Трансформаторы для автоматической сварки

 
Трансформаторы выпускаются в стационарном исполнении, рассчитаны на продолжительный режим работы при принудительном воздушном охлаждении. Технические данные трансформаторов приведены в табл. 5.7
Заказать трансформатор для автоматической сварки
Трансформаторы серии ТДФ. В основу конструкции положен трансформатор с магнитным шунтом, подмагничиваемым постоянным током. На рис. 5.10 приведена упрощенная электрическая схема трансформатора ТДФ-1001.

На каждом стержне главного магнитопровода трансформатора 77 расположены катушки первичной W1 и вторичной обмоток. Вторичная обмотка состоит из двух частей: основной части W, расположенной у верхнего ярма главного магнитопровода, и дополнительной части W, расположенной вместе с первичной обмоткой у нижнего ярма главного магнитопровода. Магнитный шунт с обмоткой управления W1 размещен в окне главного магнитопровода между обмотками Wи W1 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 KS, обратного диода VD и схемы фазового управления тиристором, выполненной на логическом элементе М-403.
                                                                                                                         
    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. При таких характеристиках получается 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 большое распространение более простые и надежные автоматы и автоматические головки с независимой от напряжения дуги скоростью подачи проволоки.

Сварочные трансформаторы ТДФ-1001 и ТДФ-1601 и другие трансформаторы с падающими характеристиками в составе автоматов такого рода не позволяют в ряде режимов сварки получить достаточную стабильность параметров сварного шва. Недостаточная выходная мощность трансформаторов этой серии сдерживала внедрение в производство прогрессивных и форсированных режимов, особенно при многодуговой сварке труб большого диаметра. Выпуск трансформаторов ТДФ прекращен в 1980 г.

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.

Упрощенная принципиальная электрическая схема трансформатора ТДФЖ-1002 приведена на рис. 5.11, внешний вид трансформатора — на рис. 5.12.
                                                                                                                    
                                                                                                                         
      Первичные 1,2 и вторичные 3, 4 обмотки силового трансформатора 77 состоят каждая из двух катушек, разделенных для удобства йа две последовательно соединенные секции. Между секциями катушек вторичной обмотки установлены обмотки импульсной стабилизации 5, 6. В окне трансформатора размещены две катушки реакторной обмотки 7, 8, позволяющей производить ступенчатое регулирование тока. В трансформаторе ТДФЖ-1002 полный диапазон регулирования разбит на две, а в 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 сварки в диапазоне малых 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.

Тиристорами VS1 и VS2 регулируется напряжение на первичной обмотке силового трансформатора 77. Защита силовых тиристоров VS1 и VS2 от коммутационных перенапряжений производится ЛС-цепями (С1 и Rl). Защита управляющих переходов тиристоров от случайных сигналов осуществляется резисторами R2 и R3 и конденсаторами С2 и СЗ. Импульсы управления поступают на тиристоры с фазосдвигающего устройства (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 используют делитель из резисторов R5 и R6. На потенциометр задания рабочего напряжения R 7 подается разность стабилизированного напряжения на стабилитроне VD2 и не-стабилизированного напряжения на резисторе R5. Таким образом, при росте сетевого напряжения сигнал задания на потенциометре R 7 уменьшается, а при уменьшении сетевого напряжения — увеличивается. Резисторы R8 и R9 служат для установления минимального и максимального значений рабочего напряжения трансформатора.

Напряжение задания с потенциометра R 7 сравнивается с сигналом обратной связи по рабочему напряжению. Цепь обратной связи состоит нз выпрямительного моста VD3, резисторов делителя напряжения обратной связи R10 и R11 и сглаживающего конденсатора Сб. В полностью сформированном виде напряжение обратной связи выделяется на резисторе R11.

Разность между напряжениями задания и обратной связи через фильтр (резистор R12, конденсатор С5) подается на вход ФУ.

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. 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 R 7.

В случае пробоя силовых тиристоров VS1 и VS2 при отсутствии сварки на вторичной обмотке трансформатора появится полное напряжение холостого хода. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала предусмотрена автоматическая защита. С этой целью выводы независимого расцепителя HP автоматического выключателя Q1, установленного на входе трансформатора, через размыкающий контакт магнитного пускателя К2 подключены на выходные зажимы трансформатора, что обеспечивает практически мгновенное отключение его от сети при появлении напряжения холостого хода в процессе настроечных работ.

На рис. 5.13 приведены внешние характеристики трансформатора ТДФЖ-2002 для диапазонов больших и малых токов; штриховыми линиями обозначены предельные естественные внешние характеристики силового трансформатора для этих диапазонов. Жесткость внешних характеристик обеспечивает поддержание постоянного напряжения дуги. Значение сварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки. Параллельность внешних характеристик трансформаторов ТДФЖ позволяет ориентировочно установить рабочее напряжение на холостом ходу трансформатора. При замыкании электродной проволоки на изделие в момент зажигания дуги напряжение на выходе трансформатора резко падает, тиристоры фазорегулятора полностью открываются. Это означает, что независимо от режима сварки зажигание дуги всегда происходит на максимальном токе установленного диапазона.

На рис. 5.14 показаны записанные самописцем ток и напряжение первой дуги трехдугового стана для сварки труб большого диаметра при питании дуги от трансформатора ТДФЖ-2002 (рис. 5.14, а) и ТДФ-1601 (рис. 5.14, б). При сварке от трансформатора ТДФЖ-2002 с жесткими внешними характеристиками процесс саморегулирования дуги протекает более активно: постоянство длины дуги обеспечивается непрерывными колебаниями сварочного тока.
                                                                                     
  В некоторых случаях автоматической сварки, например при сварке под флюсом с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электрода, сварочный трансформатор должен иметь крутопадающие внешние характеристики. В траноформаторах серии ТДФЖ такие характеристики могут быть получены путем относительно несложной переделки схемы управления. Переделка сводится к замене отрицательной обратной связи по напряжению нагрузки обратной связью по току.

В главе третьей отмечалось, что в ТТ с воздушной реакторной обмоткой в окне силового трансформатора сигнал обратной связи по току может быть снят непосредственно с реакторной обмотки, ЭДС которой пропорциональна сварочному току. Для гальванической развязки элементов управления от питающей сети следует использовать разделительный трансформатор, первичная обмотка которого подключается к любой из двух катушек реакторной обмотки, а вторичная — на входные выводы выпрямительного моста цепи обратной связи (мост VD3 на схеме рис. 5.11). Поскольку кратность регулирования сварочного тока выше кратности регулирования напряжения, для формирования линейной шкалы управления током необходимо заново подобрать сопротивления резисторов в цепи задающего потенциометра (резисторы R8 и R9 на рис. 5.11). В случаях, когда должна бьггь обеспечена возможность сварки как на жестких; так и на падающих характеристиках, в различных диапазонах сварочного тока и с качественной стабилизацией по напряжению питающей сети, очевидна необходимость применения переключателя вида внешних характеристик.

