Серийные сварочные трансформаторы

• Сварочные трансформаторы серии ТД с механическим регулированием
• Сварочные трансформаторы серии ТДМ с механическим регулированием
• Трансформатор типа ТДЭ-402
• Трансформаторы для автоматической сварки под флюсом
• Сварочные трансформаторы серии ТДФ
• Трансформаторы серии ТДФЖ
• Автотрансформатор сварочный АТС-01

Сварочные трансформаторы дли ручной дуговой сварки. Трансформаторы выпускаются по ГОСТ 95 -77. Все трансформаторы работают при естественной вентиляции и соответствуют степени защиты IP22. Длительность цикла сварки для сварочных трансформаторов принята 5 мин.

Трансформаторы выпускаются в переносном и передвижном исполнении. Переносные, или облегченные, трансформаторы предназначены для прихваточных и ремонтных работ, где продолжительность нагрузки (ПН) не превышает 20 - 25 %. Передвижные сварочные трансформаторы предназначены для обычных условий работы с ПН = 60 %,

↑ наверх

Сварочные трансформаторы серии ТД с механическим регулированием

Технические данные трансформаторов серии ТД приведены в табл 2. Трансформаторы на номинальные токи 160 и 250 А являются переносными, на токи 315 и 500 А  - передвижными. Основные узлы каждого трансформатора - магнитопровод, первичные и вторичные обмотки, механизм регулирования тока, переключатель диапазонов тока, токоуказательный механизм, кожух. По принципу регулирования это трансформаторы с подвижными обмотками.

Магнитопровод трансформатора  -  стержневого типа, наборный из холоднокатаной стали марки 3412 толщиной 0,5 мм; катушки дисковые, расположены на двух стержнях магнитопровода.

У переносных трансформаторов на 160 и 250 А первичные обмотки выполнены подвижными, а вторичные обмотки неподвижно закреплены у верхнего ярма магнитопровода. У трансформаторов на 315 и 500 А первичные обмотки неподвижные и закреплены у нижнего ярма, а вторичные обмотки подвижные.

Подвижная обмотка крепится в изоляционной обойме из пресс-материала ГСП-32. Через верхнее ярмо магнитопровода пропущен ходовой винт, который ввинчивается в ходовую гайку, вмонтированную в обойму подвижной обмотки. При вращении ходового винта с помощью рукоятки, находящейся сверху трансформатора, изменяется расстояние между обмотками и регулируется сварочный ток. Для исключения вибрации подвижной обмотки обойма крепления ее снабжена плоскими пружинами, которые при перемещении скользят по магнитопроводу.

Таблица 1

Схема соединения катушек обмоток переносных сварочных трансформаторов приведена ранее (см. рис 8, в). Для получения диапазона больших токов катушки первичной обмотки соединяются последовательно, а катушки вторичной обмотки  -  параллельно; для получения диапазонов малых токов одна катушка вторичной обмотки отключается. Попарное параллельное соединение катушек обмоток соответствует диапазону больших токов, последовательнее - диапазону малых токов. При последовательном соединении часть витков первичной обмотки отключается и напряжение холостого хода повышается. Это благоприятно отражается на стабильности горения дуги при сварке на малых токах. Переключение диапазонов в передвижных трансформаторах осуществляется специальным переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на верхнюю крышку сварочного трансформатора.

Для указания значения сварочного тока имеется токоуказательный механизм секторного типа, закрепленный на магнитопроводе под крышей и связанный с подвижной обмоткой рычажной передачей. Отсчет тока производится по шкале через смотровое окно, расположенное на крышке кожуха. Шкала градуирована для двух диапазонов тока при номинальном напряжении питающей сети в вольтах на выходных зажимах вторичной цепи. Точность показаний шкалы может находиться в пределах 4=7,5 % от значения максимального тока, указанного на шкале, и является ориентировочной, так как значение сварочного тока зависит от подводимого напряжения и длины дуги. На концах шкалы имеются надписи «Стоп», предупреждающие о конце хода подвижной обмотки.

Защитный кожух трансформатора крепится болтами к осям, которые, в свою очередь, прикреплены к нижним стягивающим уголкам магнитопровода. Для подключения к сети сварочного кабеля имеются специальные доски зажимов, закрепленные на магнитопроводе с торцевых сторон кожуха. Доски зажимов закрываются защитными крышками. Для удобства перемещения передвижные сварочные сварочные трансформаторы снабжены четырьмя колесами и ручками, а для подъема имеют специальные скобы, расположенные на верхней части кожуха. Трансформаторы снабжены емкостными фильтрами, предназначенными для снижения помех радиоприему, создаваемых трансформаторами при сварке.

