Clasificación y dispositivo de transformadores de soldadura.
El transformador de soldadura contiene transformador y dispositivo de control de corriente de soldadura.
En los transformadores de soldadura, debido a la necesidad de un gran desfase de voltaje y corriente para asegurar un encendido estable del arco de corriente alterna cuando se invierte la polaridad, es necesario proporcionar una mayor resistencia inductiva del circuito secundario.
A medida que aumenta la resistencia inductiva, también aumenta la pendiente de la característica estática externa de la fuente de energía del arco de soldadura en su sección de trabajo, lo que asegura que las características de caída se obtengan de acuerdo con los requisitos para la estabilidad general de la "fuente de energía - arco "sistema.
En el diseño de transformadores de soldadura en la primera mitad del siglo XX, se utilizaron transformadores con disipación normal del campo magnético en combinación con un estrangulador separado o combinado. La corriente se controla variando el entrehierro en el circuito magnético del inductor.
En los transformadores de soldadura modernos, que se fabrican desde la década de 1960, estos requisitos se cumplen aumentando la disipación del campo magnético.
Transformador como objeto Ingenieria Eléctrica tiene un circuito equivalente que contiene resistencia activa e inductiva.
Para transformadores de soldadura que operan en modo de carga, el consumo de energía es un orden de magnitud mayor que las pérdidas sin carga, por lo tanto, cuando se opera bajo carga, este esquema puede despreciarse.
Arroz. 1. Clasificación de transformadores de soldadura.
Para un circuito de transformador típico, la principal pérdida de campo magnético en el camino desde el devanado primario al secundario ocurre entre los núcleos del circuito magnético.
La disipación del campo magnético se controla cambiando la geometría del entrehierro entre los devanados primario y secundario (bobinas móviles, derivaciones móviles), mediante un cambio coordinado en el número de vueltas de los devanados primario y secundario, cambiando el magnético permeabilidad entre núcleos del circuito magnético (derivación magnetizada).
Al considerar un diagrama simplificado de un transformador con devanados distribuidos, es posible obtener la dependencia de la resistencia inductiva de los parámetros principales del transformador.
Rm es la resistencia a lo largo de la trayectoria del flujo magnético perdido, ε es el desplazamiento relativo de las bobinas, W es el número de vueltas de las bobinas.
Entonces la corriente en el circuito secundario:
Gama infinitamente variable de transformadores de soldadura modernos: 1: 3; 1: 4.
Muchos transformadores de soldadura tienen control de pasos, cambiando los devanados primario y secundario a una conexión en paralelo o en serie.
Yo = K / W2
Transformadores de soldadura modernos para reducir el peso y el costo de la etapa de altas corrientes, se reduce el voltaje del circuito abierto.
Transformadores soldados con bobinas móviles
Arroz. 2. El dispositivo de un transformador de soldadura con devanados móviles: cuando los devanados están completamente desplazados, la corriente de soldadura es máxima, cuando los devanados están separados, es mínima.
Este esquema también se usa en rectificadores de soldadura de transformadores ajustables.
Arroz. 3. El diseño del transformador con devanados móviles: 1 — tornillo de avance, 2 — circuito magnético, 3 — tuerca de avance, 4,5 — devanados secundarios y primarios, 6 — mango.
Soldadura de transformadores de derivación móviles
Arroz. 4. El dispositivo de un transformador de soldadura con una derivación móvil.
En este caso, la regulación del flujo de fuga del campo magnético se realiza cambiando la longitud y sección de los elementos del camino magnético entre las varillas del circuito magnético. Porque permeabilidad magnética el hierro es dos órdenes de magnitud mayor que la permeabilidad al aire; cuando la derivación magnética se mueve, la resistencia magnética de la corriente de fuga que pasa por el aire cambia. Con una derivación completamente insertada, la forma de onda de la corriente de fuga y la resistencia inductiva están determinadas por los espacios de aire entre el circuito magnético y la derivación.
Actualmente, los transformadores de soldadura de acuerdo con este esquema se producen para fines industriales y domésticos, y dicho esquema se usa cuando se sueldan rectificadores de transformadores ajustables.
Transformador de soldadura TDM500-S
Transformadores de soldadura con devanado seccional
Estos son transformadores de montaje y domésticos producidos hace 60, 70, 80 años.
Hay varias etapas de regulación del número de vueltas del devanado primario y secundario.
Transformadores de soldadura de derivación fijos
Arroz. 4. El dispositivo de un transformador de soldadura con una derivación magnética fija.
Se utiliza una sección descendente para el control, es decir, operación de núcleo de derivación en modo de saturación. Debido a que el flujo magnético que pasa por la derivación es variable, el punto de operación se elige para que no salga fuera de la rama que cae. permeabilidad magnética.
A medida que aumenta la saturación del circuito magnético, disminuye la permeabilidad magnética de la derivación, en consecuencia, aumenta la corriente de fuga, aumenta la resistencia inductiva del transformador y, como resultado, disminuye la corriente de soldadura.
Dado que la regulación es eléctrica, es posible el control remoto de la fuente de alimentación. Otra ventaja del circuito es la ausencia de partes móviles, debido a que el control electromagnético, esto permite simplificar y facilitar el diseño de transformadores de potencia. Las fuerzas electromagnéticas son proporcionales al cuadrado de la corriente, por lo que a altas corrientes hay un problema con el soporte de las partes móviles. Los transformadores de este tipo se produjeron en los años 70 y 80 del siglo XX.
Transformadores de soldadura de tiristores
Arroz. 5. Transformador de soldadura de tiristores de dispositivo
Principio de regulación de tensión y corriente. tiristores basado en el cambio de fase del agujero del tiristor en el semiperíodo de su polaridad directa. Al mismo tiempo, cambia el valor medio de la tensión rectificada y, en consecuencia, la corriente para un medio ciclo.
Para proporcionar la regulación de una red monofásica, necesita dos tiristores conectados de manera opuesta, y la regulación debe ser simétrica.Los transformadores de tiristores tienen una característica estática externa rígida que es controlada por el voltaje de salida usando tiristores.
Los tiristores son convenientes para la regulación de voltaje y corriente en circuitos de CA porque se cierran automáticamente cuando se invierte la polaridad.
En los circuitos de CC se suelen utilizar circuitos resonantes con inductancia para cerrar tiristores, lo que es difícil y costoso y limita las posibilidades de regulación.
En los circuitos de transformadores de tiristores, los tiristores se instalan en el circuito del devanado primario por dos razones:
1. Porque las corrientes secundarias de las fuentes de poder de soldadura son mucho más altas que la corriente máxima del tiristor (hasta 800 A).
2. Mayor eficiencia, ya que las pérdidas por caída de tensión en las válvulas abiertas en el primer lazo son varias veces menores que la tensión de funcionamiento.
Además, la inductancia del transformador en este caso proporciona un mayor suavizado de la corriente rectificada que en el caso de instalar tiristores en el circuito secundario.
Todos los transformadores de soldadura modernos están hechos con bobinados de aluminio. Para mayor confiabilidad, las tiras de cobre se sueldan en frío en los extremos.
Arroz. 6. Diagrama de bloques del transformador de tiristores: T — transformador reductor trifásico, KV — válvulas de conmutación (tiristores), BFU — dispositivo de control de fase, BZ — bloque de tareas.
Arroz. 7. Diagrama de voltaje: φ- ángulo (fase) de encendido de tiristores.
Desde la década de 1980, la mayoría de los transformadores de soldadura se fabrican con hierro de transformador laminado en frío. Esto da 1,5 veces más inducción y menos peso del circuito magnético.