Ниже приведены принципиальные схемы, типы и параметры комплектующих изделий, необходимых для переделки трансформатора ТДФЖ-2002 в универсальный трансформатор с тремя диапазонами регулирования сварочного тока в режиме сварки с независимой скоростью подачи электрода и с двумя диапазонами регулирования сварочного тока в режиме сварки с зависимой скоростью подачи Электрода. На рис. 5.15, в показана схема включения разделительного трансформатора 77 обратной связи по сварочному току. Первичная обмотка трансформатора подключена к катушке реакторной обмотки, провода А1 и 9 — по принципиальной схеме трансформатора (паспорт ИЕГВ.672.222.022.00ПС). Развязывающий трансформатор изготовлен на магнитопроводе Ш16 X 16, первичная и вторичная обмотки содержат по 700 витков провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Вторичная обмотка трансформатора подключена согласно схеме рис. 5.15, а к переключателю вида внешних характеристик S1 (ПГК-ЗП6Н-8-А). В положениях 2 и 3 переключателя S1 вторичная обмотка трансформатора обратной связи по току подключена к контактам Х3:14 и Х3:15 разъема блока элементов 8ДЯ.577.201 и далее к входным выводам выпрямительного моста цепи обратной связи. В положении 1 переключателя S1 на контакты Х3:14 и Х3:15 подано напряжение с выходных зажимов трансформатора ТДФЖ-2002, т. е. это положение соответствует сварке на жестких характеристиках. Линейность характеристики управления сварочным током и стабилизация тока относительно колебаний сетевого напряжения обеспечены применением резисторов Rl, R2, R3 и стабилитрона VD1, установленных непосредственно на переключателе SI согласно схеме рис. 5.15, б. Потенциометр управления R18 -штатный, расположен на лицевой панели трансформатора ТДФЖ-2002. Резисторы RI, R2 и R3 типа МЛТ-0,5 с номиналами соответственно 1,1 кОм, 680 Ом и 2,4 кОм, стабилитрон типа Д814Г. Провода с номерами 40 н 43 должны быть отпаяны от потенциометра R18 и соединены с выводами подвижных контактов переключателя S1 согласно схеме рис. 5.15, б; провод 38 дополнительно соединяется с переключателем. В положении 2 переключателя S1 производится сварка в диапазоне токов 600-1200 А, при этом силовой переключатель диапазонов сварочного тока Q2 (см. рис. 5.11) должен бьггь в положении «малые токи». В положении 3 переключателя S1 производится сварка на токах 1100-2200 А, переключатель Q2 — в положении «средние токи».
                                                                                                    

Крутопадающие внешние характеристики трансформатора ТДФЖ-2002, подвергнутого рассмотренной переделке, показаны на рис. 5.16. Отношение тока короткого замыкания к рабочему току в трансформаторах не превышает 1,1. При колебании напряжения питающей сети в пределах от +5 до -10% от номинального значения сварочный ток изменяется не более чем на 2%.
                                                                                                        
      Автотрансформатор сварочный АТС-01. Автотрансформатор сварочный АТС-01 предназначен для включения сварочных трансформаторов по двухфазной симметричной схеме (схеме Скотта). Такое включение позволяет при питании мощных однофазных трансформаторов ТДФЖ-2002 обеспечить равномерную загрузку трехфазной сети, а также получить при двух- и трехдуговой сварке фазовый сдвиг между токами двух дуг 90° эл., что при сварке труб под флюсом дает определенный технологический эффект.
                                                                                      
       Принцип работы автотрансформатора АТС-01 заключается в следующем. Одно из линейных напряжений питающей сети (например, UАВна диаграмме рис. 5.17, а) делится на две равные части: напряжение между точкой деления 0 и фазой С по значению равно 3/2 • UАви сдвинуто по фазе относительно UАВна 90° (270°). Это напряжение трансформируется до номинального значения UОХ= UАВиспользуется дня питания сварочного трансформатора 77 (рис. 5.17, б). Трансформатор Т2 включается на напряжение UАВ .При таком включении токи вторичных обмоток трансформаторов сдвинуты на 90° эл.

Делитель напряжения в автотрансформаторе АТС-01 и собственно автотрансформатор выполнены на едином трехстержневом магнитопроводе. На одном из крайних стержней расположены катушки делителя напряжения, на другом — катушки автотрансформатора. Средний стержень служит для развязки магнитных потоков делителя и автотрансформатора, сечение его в 2 раза больше сечения крайних стержней.

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

приведены ниже:

Напряжение трехфазной питающей сети, В………………..380

Напряжение нагрузки, В, не менее…………………………380

Ток нагрузки, А…………………………………………….630

Режим работы, ПВ, %……………………………………….100

Потребляемый ток, А;

фаза А……………………………………………………375

 фаза В………………………………………………….375

фаза С………………………………………………….750

Масса, кг, не более…………………………………………..700

К списку статей

 

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.

Иконка левого меню
Иконка в правом меню