Трансформаторы для дуговой электросварки

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 85Следующая ⇒

Трансформатор для дуговой электросварки, обычно называемый сварочным трансформатором, представляет собой однофазный двухобмоточный понижающий трансформатор, преобразующий напряжение сети 220 или 380 В в напряжение 60-70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.'

Рис. 5.7. Схемавключения (а) и внешние характеристики (б) трансформатора для электродуговой сварки

Специфика работы сварочного трансформатора состоит в прерывистом режиме его работы: зажиганию электрической дуги предшествует короткое замыкание вторичной цепи трансформатора, а обрыв дуги создает режим холостого хода. Номинальный режим работы трансформатора соответствует устойчивому горению электрической дуги. Для ограничения тока в сварочном трансформаторе приняты меры, суть которых сводится к увеличению индуктивного сопротивления. С этой целью первичную обмотку трансформатора располагают на одном стержне, а вторичную — на другом. Это ведет к росту магнитного рассеяния, а следовательно, к увеличению индуктивного сопротивления обмоток. Другой мерой является включение во вторичную цепь трансформатора последовательно индуктивной катушки — дросселя Др (рис. 5.7, а), представляющего собой катушку из медного провода прямоугольного сечения, расположенную на стальном магнитопроводе. Дроссель снабжен устройством типа «винт—гайка», позволяющим вращением винта перемещать ярмо так, что воздушный зазор d между ярмом и стержнями меняется от d= 0 до d = d_m_ах. При этом минимальному значению d соответствует наибольшее индуктивное сопротивление дросселя, а следовательно, минимальное значение рабочего тока I₂ = I₂_min, а максимальному значению d = d_m_ах — наименьшее индуктивное сопротивление дросселя и максимальное значение рабочего тока I₂ = I₂_m_ах. Повышенное индуктивное сопротивление обмоток и наличие дросселя Др обеспечивают сварочному трансформатору круто падающие внешние характеристики U₂ =f(I₂), необходимые для устойчивого горения электрической дуги (рис. 5.7, б). Изменяя величину воздушного зазора d в дросселе Др можно плавно менять угол наклона внешних характеристик: при d»0 наклон характеристики наибольший (график 1), а при d = d_m_ах наклон характеристики минимальный (график 2). Рабочий ток сварочного трансформатора I₂ соответствует напряжению электрической дуги U_д »30 В.

В некоторых конструкциях сварочных трансформаторов дроссель совмещают с трансформатором. Значительное индуктивное сопротивление сварочного трансформатора ведет к снижению его коэффициента мощности cosj, который обычно не превышает 0, 4—0, 5.

Охлаждение трансформаторов

Отсутствие у трансформаторов вращающихся частей уменьшает нагрев трансформатора из-за отсутствия механических потерь, но это же обстоятельство усложняет процесс охлаждения, так как исключает применение в трансформаторах самовентиляции. По этой причине основной способ охлаждения трансформаторов — естественное охлаждение. Однако в трансформаторах значительной мощности с целью повышения удельных электромагнитных нагрузок применяют более эффективные методы охлаждения. Наибольшее применение получили следующие способы охлаждения трансформаторов.

Естественное воздушное охлаждение. Все нагреваемые части трансформатора непосредственно соприкасаются с воздухом. Их охлаждение происходит за счет излучения теплоты и естественной конвекции воздуха. Иногда такие трансформаторы снабжают защитным кожухом, имеющим жалюзи или же отверстия, закрытые сеткой. Этот вид охлаждения применяют в трансформаторах низкого напряжения при их установке в сухих закрытых помещениях.

