Условия работы и параметры трансформаторов контактных машин

Условия работы таких трансформаторов существенно отличаются от используемых в других промышленных установках. Во вторичной обмотке трансформаторов контактных машин в повторно-кратковременном режиме протекают значительные токи, измеряемые обычно десятками и сотнями килоампер. В то же время полное сопротивление цепи нагрузки мало и составляет десятки и сотни микроом. Поэтому вторичное напряжение холостого хода обычно не превышает 12— 16 В, что также согласуется с требованиями техники безопасности. В связи с этим вторичная обмотка трансформатора обычно имеет один виток, реже два.

Исходя из накопленного опыта проектирования и эксплуатации контактных машин ГОСТ 297—80 предъявляет ряд требований к их трансформаторам, основными из которых являются следующие.

1. Отношение максимального и минимального значений коэффициента трансформации должно быть не менее 2,0— для машин группы А; 1,4 и 1,8 —для машин группы Б при наличии и отсутствии фазового регулирования соответственно.

2. При наличии ступенчатого регулирования тока (секционированной первичной обмотки) переход на каждую последующую ступень регулирования не должен вызывать уменьшения коэффициента трансформации более чем на 20 или 30 %, в зависимости от группы машины А или Б соответственно.

3. Для всякой ступени регулирования напряжение между двумя любыми выводами первичной обмотки не должно быть более 1000 В. Кроме того, на максимальной ступени межвитковая изоляция первичной обмотки должна выдерживать напряжение, на 30 % превышающее номинальное питающее.

Сварочные трансформаторы предназначены для создания устойчивой электрической дуги, поэтому они должны иметь требуемую внешнюю характеристику. Как правило, это падающая характеристика, так как сварочные трансформаторы используются для ручной дуговой сварки и сварки под флюсом.

Промышленный переменный ток на территории России имеет частоту 50 периодов в секунду (50 Гц). Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220 или 380 В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75 В. При сварке на малых токах (60—100 А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70 — 80 В.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. На рис. 1 приводится принципиальная схема трансформатора с отдельным дросселем. Комплект источников питания состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора реактивной катушки).

Рис. 1. Принципиальная схема трансформатора с отдельным дросселем (сварочный ток регулируется изменением воздушного зазора)

Понижающий трансформатор, основой которого является магнитопровод 3 (сердечник), изготовлен из большого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе 3 имеются первичная 1 и вторичная 2 (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода.

Дроссель состоит из магнитопровода 4, набранного из листов трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода 5, рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе 4 имеется подвижная часть б, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой 7.

Первичная обмотка 1 трансформатора подключается в сеть переменного тока напряжением 220 или 380 В. Переменный ток высокого напряжения, проходя по обмотке 1, создаст действующее вдоль магнитопровода переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке 2 индуктируется переменный ток низкого напряжения. Обмотку дросселя 5 включают в сварочную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.

Величину сварочного тока регулируют путем изменения воздушного зазора а между подвижной и неподвижной частями магнитопровода 4 (рис. 1). При увеличении воздушного зазора а магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного зазора а дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока будет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор нужно увеличить (рукоятку на дросселе вращать по часовой стрелке), а для получения меньшей величины тока — зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки). Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью.

Современные сварочные трансформаторы типа ТД, ТС, ТСК, СТШ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении

1. Электрический блок.

Электрическая часть любого аппарата контактной сварки включает в себя трансформатор (трехфазный или однофазный), ступенчатый переключатель мощности, прерыватель, и реле времени. Служит такой блок для управления сварочным током и мощностью сварки.

2. Привод.

Для машин контактной точечной сварки это привод сжатия деталей, для машин шовной сварки – привода вращения сварочных роликов и сжатия, для машин стыковой сварки – привода зажатия деталей и осадки. В зависимости от мощности аппарата контактной сварки и его функционального назначения привода могут быть как механическими (пружинными, рычажными), так и пневматическими или гидравлическими.

3. Пневмо- или гидросистема (в случае использования пневмо- или гидропривода соответственно).

Такие системы включают в себя клапаны, запорные вентили, фильтры, штуцера и пр. и служат для обеспечения нормальной работы приводов.

4. Система водяного охлаждения.

Система водяного охлаждения состоит их клапанов, вентилей, штуцеров, распределительных шлангов и пр. Главной ее задачей является отвод тепла от токоведущих частей аппарата контактной сварки.

5. Органы управления.

Органы управления включают в себя кнопочный блок и ножную педаль (машины точечной и шовной сварки). С элементов управления подается сигнал на включение/отключение тока сварки, сжатие электродов или зажатие заготовок, вращение сварочных роликов, а также на включение регулятора сварочного цикла.

Последовательность действия механизмов машины, особенно для точечной и рельефной сварки, обеспечивается различными регуля­торами времени (РВ) или цикла сварки (РЦС).

Обычно применяют регуляторы, выполняющие жесткую про­грамму, при которой число регулируемых интервалов (до 6) и их последовательность не меняют. Они обеспечивают один и тот же по­рядок включения механизмов машины, позволяя независимо регули­ровать лишь время отдельных выдержек.

Выполнение различных элементов сварочных циклов в заданной последовательности обеспечивается путем отсчета времени, для чего используют различные регуляторы времени: механические, пневматические, электронные и др.

Простейшим является механический регулятор, обычно исполь­зуемый для машин с электроприводом. Он представляет собой валик с несколькими насаженными па него кулачками. При вращении кулачок / (рис. 48) выступающей частью нажимает на рычаг 2, который, отклоняясь, замыкает электрические контакты 3. На этом принципе построены многокулачковые реле, которые управляют работой многоэлектродных точечных машин или машин для стыковой сварки. Эти реле просты по конструкции, надежны в эксплуатации, но для отсчета коротких импульсов сварки непригодны.

Пневматические регуляторы времени основаны на пропускании сжатого воздуха через калиброванные отверстия. Ранее их применяли на точечных машинах, сейчас они встречаются редко.

На современных машинах в основном используют электронные регуляторы времени непрерывного или дискретного (прерывистого) действия. В первом случае подготовительные процессы, отрабаты­вающие команду на включение каждой последующей позиции, проте­кают монотонно и зависят от накопления электрической энергии в конденсаторах и разряда ее через сопротивление (система RC). В системах дискретного действия время выдержки определяется сче­том поступающих тактовых импульсов, связанных, например, с частотой напряжения питающей цепи или с другой величиной, зада­ваемой специальными генераторами импульсов.

В качестве элементов реле в регуляторах времени используют реостатно-емкостные зарядно-разрядные цепи, транзисторные (типа «Логика») и тиристорные элементы, а в последнее время начинают при­менять элементы интегральных схем.

В электронных реле типа РВЭ-7 для отсчета времени широко ис­пользуют систему RC с реостатно-емкостными зарядно-разрядными цепями и радиолампами.

На первом подготовительном этапе работы этого реле (рис. 49) при разомкнутом контакте К происходит заряд конденсатора С/. Сеточный ток /с проходит через лампу Л (указано стрелками) и за три-четыре полупериода конденсатор заряжается до напряжения, близкого к амплитудному напряжению между точками А и Г. При замыкании контакта К включается анодная цепь лампы на вторичное напряжение трансформатора Тр (точки А и В) и одновременно начи­нается разряд конденсатора С1 на параллельно включенное сопро­тивление R1. Реле Р срабатывает при определенной силе анодного тока, отключая или включая соответствующие устройства.

Рис. 49. Схема электронного реле времени (а) и диаграммы (б) его зарядной цепи (tB — выдержка времени).

Поиск по сайту: