоток) целесообразно. При сварке на больших токах решающим фактором становятся вопросы экономичности. И в этом случае встречное включение W2 и Wp предпочтительно.

Суммарный поток Фт наводит в витках ω1 э. д. с. Е1, которая в основном уравновешивается приложенным напряжением U1 и в витках ω2 э. д. с. Е20, равную

Е20 = 4,44ω2ƒФт·10-8.

Суммарный магнитный поток в верхнем стержне

Фв = Фр + Ф + Ф = Фр + Фтв,

или

Фв + Фр + Фтkмт-р (18.12)

Поток Фр наводит в витках ωp реактивную э. д. с. Ер, а поток Фтв — основную Ер0:

Ер = 4,44ωрƒФр·10-8,
Ер0 = 4,44ωрƒФтkмт-р·10-8. (18.13)

Суммарная э. д. с. трансформатора

Ё2 = Ё20 + Ёр0 + Ёр. (18.14)

При рабочей нагрузке э. д. с. Е2 уравновешивается падением напряжения на дуге и реактивной катушке

E2 = Uд + Eр = Uд+ IдХр.

При коротком замыкании э. д. с. уравновешивается падением напряжения на реактивной катушке

Е2 = Ер = IкХр.

Пользуясь векторной диаграммой (рис. 18.5) и уравнениями (18.1)—(18.3), выразим значение тока и напряжения дуги в аналитической форме:

      (18.5)

      (18.6)

Ток короткого замыкания (при Uд=0)

Ik.з = U0/Xр.

Из полученных уравнений следует, что трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в сочетании с совмещенной реактивной катушкой имеют падающую внешнюю характеристику. Крутизна падения вольт-амперной характеристики определяется величиной индуктивного сопротивления катушки Хр. Граничные внешние характеристики для различных способов включения W2 и Wp приведены на рис. 18.12, а.

В трансформаторах с отдельной реактивной катушкой реактивная катушка имеет с трансформатором только электрическую связь (см. рис. 18.10, в, г). Коэффициент магнитной связи трансформатора с реактивной катушкой равен нулю. Для анализа работы трансформатора с отдельной реактивной катушкой (дросселем) могут быть использованы уравнения работы трансформатора с совмещенной реактивной катушкой. В этом случае в уравнениях, характеризующих режим работы при холостом ходе (18.8)—(18.10) и при нагрузке (18.11)—(18.13), коэффициенты магнитной связи kм1-p и kмт-р необходимо приравнять нулю.

Внешние вольт-амперные характеристики трансформаторов с отдельной катушкой приведены на рис. 18.12, б.

Рис. 18.12.  Внешние полы-амперные характеристики трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием и сочетании с реактивной катушкой: а — совмещенной; б — отдельной

Из уравнений (18.15)—(18.17) следует, что настройка трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием на заданный режим работы возможна посредством изменения индуктивного сопротивления реактивной катушки

Хр = ωw2р/Rм,

где Rм— сопротивление цепи магнитопровода на пути потока Фр.

Наиболее доступно регулирование Хр в трансформаторах для дуговой сварки путем изменения сопротивления Rм (рис. 18.13). Для этой цели в магнитопроводе реактивной катушки имеется регулируемый воздушный зазор δ (см. рис. 18.10, б, в). При минимальных зазорах обеспечивается максимальное индуктивное сопротивление катушки, и наоборот. В специализированных источниках питания дуги часто используют другой тип реактивных катушек — дроссели насыщени (см. рис. 18.10, г). Витки реактивной катушки расположены на крайних стержнях магнитопровода. На среднем стержне размещена управляемая обмотка, питаемая постоянным током. Изменяя намагничивающий ток Iн в управляемой обмотке, можно в широких пределах регулировать образующийся при этом в магнитопроводе поток Фр — Rм.

Рис. 18.13. Регулировочные зависимости трансформаторов с реактивными катушками

С величиной этого потока связана насыщенность магнитопровода, а следовательно, и его сопротивление потоку.

Выпускаемые для дуговой сварки однофазные трансформаторы должн соответствовать стандартам:  ГОСТ 7012—69 (для автоматической сварки) ГОСТ 95—77 (для ручной сварки).

Наибольшее распространение получили трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием. На небольшие токи (до 500 А) выпускают трансформаторы типа ТД и СТШ. Трансформаторы типа ТД с раздвижными катушками: ТД-300, ТД-500, ТДП-1 (для монтажных условий сварки) и др. Трансформаторы CTШ с подвижными шунтами: СТШ-300, СТШ-500, СТШ-500-80 (с повышенным напряжением холостого хода) и др. На большие токи (1000—2000 А) разработаны трансформаторы с неподвижным подмагничивающим шунтом: ТДФ-1000-1 и ТДФ-2000-2. Они предназначены для дуговой сварки под флюсом и отличаются высокой надежностью в эксплуатации.

Менее распространены в настоящее время трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в сочетании с реактивной катушкой. В основном применяются только мощные трансформаторы с совмещенной реактивной катушко типа ТСД-1000-3, ТСД-2000-2 и др., предназначенные для сварки под флюсом.

Промышленное оборудование

Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит
  • Двустороннее прессование
  • Твердость матриц 52-60 ед. по Бринеллю (для справки - твердость сверла 70 ед.)
  • Система управления на базе контроллеров Сименс или Овен. Высокая надежность
  • Автоотключение при аварии: перегрев, падения уровня масла, нерабочий концевой датчик
  • Система радужного (двухцветного) окрашивания изделий
  • Двухконтурная гидравлика - быстрый холостой ход цилиндров и медленное задавливание
  • Мелочей не бывает: пресса в базе комплектуются продувочными пистолетами «Камоци»
  • Пневматика «Камоци» (Италия)
1 099 000 руб.
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Новинка

Конвейер скребковый трубный (КСТ) - это герметичный трубопровод из стандартной трубы, внутри которой движется цепь с закрепленными на ней скребками.

Скребковый конвейер обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными видами транспорта.

В зависимости от требуемой производительности КСТ может быть как круглого, так и прямоугольного сечения.

Под заказ
Новинка
Ленточный конвейер герметичный предназначен для транспортировки сыпучих, пылящих материалов.
Под заказ
Так все больше распространение получают ленточные конвейеры или системы конвейеров на базе пластиковой модульной ленты.
Под заказ

Создание и SEO продвижение промышленных сайтов

Адаптивный дизайн. Интернет магазин с 1С интеграцией.
SEO продвижение. ТОП 10 без ограничения ключевых слов.

Заказать Подробнее
Заказать

Промышленное оборудование

Технология металлов

Товары и услуги

Вся информация, представленная на сайте промпортал.su включая информацию о ценах, наличии товаров и их характеристиках, носит ознакомительный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями ст.437 ГК РФ. Подробности о характеристиках, комплектации оборудования уточняйте у консультантов отдела продаж.