Hitsausmuuntajien luokitus ja laite

Hitsausmuuntaja sisältää tehomuuntaja ja hitsausvirran ohjauslaite.

Hitsausmuuntajissa, koska tarvitaan suurta jännitteen ja virran vaihesiirtoa vaihtovirtakaaren vakaan syttymisen varmistamiseksi, kun napaisuus on käänteinen, on tarpeen tarjota toisiopiirin lisääntynyt induktiivinen vastus.

Kun induktiivinen vastus kasvaa, myös hitsauskaaren teholähteen ulkoisen staattisen ominaisuuden kaltevuus sen työosassa kasvaa, mikä varmistaa, että putoamisominaisuudet saadaan "virtalähteen - kaaren" yleisen vakauden vaatimusten mukaisesti. "järjestelmä.

Hitsausmuuntajien suunnittelussa 1900-luvun alkupuoliskolla käytettiin muuntajia, joilla oli normaali magneettikentän hajoaminen yhdessä erillisen tai yhdistetyn kuristimen kanssa. Virtaa ohjataan muuttamalla induktorin magneettipiirin ilmaväliä.

Nykyaikaisissa hitsausmuuntajissa, joita on valmistettu 1960-luvulta lähtien, nämä vaatimukset täytetään lisäämällä magneettikentän hajoamista.

Muuntaja esineenä Sähkötekniikka on vastaava piiri, joka sisältää aktiivisen ja induktiivisen vastuksen.

Kuormitustilassa toimivien hitsausmuuntajien tehonkulutus on suuruusluokkaa suurempi kuin tyhjäkäyntihäviöt, joten kuormitettuna käytettäessä tämä kaavio voidaan jättää huomiotta.

Riisi. 1. Hitsausmuuntajien luokitus

Tyypillisessä muuntajapiirissä päämagneettikentän häviö reitillä ensiökäämistä toisiokäämiin tapahtuu magneettipiirin sydänten välillä.

Magneettikentän hajoamista ohjataan muuttamalla ensiö- ja toisiokäämien välisen ilmaraon geometriaa (liikkuvat kelat, liikkuvat shuntit), koordinoidulla muutoksella primääri- ja toisiokäämien kierrosten lukumäärässä, muuttamalla magneettista magneettipiirin ytimien välinen läpäisevyys (magnetoitu shuntti).

Kun tarkastellaan yksinkertaistettua kaaviota muuntajasta, jossa on hajautetut käämit, on mahdollista saada induktiivisen vastuksen riippuvuus muuntajan pääparametreista

Rm on vastus hajamagneettivuon reitillä, ε on kelojen suhteellinen siirtymä, W on kelojen kierrosten lukumäärä.

Sitten virta toisiopiirissä:

Portaattomasti säädettävä valikoima moderneja hitsausmuuntajia: 1:3; 1:4.

Monissa hitsausmuuntajissa on askelohjaus – sekä ensiö- että toisiokäämien kytkeminen rinnakkais- tai sarjakytkennällä.

I = K/W2

Nykyaikaiset hitsausmuuntajat vähentävät suurten virtojen vaiheen painoa ja kustannuksia, avoimen piirin jännite pienenee.

Hitsatut muuntajat liikkuvilla keloilla

Riisi. 2. Siirrettävillä käämeillä varustetun hitsausmuuntajan laite: kun käämit ovat täysin sivussa, hitsausvirta on maksimi, kun käämit erotetaan, se on pienin.

Tätä järjestelmää käytetään myös säädettävien muuntajien hitsauksessa.

Riisi. 3. Siirrettävillä käämeillä varustetun muuntajan rakenne: 1 — johtoruuvi, 2 — magneettipiiri, 3 — johtomutteri, 4,5 — toisio- ja ensiökäämit, 6 — kahva.

Siirrettävien shunttimuuntajien hitsaus

Riisi. 4. Hitsausmuuntajan laite liikkuvalla shuntilla

Tässä tapauksessa magneettikentän vuotovuon säätö tehdään muuttamalla magneettipiirin sauvojen välisen magneettiradan elementtien pituutta ja poikkileikkausta. Koska magneettinen permeabiliteetti rauta on kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin ilmanläpäisevyys; magneettisen shuntin liikkuessa ilman läpi kulkevan vuotovirran magneettiresistanssi muuttuu. Täysin työnnetyllä shuntilla vuotovirran aaltomuodon ja induktiivisen resistanssin määräävät magneettipiirin ja shuntin väliset ilmaraot.

