Сварочный трансформатор Советский патент 1992 года по МПК H01F31/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам с крутопадающей внешнем характеристикой и может быть использовано для питания постов дуговой сварки.

Известен сварочный трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, содержащий магнитопровод, на стержнях которого расположены катушки первичной и вторичной обмотки, и сверху всех обмоток наматывается дополнительная катушка, выполняющая функции токоограничивающего реактрра, которая соединена последовательно в цепь вторичной обмотки.

Недостатком этого сварочного трансформатора являются значительные поля рассеивания, которые ведут к дополнительным потерям, а также повышенный расход обмоточного материала, что обуславливает возрастание массы и габаритов трансформатора, а, следовательно, и увеличение их стоимости.

Известен также сварочный трансформатор, содержащий магнитропровод и подвижный магнитный шунт, на стержнях

которого расположены по две катушки первичной и вторичной обмотки.

Эта конструкция сварочного трансформатора является наиболее близкой к предложенному сварочному трансформатору и принимается за прототип последнего

Недостатком прототипа является значительная длина стержней, что ведет к увеличению расхода электротехнической стали, возрастанию массы и габаритов.

Целью настоящего изобретения является уменьшение расхода активных материалов.

Кроме того, целью настоящего изобретения является ограничение тока эксплуатационного короткого замыкания до уровня ниже номинального.

Первая поставленная цель достигается тем, что магнитопровод выполнен в виде двух отдельных замкнутых сердечников, установленных на расстоянии друг от друга и между которыми установлены магнитные шунты, катушки первичной обмотки расположены на одном из стержней каждого сердечника, вторичной обмотки

V W

Ј

-ч

м «

L

vi VI

Ч)

оо

00

охватывают два соседних стержня отдельных сердечников.

Вторая поставленная цель достигается тем, что сварочный трансформатор имеет дополнительные первичные катушки, установленные на втором стержне каждого сердечника и соединенные последовательно и встречно с катушками первичной обмотки.

Указанные отличительные признаки не описаны в аналогичных конструкциях сварочных трансформаторов, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

На фиг. 1 дана принципиальная схема соединения обмоток сварочного трансформатора, выполненного в разных плоскостях. На фиг. 2 изображена принципиальная схема сварочного трансформатора в одной плоскости. На фиг. 3 показана принципиальная схема соединения обмоток сварочного трансформатора, содержащего дополнительные катушки и батарею конденсаторов; на фиг. 4 - сварочный трансформатор в двухярусном исполнении (общий вид); на фиг. 5 - сварочный трансформатор в одноярусном исполнении (общий вид).

Сварочный трансформатор содержит магнитную систему, выполненную из двух одинаковых отдельных 0-образных сердечников 1 и 2, магнитно связанных между собой подвижными магнитными шунтами 3. Кроме того, трансформатор содержит первичную, состоящую из двух одинаковых катушек 7, и вторичную обмотки, расположенных на стержнях сердечников 1 и 2 маг- нитной системы. По расположению 0-образных сердечников сварочный трансформатор имеет два исполнения: 1 исполнение - 0-образные сердечники.1 и 2 расположены один над другим в две плоскости (фиг. 1, 3,4); 2 исполнение - 0-образные сердечники 1 и 2 расположены один рядом с другим в одной плоскости ярусе (фиг. 2,5). В промежутке между 0-образными сердечниками в районе ярма 4 расположены магнитные шунты 3, которые входят и выходят между данными сердечниками. Сечение каждого стержня и магнитного шунта относится как 1:1,7-2,0, Катушки 7 первичной обмотки включены последовательно и встречно и расположены по одной на одном из стержней 5 (или 6) каждого отдельного 0-образного сердечника, а свободные концы образуют входные зажимы,.к которым подводится переменное напряжение UL Катушки 8 вторичной обмотки охватывают по два стержня 5 и 6 -разных отдельных 0-образных сердечников, причем один из них содержи г катушку 7 первичной обмотки, а другой нет. Если сварочный трансформатор выполнен в виде 1 исполнения, то катушки 8 вторичной обмотки расположены на разных стержнях отдельных

сердечников и соединены последовательно и встречно. При 2 исполнении катушки 8 вторичной обмотки расположены на одном стержне и соединены последовательно и со гласно, причем при обоих исгголнениях свободные концы катушек образуют выходные зажимы, с которых снимается напряжение Ua. Для ограничения тока .эксплуатационного короткого замыкания первичной обмотки до уровня ниже номинального на

стержнях 6 (фиг. 3)-каждого отдельного сердечника, свободного от катушек первичной обмотки, насажены дополнительные две катушки 9, которые соединены между собой последовательно и встречно..Одноименные

концы (начало и конец) катушек первичной и дополнительной обмоток, находящиеся на соседних стержнях 5 и 6 разных отдельных сердечников 1 и 2, охватываемые сверху катушкой 8 вторичной обмотки, соединяются

между собой и образуют один из зажимов, к которому подводится первичное напряжение Ut. Второй зажим переменного тока, к которому подводится напряжение UL образует другой конец первичной обмотки, а

между данным зажимом и свободным зажимом дополнительной обмотки, подсоединена батарея конденсаторов..