Естественное масляное охлаждение. Магнитопровод с обмотками помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое омывает нагреваемые части трансформатора, путем конвекции отводит теплоту и передает ее стенкам бака, последние, в свою очередь, охлаждаются путем излучения теплоты и конвекции воздуха. Для увеличения охлаждаемой поверхности бака его делают ребристым или же применяют трубчатые баки (см. рис. 1.13). В трансформаторах большой единичной мощности трубы объединяют в радиаторы (радиаторные баки). Нагретые частицы масла поднимаются в верхнюю часть бака и по трубам опускаются вниз. При этом, соприкасаясь со стенками труб, масло охлаждается. Трансформаторное масло обладает высокими электроизоляционными свойствами, поэтому, пропитывая изоляцию обмоток, оно улучшает ее свойства и повышает надежность трансформаторов при высоких напряжениях. Это особенно важно для трансформаторов, устанавливаемых на открытых площадках. Следует заметить, что масляное охлаждение усложняет и удорожает эксплуатацию трансформаторов, так как требует систематического контроля за качеством масла и периодической его замены.

Масляное охлаждение с дутьем. Трансформаторы снабжают электрическими вентиляторами, которые обдувают радиаторы трансформатора. Конвекция масла внутри бака остается естественной. Этот вид охлаждения позволяет увеличить единичную мощность трансформатора на 40¸ 50%. Обычно масляное охлаждение с дутьем применяют в трансформаторах мощностью свыше 10 000 кВт. При снижении нагрузки трансформатора с дутьевым охлаждением на 50¸ 60% вентиляторы можно отключить, т. е. перейти на естественное масляное охлаждение.

Рис. 5.8. Масляное охлаждение трансформатора с дутьем и принудительной циркуляции масла

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла. С помощью насоса 1(рис. 5.8) создают принудительную циркуляцию трансформаторного масла через специальные охладители 2 собранные из трубок. Одновременно необходимое число вентиляторов 3 создает направленные потоки воздуха, обдувающие поверхность трубок охладителя.

Рис. 5.9. Масляно-водяное охлаждение трансформатора

Масляно-водяное охлаждение (рис. 5.9). Нагретое в трансформаторе 1 масло посредством насоса 2 прогоняется через охладитель 3, в котором циркулирует вода. Это наиболее эффективный способ охлаждения, так как коэффициент теплопередачи от масла в воду значительно выше, чем в воздух. Одновременно масло проходит через воздухоохладитель 4и фильтр 5, где освобождается от нежелательных включений.

Контрольные вопросы

1. От чего зависит фаза ЭДС во вторичной обмотке трансформатора с подвижным сердечником?

2. Объясните взаимодействие магнитных потоков в ТРПШ.

3. Какова причина возникновения магнитного потока вынужденного намагничивания в трансформаторе выпрямительной установки?

4. Что такое типовая мощность трансформатора?

5. В каких условиях выпрямления обеспечивается наилучшее использование мощности трансформатора?

6. Что делают для снижения остаточной индукции в импульсном трансформаторе?

Раздел

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН

Принцип действия бесколлекторных машин переменного тока

Принцип выполнения обмоток статора

Основные типы обмоток статора

Магнитодвижущая сила обмоток статора

Электрические машины переменного тока составляют основу современной электроэнергетики, как в сфере производства, так и в сфере потребления электрической энергии. За небольшим исключением все эти машины являются бесколлекторными. Существует два вида бесколлекторных машин переменного тока: асинхронные и синхронные машины. Отличаясь рабочими свойствами, эти машины имеют конструктивное сходство, и в основе их теории лежат некоторые общие вопросы, касающиеся процессов и явлений, связанных с рабочей обмоткой — обмоткой статора. Поэтому, прежде чем перейти к подробному изучению асинхронных и синхронных машин, целесообразно рассмотреть общие вопросы теории этих машин. Как асинхронные, так и синхронные машины обладают свойством обратимости (см. § В.2), т. е. каждая из них может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Однако первоначальное знакомство с этими машинами полезно начать с рассмотрения принципа действия синхронного генератора и принципа действия асинхронного двигателя. Это даст возможность получить необходимое на данном этапе изучения представление об устройстве этих машин и происходящих в них электромагнитных процессах. Данный раздел посвящен изучению принципа действия бесколлекторных машин переменного тока в основных их режимах, устройства обмоток статоров этих машин и процесса наведения ЭДС и МДС в них.

ГЛАВА 6

• Принцип действия бесколлекторных машин переменного тока

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 171819 20 21 22 Следующая ⇒