Tällä hetkellä tämän järjestelmän mukaisia ​​hitsausmuuntajia valmistetaan teollisuus- ja kotitaloustarkoituksiin, ja tällaista järjestelmää käytetään hitsattaessa säädettävien muuntajien tasasuuntaajia.

Hitsausmuuntaja TDM500-S

Hitsausmuuntajat poikkileikkauskäämityksellä

Nämä ovat kokoonpano- ja kotitalousmuuntajia, jotka on valmistettu 60, 70, 80 vuotta sitten.

Ensi- ja toisiokäämin kierrosten määrän säätelyssä on useita vaiheita.

Kiinteät shunttihitsausmuuntajat

Riisi. 4. Kiinteällä magneettishuntilla varustetun hitsausmuuntajan laite

Ohjaukseen käytetään putoavaa osaa, ts. shunttiydintoiminta kyllästystilassa. Koska shuntin läpi kulkeva magneettivuo on vaihteleva, toimintapiste valitaan siten, että se ei mene putoavan haaran ulkopuolelle magneettinen permeabiliteetti.

Kun magneettipiirin kyllästyminen kasvaa, shuntin magneettinen permeabiliteetti pienenee, vastaavasti vuotovirta, muuntajan induktiivinen vastus kasvaa ja seurauksena hitsausvirta pienenee.

Koska säätö on sähköinen, virtalähteen kauko-ohjaus on mahdollista. Toinen piirin etu on liikkuvien osien puuttuminen, koska sähkömagneettinen ohjaus mahdollistaa tehomuuntajien suunnittelun yksinkertaistamisen ja helpon. Sähkömagneettiset voimat ovat verrannollisia virran neliöön, joten suurilla virroilla on ongelma liikkuvien osien tukemisessa. Tämän tyyppisiä muuntajia valmistettiin 1900-luvun 70- ja 80-luvuilla.

Tyristorihitsausmuuntajat

Riisi. 5. Laitetyristorihitsausmuuntaja

Jännitteen ja virran säätelyn periaate tyristorit perustuu tyristorin reiän vaihesiirtoon sen suoran napaisuuden puolijaksossa. Samanaikaisesti tasasuunnan jännitteen keskiarvo ja vastaavasti puolen jakson virta muuttuvat.

Yksivaiheisen verkon säätelyyn tarvitaan kaksi vastakkain kytkettyä tyristoria ja säädön on oltava symmetrinen.Tyristorimuuntajilla on jäykkä ulkoinen staattinen ominaisuus, jota ohjataan lähtöjännitteellä tyristoreilla.

Tyristorit ovat käteviä jännitteen ja virran säätöön AC-piireissä, koska ne sulkeutuvat automaattisesti, kun napaisuus vaihdetaan.

Tasavirtapiireissä tyristorien sulkemiseen käytetään yleensä resonanssipiirejä induktanssilla, mikä on vaikeaa ja kallista ja rajoittaa säätömahdollisuuksia.

Tyristorimuuntajapiireissä tyristorit asennetaan ensiökäämipiiriin kahdesta syystä:

1. Koska hitsausvirtalähteiden toisiovirrat ovat paljon suurempia kuin tyristorin maksimivirta (jopa 800 A).

2. Korkeampi hyötysuhde, koska jännitehäviöt avoimissa venttiileissä ensimmäisessä silmukassa ovat useita kertoja pienempiä kuin käyttöjännite.

Lisäksi muuntajan induktanssi tässä tapauksessa tarjoaa paremman tasasuunnatun virran tasoituksen kuin silloin, kun tyristorit asennetaan toisiopiiriin.

Kaikki nykyaikaiset hitsausmuuntajat on valmistettu alumiinikäämeillä. Luotettavuuden vuoksi kuparinauhat on kylmähitsattu päistä.

Riisi. 6. Tyristorimuuntajan lohkokaavio: T — kolmivaiheinen alennusmuuntaja, KV — kytkentäventtiilit (tyristorit), BFU — vaiheensäätölaite, BZ — tehtävälohko.

Riisi. 7. Jännitekaavio: φ- tyristorien päällekytkentäkulma (vaihe).

1980-luvulta lähtien suurin osa hitsausmuuntajista on valmistettu kylmävalssatusta muuntajaraudasta. Tämä antaa 1,5 kertaa enemmän induktiota ja vähemmän painoa magneettipiirille.