Сварочный трансформатор работает следующим образом.

При подключении источника переменного тока к зажимам первичной обмотки, в стержнях отдельных сердечников создается магнитный поток Ф, направление которого условно показано стрелками (фиг. 1). Так как

между первичной и вторичной обмотками имеется прямая электромагнитная связь, | то во вторичной обмотке наводится э.д.с-., f равная вторичному напряжению U2, кото- рое определяется коэффициентом-транс-

формации между данными обмотками. Когда замыкается вторичная обмотка (например, электрод прикоснулся к металлу) во вторичной обмотке возникает ток, который создает намагничивающую силу, направленную на уменьшение потока Ф. Поэтому в стержнях, на которых нет катушек первичной обмотки, потек меняет свое направление на противоположное Ф1, и, как видно из фиг. 1, потоки в стержнях одного отдельного

магнитника направлены вниз, а потоки в стержнях другого отдельного сердечника - вверх. Чтобы образовался замкнутый путь потока, он будет замыкаться через воздушных зазор, отделяющий отдельные сердечники. Меняя магнитное сопротивление

данного зазора с помощью магнитного шунта, меняем намагничивающую силу вторичной обмотки, а следовательно, и ток.

Ограничение эксплуатационного тока короткого замыкания первичной обмотки происходит следующим образом.

Вследствие того, что первичная обмотка и дополнительная обмотка соединены встречно, то при холостом ходе напряжение на зажимах конденсатора определяется как разность величин, напряжения на конденсаторе мало, и он генерирует незначительную величину реактивной мощности. Когда происходит замыкание вторичной обмотки сварочного трансформатора, поток в стержнях, где насажены дополнительные катушки, меняет свое направление на противоположное, следовательно., напряжение на зажимах конденсатора определяется как сумма величин напряжения сети и напряже- ния дополнительной обмотки. Напряжение на конденсаторе увеличивается, что ведет к увеличению и генерируемой им реактивной мощности, которая компенсирует индуктивную реактивную мощность потребляемую из сети трансформатором. Тогда происходит уменьшение тока короткого замыкания; который является почти чисто индуктивным. Выбирая величину конденсатора,.мож- но уменьшить ток эксплуатационного короткого замыкания первичной обмотки до уровня ниже номинального.

Формул а изобретения

1. Сварочный трансформатор, содержащий магнитопровод, на стержнях которого

расположены по две катушки первичной и вторичной обмотки, магнитный шунт, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода активных материалов, магнитопровод выполнен в виде двух отдельных замкнутых сердечников, установленных на расстоянии друг от друга и между которыми установлены магнитные шунты, катушки первичной обмотки расположены на одном из стержней каждого сердечника, катушки вторичной обмотки охватывают два соседних стержня отдельных сердечников.

2.Трансформатор по п. t, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью ограничения тока короткого замыкания, он имеет дополнительные первичные катушки, установленные на втором стержне каждого сердечнике и соединенные последовательно и встречно с катушками первичной обмотки,

3.Трансформатор по п. 1,отличающий с я тем, что сердечники установлены параллельно друг другу в разных плоскостях, катушки вторичной обмотки охватывают каждая по два соседних стержня отдельных сердечника и соединены последовательно и встречно.

4.Трансформатор по п. 1,отличающий с я тем,- что сердечники расположены рядом друг с другом в одной плоскости, катушки вторичной обмотки соединены последовательно и согласно, обе катушки вторичной обмотки расположены на одних и тех же стержнях отдельных сердечников.

Сущность: сварочный трансформатор содержит два отдельных 0-образных сердечника 1 и 2, расположенных на расстоянии друг от друга и между ними установлены магнитные шунты 3, Первичные катушки 7 расположены на одном из стержней каждого сердечника, катушки вторичной обмотки 8 охватывают по два соседних стержня отдельных сердечников, сердечники 1 и 2 могут быть расположены параллельно друг к другу в разных плоскостях, рядом друг с другом в одной плоскости. 3 з. п. ф-лы. 3 ил.

У2

Ф#з.Ј

%г.З

8

6