Сварочный трансформатор Советский патент 1990 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

Изобретение относится к электротехнологии, а именно к дуговым и плазменным процессам сварки, и может найти применение в любой отрасли промышленности в качестве источника питания с падающими внешними характеристиками, в кото - рых необходимо обеспечить плавное регулирование тока без изменения величины напряжения холостого хода.

Наиболее перспективным является применение предлагаемого устройства в качестве источника питания для дуговой сварки на переменном токе, когда основным критерием является простота, высокая надежность и низкая стоимость оборудования, например, при строительстве, ремонтных работах и в быту.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем увеличения

диапазона плавного регулирования тока без увеличения расхода активных материалов и габаритов.

На фиг. 1 представлена упрощенная конструкция трансформатора с кинематической схемой перемещения двух дополнительных обмоток; на фиг. 2 - упрощенная конструкция трансформатора с перемещением дополнительной обмотки; на фиг. 3 - упрощенная конструкция трехстержневого трансформатора с поворотными дополнительными обмотками; на фиг. 4 - внешние характеристики сварочного трансформатора.

Сварочный трансформатор содержит маг- нитопровод 1 стержневого (фиг. 1, 2) или броневого (фиг. 3) типов, с расположенными на нем первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Охватывают магнитопровод трансформатора два дополнительные обмотки 4 и 5,

сл

о: ос ее

намотанные на пути потоков рассеяния. Магнитное поле, создаваемое этими обмотками, направлено встречно с основным магнитным полем. Эти обмотки называют обмотками ярмового рассеяния. На холостом ходу, когда основной магнитный поток проходит по магнитопроводу трансформатора, обмотки 4 и 5 обладают минимальным потокосцеплением с силовыми обмотками 2 и 3.

На фиг. 4 представлены внешние характеристики предложенных конструкций сварочных трансформаторов в относительных

При замыкании вторичной обмотки, на- 10 единицах, пример, в процессе горения дуги, магнит-Кривая 14 соответствует включению толь

ный поток вытесняется, образуя вокруг транс- ко основных силовых обмоток и определяетформатора магнитное поле и наводит в дополнительных обмотках ЭДС. В зависимости от включения этих обмоток с силовыми обмотками трансформатора увеличивается или уменьшается магнитный поток рассеяния, а с ним и ток в нагрузке.

Суммарное индуктивное сопротивление рассеяния зависит не только от геометрии

ся геометрией обмоток и магнитопровода трансформатора. При включении одной из 15 дополнительных обмоток 4 встречно с вторичной обмоткой 3 трансформатора, индуктивное сопротивление рассеяния уменьшается, чему соответствует кривая 15. Дальнейшее перемещение ее при помощи винтового привода 10 позволяет дополнительно уменьи количества витков основных и дополни- 20 шить сопротивление, что позволяет получить

25

тельных обмоток, но и от их взаимного расположения. Для возможности плавного регулирования индуктивного сопротивления рассеяния, а также тока в нагрузке предложены несколько вариантов конструкций трансформаторов.

Каждая из дополнительных обмоток 4 и 5 жестко укреплены на соответствующих подвижных платформах 6 и 7 (фиг. 1). При помощи разъемных винтовых гаек 8 и 9 платформы связаны с винтовыми приводами зо 10 и 11.

При броневой конструкции магнитопровода трансформатора (фиг. 3) перемещение дополнительных обмоток 4 и 5 можно осуществлять поворотом их относительно оси

кривую 16. Аналогично можно добиться уменьшения тока (увеличения индуктивного сопротивления рассеяния) при включении обмоток 3 и 4 согласно (кривая 17) и последующее перемещение дает кривую 18. Как известно увеличение числа витков дополнительной обмотки более 30% от основной не дает хорошего результата по регулированию тока. Однако, в предложенной конструкции трансформатора есть возможность увеличить диапазон за счет использования включений второй дополнительной и первичной обмоток. В частности при намотке витков дополнительной обмотки 5 с числом витков 30% от первичной обмотки 2, можно добиться регулирования тока в более

при помощи винтовых приводов 10 и И с 35 широком диапазоне, чем при использовании

40

толкателями 12 и 13.

Благодаря тому, что ходовые винты 10 и 11 имеют нарезку правой и левой резьб одинакового шага, при их вращении обеспечивается взаимно-противоположное перемещение платформы 6 и 7 с дополнительными обмотками вдоль вертикальной оси трансформатора. Применение в конструкции разъемных винтовых гаек 8 и 9 позволяет зафиксировать неподвижно одну из платформ, например, платформу 7, перемещая 45 при этом только платформу 6. При помощи переключателей можно подключать дополнительные и силовые обмотки в любом сочетании, что значительно расширяет диапазон регулирования тока. В тех случаях, когда диапазон регулирования тока ограничен, конструкция трансформатора может быть упрощена (фиг. 2). В ней может быть использована только одна дополнительная обмотка 4, установленная на подвижной платформе 6. При этом внутренние размеры допол50

вариантов включения обмоток 3 и 4. При этом необходимо рассматривать два варианта:

-обмотка 4 включена согласно при помощи переключателя с обмоткой 2, тогда обмотка 3 должна включаться встречно с дополнительной обмоткой 5;

-обмотка 4 включена встречно с 2, тогда обмотка 3 должна включаться согласно с обмоткой 5.