Внешние характеристики сварочных трансформаторов имеют крутопадающую рабочую часть со сравнительно небольшими кратностями тока короткого замыкания - примерно 1,2 - 1,3 значения сварочного тока при номинальном рабочем напряжении.

Сварочные трансформаторы, предназначенные для нужд народного хозяйства, выпускаются на напряжение сети 220 и 380 В и имеют алюминиевые обмотки. В переносных трансформаторах обмотки намотаны проводом марки АПСД, в передвижных трансформаторах первичные обмотки  -  проводом АПСД, вторичные  -  голой шиной марки АДО «на ребро».

Трансформатор на ток 500 А выпускается в трех исполнениях. Трансформатор ТД-502 снабжен встроенным конденсатором мощностью 9,4 квар для повышения коэффициента мощности (cos φ). Трансформатор ТД-500-4 выпускается в комплекте с устройством снижения напряжения холостого хода УСНТ-06.

↑ наверх

Сварочные трансформаторы серии ТДМ с механическим регулированием

В табл. 2 приведены технические данные новой серии трансформаторов с механическим регулированием ТДМ. В ближайшие годы эти трансформаторы заменят передвижные трансформаторы серии ТД (ТД-300, ТД-500, ТД-502, ТД-500-4). По принципу регулирования, схеме соединения катушек обмоток и конструктивному исполнению они близки к передвижным трансформаторам серии ТД.

В новых трансформаторах серии ТДМ применена холоднокатаная сталь марки 3414 толщиной 0,35 мм, наборные магнитопроводы имеют бесшпилечную конструкцию. Применены обмоточные и изоляционные материалы класса изоляции Н. Все это позволило снизить массу и габариты трансформаторов серии ТДМ. В трансформаторах усовершенствована конструкция переключателя диапазонов сварочного тока, переключатель ножевого типа выдерживает нечастые аварийные режимы, возникающие при его переключении, без снятия сетевого напряжения. Подключение сварочных и сетевых проводов производится при помощи штыревых разъемов, что облегчает эксплуатацию трансформаторов. Улучшен внешний вид трансформаторов.

Значительно расширена номенклатура трансформаторов. Базовые модели трансформаторов ТДМ-317 (рис 32), ТДМ-401, ТДМ-503 рассчитаны соответственно на номинальные токи 315, 400 и 500 А. Сварочные трансформаторы ТДМ-317-1, ТДМ-401-1, ТДМ-503-1 предназначены для эксплуатации в особо опасных условиях, снабжены ограничителями холостого хода УСНТ-06, снижающими напряжение холостого хода до безопасного значения (12 В). Трансформатор ТДМ-503-2 имеет конденсатор мощностью 9,4 квар для повышения коэффициента мощности. Трансформатор ТДМ-503-3 снабжен конденсатором для повышения коэффициента мощности и ограничителем напряжения холостого хода типа УСНТ-06.

Рис 32. Трансформатор ТДМ-317

↑ наверх

Трансформатор сварочный типа ТДЭ-402

Тиристорный трансформатор ТДЭ-402 предназначен для ручной дуговой сварки, резки и наплавки металлов специальными электродами с железным порошком в обмазке, а также электродами общего применения. Технические данные трансформатора приведены в табл. 2. Трансформатор питает дугу прерывистым током, импульсная стабилизация дуги выполнена по схеме, показанной на рис 16, е. Трансформатор имеет два диапазона регулирования сварочного тока, в пределах диапазона ток плавно регулируется с пульта дистанционного управления.

На рис 33 приведена структурная схема трансформатора ТДЭ-402. Тиристорный фазорегулятор ФР включен в цепь первичной обмотки силового трансформатора CT и выполняет функции регулятора тока и устройства снижения напряжения холостого хода. Ключевой элемент К пропускает сигнал задания с блока задания тока БЗТ на элемент сравнения ЭС только при наличии разрешающего сигнала с датчика обратной связи ДТ по току сварочной дуги СО. В рабочем режиме трансформатора ключ К закрыт, разность сигналов задания и обратной связи по току дуги поступает на вход системы фазового управления СФУ и определяет значение угла зажигания тиристоров φ и ток вторичной обмотки силового трансформатора. Через 1 с после обрыва дуги ключ К открывается, на выходных зажимах трансформатора устанавливается напряжение холостого хода, не превышающее 12 В, В течение указанной выдержки времени на вход СФУ подан сигнал задания тока без вычета Но. с, что обеспечивает полное открытие тиристоров фазорегулятора и легкое повторное возбуждение дуги.

Рис 33. Структурная схема трансформатора ТДЭ-402

В аварийном режиме, например в случае пробоя одного из тиристоров, на выходных зажимах трансформатора появляется полное напряжение холостого хода U₂₀ = 80 В. Если время наличия этого напряжения более 1 с, то блок аварийного отключения БАО подает команду на независимый расцепитель автоматического выключателя ЛВ и трансформатор отключается от сети.

Внешние характеристики трансформатора ТДЭ-402 представлены на рис 34.

Рис 34. Внешние характеристики трансформатора ТДЭ-402

↑ наверх

Сварочные трансформаторы для автоматической сварки под флюсом

Трансформаторы выпускаются в стационарном исполнении, рассчитаны на продолжительный режим, работы при принудительном воздушном охлаждении. Технические данные трансформаторов приведены в табл. 3

↑ наверх

Трансформаторы сварочные серии ТДФ

В основу их конструкции положен трансформатор с магнитным шунтом, подмагничиваемым постоянным током. На рис 35 приведена упрощенная электрическая схема трансформатора ТДФ-1001.

На каждом стержне главного магнитопровода трансформатора Т1 расположены катушки первичной 1 и вторичной обмоток. Вторичная обмотка состоит из двух частей: основная часть (20) расположена у верхнего ярма главного магнитопровода, дополнительная часть ггзд вместе с первичной обмоткой  -  у нижнего ярма главного магнитопровода. Магнитный шунт с обмоткой расположен в окне главного магнитопровода между обмотками п2/'2о и Wl на пути основного потока рассеяния трансформатора. Трансформаторы имеют плавно-ступенчатое регулирование сварочного тока.

Ступенчатое регулирование (две ступени) осуществляется переключением витков катушек вторичной обмотки. При переходе со ступени меньших токов на ступень больших токов часть витков основной вторичной обмотки отключается и подключается дополнительная часть вторичной обмотки, индуктивное сопротивление трансформатора при этом снижается. Плавное регулирование тока в пределах одной ступени производится подмагничиванием магнитного шунта. Большему току управления соответствует больший сварочный ток.

Обмотка управления магнитного шунта питается от однотактного тиристорного выпрямителя, состоящего из вспомогательного трансформатора Т2, тиристора У5, обратного диода УВ и схемы фазового управления тиристором, выполненной на логическом элементе М-403 (на рис 35 не приведена).

Сварочные трансформаторы ТДФ оборудованы пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность местного и дистанционного (с пульта управления сварочного автомата) включения и регулирования сварочного тока. Трансформаторы имеют падающие внешние характеристики. Такие характеристики позволяют получить хорошее формирование шва при работе со сварочными автоматами, снабженными системой автоматического поддержания заданного напряжения дуги (автоматы с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки).

Между тем в отечественной промышленности в последние годы получили распространение более простые и надежные автоматы и автоматические головки с независимой от напряжения дуги скоростью подачи проволоки. Сварочные трансформаторы ГДФ-1001 и ТДФ-1601 и другие трансформаторы с падающими характеристиками в составе автоматов такого рода не позволяют в ряде режимов сварки достичь достаточной стабильности параметров сварного шва. Небольшая выходная мощность существующих трансформаторов этой серии сдерживала внедрение в производство прогрессивных, форсированных режимов, особенно при многодуговой сварке труб большого диаметра. Выпуск трансформаторов ТДФ прекращен в 1980 г.

↑ наверх

Сварочный трансформаторы серии ТДФЖ

Номинальные параметры трансформаторов ТДФЖ соответствуют требованиям ГОСТ 7012 - 77 на трансформаторы для автоматической сварки под флюсом. Трансформаторы этой серии имеют тиристорное регулирование и обеспечивают импульсную стабилизацию процесса сварки.

Магнитопровод трансформатора наборный, бесшпилечной конструкции, изготовлен из стали марки 3414 толщиной 0,35 мм. Обмотки выполнены шиной, намотанной «на ребро». В трансформаторе ТДФЖ-1002 применена алюминиевая шина марки АДО, в ТДФЖ-2002 - медная шина марки МГМ. Первичная и вторичная обмотки состоят каждая из двух катушек, разделенных для удобства на две последовательно соединенные секции. Между секциями катушек вторичной обмотки установлены обмотки импульсной стабилизации.

В окне трансформатора размещены две катушки реакторной обмотки, позволяющей производить ступенчатое регулирование тока. В трансформаторе ТДФЖ-1002 полный диапазон регулирования разбит на две, а в трансформаторе ТДФЖ-2002  -  на три ступени; третья ступень регулирования в трансформаторах ТДФЖ-2002 обеспечивает возможность сварки при больших (до 40 В) падениях напряжения в сварочных проводах.

В трансформаторе ТДФЖ-1002 для создания диапазона мелких токов катушки реакторной обмотки включены последовательно и согласно по отношению к первичной обмотке; в трансформаторе ТДФЖ-2002 катушки реакторной обмотки включены последовательно для сварки в диапазоне малых токов и параллельно  -  в диапазоне средних токов. При сварке в диапазоне больших токов реакторные обмотки не включаются.

Рис 36. Упрощенная схема трансформатора ТДФЖ-1002

Упрощенная принципиальная электрическая схема трансформатора ТДФЖ-1002 приведена на рис 36, внешний вид трансформатора - на рис 37.

Тиристоры VS1 и VS2 регулируют напряжение на первичной обмотке силового трансформатора Т1. При сварке в диапазоне малых токов последовательно с первичной обмоткой трансформатора включают две воздушные катушки реакторной обмотки.

Защита силовых тиристоров VS1 и VS2 от коммутационных перенапряжений производится RC - цепью (С1 и R1). Защита управляющих переходов тиристоров от случайных сигналов осуществляется резисторами R2 и RЗ и конденсаторами С2 и СЗ. Импульсы управления поступают на тиристоры с ФУ, на вход которого подана разность сигналов задания рабочего напряжения и обратной связи.

Цепь задания рабочего напряжения питается от обмотки Т2.3 вспомогательного трансформатора Т2. После выпрямления диодным мостом VD1 и сглаживания конденсатором С4 напряжение подается через резистор R4 на стабилитрон VD2. Для параметрической стабилизации рабочего напряжения трансформатора используется делитель из резисторов R5 и Rб. На потенциометр задания рабочего напряжения R7 подается разность стабилизированного напряжения на стабилитроне VD2 и нестабилизированного напряжения на резисторе R5. Таким образом при росте сетевого напряжения сигнал задания на потенциометре R7 уменьшается, а при уменьшении сетевого напряжения  -  увеличивается. Резисторы R8 и R9 служат для установления минимального и максимального значений рабочего напряжения трансформатора.

Рис 37. Трансформатор сварочный ТДФЖ-1002

Напряжение задания с потенциометра R7 сравнивается с сигналом обратной связи по рабочему напряжению. Цепь обратной связи состоит из выпрямительного моста VD3, резисторов делителя напряжения обратной связи R10, R11 и сглаживающего конденсатора С6. В полностью сформированном виде напряжение обратной связи выделяется на резисторе R11.

Уменьшение напряжения на выходных зажимах трансформатора в результате воздействия какого-либо возмущения процесса (например, уменьшение вылета электрода) вызывает уменьшение сигнала обратной связи. Поскольку напряжение задания не изменилось, возрастает разностный сигнал на входе ФУ. Заряд времязадающего конденсатора ФУ ускоряется, уменьшается время от начала полупериода напряжения питающей сети до момента разряда конденсатора и поступления импульсов управления на силовые тиристоры.

Рис 38. Внешние характеристики трансформатора ТДФЖ-2002

В результате напряжение на обмотках силового трансформатора возрастает до прежнего значения.

Трансформатор включается на сварку выключателем К1. При этом подается питающее напряжение на ФУ, на узел задания рабочего напряжения (обмотка Т2.3) и на выходное устройство ФУ (обмотки Т2.4 и Т2.5). На выходных зажимах силового трансформатора устанавливается напряжение холостого хода, соответствующее уставке потенциометра R7.

В случае пробоя силовых тиристоров ¥81 и У32 при отсутствии сварки на вторичной обмотке трансформатора появляется полное напряжение холостого хода. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала предусмотрена автоматическая защита. С этой целью выводы независимого расцепителя НР автоматического выключателя Q1, установленного на входе трансформатора, через размыкающий контакт магнитного пускателя Q2 подключены на выходные зажимы трансформатора, что обеспечивает практически мгновенное отключение его от сети при появлении напряжения холостого хода в процессе настроечных работ.

↑ наверх

Автотрансформатор сварочный АТС-01

Автотрансформатор сварочный АТС-01 предназначен для включения сварочных трансформаторов по двухфазной симметричной схеме (схеме Скотта). Такое включение обеспечивает равномерную симметричную нагрузку трехфазной сети при питании двух дуг с одинаковым (или близким) режимом сварки и применяется при двух- или трехдуговой автоматической сварке под слоем флюса.

Конструкция автотрансформатора АТС-01 стационарная, с естественной воздушной вентиляцией.

Технические данные (номинальные значения) автотрансформатора приведены ниже:

Напряжение трехфазной питающей сети, В.......................................380
Напряжение нагрузки, В, не менее......................................................380
Ток нагрузки, А......................................................................................630
Потребляемый ток, А
   фаза А..................................................................................................375
   фаза В...................................................................................................375
   фаза С...................................................................................................750
Масса, кг, не более.................................................................................700

↑ наверх

сварочные трансформаторы с механическим регулированием :: сварочные трансформаторы регулируемые подмагничиванием :: тиристорные трансформаторы :: серийные трансформаторы :: подключение и наладка сварочных трансформаторов