Такое включение позволяет расширить диапазон регулирования с учетом перемещения обмоток 4 и 5 в противоположные стороны. Этому соответствуют кривые 19 и 20 (фиг. 4).

По сравнению с известным трансформатором расход активных материалов не увеличивается, а диапазон плавного регулирования тока значительно расширен.

Необходимо отметить, что механические усилия, действующие на подвижные обмотки,

нительной обмотки 4 выполнены больше, чем55 находящиеся в потоке рассеяния, значительнаружные размеры силовых обмоток 2 и З.но меньше, чем, аналогичные усилия на

Платформа 6 через гайку 8 соединена ссиловые обмотки в трансформаторах с мехавинтовым приводом 10. При перемещениинической системой регулирования.

дополнительной обмотки 4 вдоль вертикальной оси трансформатора в одну из сторон от средней линии изменяется индуктивное сопротивление одной из силовых обмоток, с которой она имеет электрическую связь. Это, в свою очередь, вызывает изменение тока.

На фиг. 4 представлены внешние характеристики предложенных конструкций сварочных трансформаторов в относительных

единицах, Кривая 14 соответствует включению толь

ся геометрией обмоток и магнитопровода трансформатора. При включении одной из дополнительных обмоток 4 встречно с вторичной обмоткой 3 трансформатора, индуктивное сопротивление рассеяния уменьшается, чему соответствует кривая 15. Дальнейшее перемещение ее при помощи винтового привода 10 позволяет дополнительно уменьшить сопротивление, что позволяет получить

5

о

кривую 16. Аналогично можно добиться уменьшения тока (увеличения индуктивного сопротивления рассеяния) при включении обмоток 3 и 4 согласно (кривая 17) и последующее перемещение дает кривую 18. Как известно увеличение числа витков дополнительной обмотки более 30% от основной не дает хорошего результата по регулированию тока. Однако, в предложенной конструкции трансформатора есть возможность увеличить диапазон за счет использования включений второй дополнительной и первичной обмоток. В частности при намотке витков дополнительной обмотки 5 с числом витков 30% от первичной обмотки 2, можно добиться регулирования тока в более

широком диапазоне, чем при использовании

вариантов включения обмоток 3 и 4. При этом необходимо рассматривать два варианта:

-обмотка 4 включена согласно при помощи переключателя с обмоткой 2, тогда обмотка 3 должна включаться встречно с дополнительной обмоткой 5;

-обмотка 4 включена встречно с 2, тогда обмотка 3 должна включаться согласно с обмоткой 5.

Такое включение позволяет расширить диапазон регулирования с учетом перемещения обмоток 4 и 5 в противоположные стороны. Этому соответствуют кривые 19 и 20 (фиг. 4).

По сравнению с известным трансформатором расход активных материалов не увеличивается, а диапазон плавного регулирования тока значительно расширен.

Необходимо отметить, что механические усилия, действующие на подвижные обмотки,

находящиеся в потоке рассеяния, значительФормула изобретения

. Сварочный трансформатор, содержащий магнитопровод, на разных стержнях которого расположены первичная и вторичная обмотки, две дополнительные обмотки, намотанные на пути потоков рассеяния вокруг магнитопровода, включенных последовательно согласно или встречно с одной из силовых обмоток трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения диапазона плавного регулирования тока при сохранении расхода активных материалов, он снабжен двумя подвижными платформами и винтовым приводом их линейного перемещения, размещенным по продольной оси трансформатора, при этом каждая из дополнительных обмоток жестко установлена на соответствующей платформе.

2.Трансформатор по и 1. отличающийся тем, что одна из дополнительных обмоток включена последовательно согласно или встречно с первичной обмоткой трансформатора, а другая обмотка включена соответственно последовательно встречно или согласно с вторичной обмоткой трансформатора.

3.Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижные платформы жестко связаны между собой.

4.Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижные платформы кинематически не связаны.

5.Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительные обмотки выполнены с внутренними размерами большими, чем наружные размеры силовых обмоток.

Изобретение относится к электротехнологии, а именно к дуговым и плазменным процессам сварки, и может найти применение в промышленности в качестве источников питания с падающими внешними характеристиками, в которых плавное регулирование тока обеспечивается без изменения величины напряжения холостого хода. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем увеличения диапазона плавного регулирования тока без дополнительного расхода активных материалов и увеличения габаритов источника питания. Трансформатор содержит магнитопровод, первичную и вторичную обмотки. Две дополнительные обмотки жестко установлены на своих подвижных платформах, каждая из которых кинематически соединена с винтовым приводом линейного перемещения. Последний обеспечивает взаимно противоположное перемещение подвижных обмоток вдоль вертикальной оси трансформатора. Дополнительные обмотки соединены последовательно согласно или встречно с силовыми обмотками трансформатора. Конструкция обеспечивает широкие возможности по изменению параметров магнитной системы трансформатора нагрузки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фие.1

&г

777777

/

/ 3

фигЗ

.77

-тч--iг -г f Гт11лкз

1 1,1 И 13 1Л 1,5.1,6, П 18 19 2,0 -

Фus.lt

/