Вопросы к экзамену по дисциплине «Источники питания сварочной дуги» (стр. 3 )

9. Регулирование Zэ применением ярмового рассеяния огибающей обмотки.

Принципы регулирования. При эксплуатации трансформаторов довольно часто возникает необходимость регулирования вторичного напряжения. При этом различают два основных случая: 1) стабилизация вторичного напряжения при незначительном (на 5 — 10%) изменении первичного напряжения, что происходит обычно из-за падения напряжения в линии; 2) регулирование вторичного напряжения (из-за особенностей технологического процесса) в широких пределах при неизменном (или мало изменяющемся) первичном напряжении. В обоих случаях вторичное напряжение регулируется путем изменения коэффициента трансформации, т. е. соотношения между числами витков первичной и вторичной обмоток. В первом случае при небольших изменениях первичного напряжения можно изменять число витков либо первичной, либо вторичной обмотки. Например, при снижении первичного напряжения соответственно уменьшают число витков первичной обмотки так, чтобы ЭДС витка осталась неизменной. Поскольку число витков вторичной обмотки не изменяется, неизменной останется и ЭДС вторичной обмотки. При возрастании первичного напряжения соответственно увеличивают число витков первичной обмотки. Во втором случае, когда требуется регулировать вторичное напряжение при неизменном первичном, изменяют число витков вторичной обмотки. Изменять число витков первичной обмотки в этом случае нельзя, так как это приведет к изменению магнитного потока трансформатора и, как следствие, к его перегреву или плохому использованию. Кроме того, очевидно, что получить малое выходное напряжение U2 = U1w2/w1 при неизменном числе витков вторичной обмотки практически невозможно, так какпри этом необходимо иметь большое число регулировочных витков*. Переключение ответвлений обмоток w1 и w2 может осуществляться при отключении трансформатора от первичной и вторичной сетей (переключение без возбуждения) или под нагрузкой (регулирование под нагрузкой). Существуют также трансформаторы с плавным регулированием напряжения, в которых плавно изменяют число витков w2 или магнитный поток Ф2, охватываемый этой обмоткой.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

10. Регулирование Zэ применением тиристоров с обратной связью по току.

Тиристорные трансформаторы (ТТ) - сравнительно новая группа источников питания дуги переменного тока, в основу которой положен способ фазового регулирования тока. Основным узлом ТТ является тиристорный фазорегулятор (ФР), работающий в комплекте с силовым трансформатором. Фазорегулятор состоит из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров и системы управления фазой их включения. Способ фазового регулирования переменного тока основан на преобразовании синусоидального тока в знакопеременные импульсы, амплитуда и длительность которых определяются углом (фазой) включения тиристоров. Этот способ, широко используемый в машинах контактной и шлаковой сварки, для дуговой сварки считался неприемлемым, поскольку в паузы между импульсами тока происходит быстрая деионизация дугового промежутка, затрудняющая повторные возбуждения дуги. В последние годы разработан ряд конструкций ТТ, обеспечивающих достаточно высокую стабильность горения дуги и позволяющих реализовать достоинства фазового регулирования тока: снизить массу и упростить конструкцию силового трансформатора и всего источника в целом, сформировать внешние характеристики требуемого вида, стабилизировать режим сварки при различных возмущениях, управлять постоянной составляющей сварочного тока, обеспечить возможность автоматизации, программирования и модуляции режима сварки, обеспечить снижение выходного напряжения при холостом ходе. Принципиальные силовые схемы тиристорных сварочных трансформаторов. Силовые схемы ТТ могут быть подразделены по двум основным признакам: способу обеспечения непрерывности процесса сварки и месту установки тиристорного фазорегулятора в первичной или вторичной цепи. В промышленных сварочных установках наибольшее распространение получили ТТ с прерывистым регулированием тока и импульсной стабилизацией, так как применение цепи подпитки связано с дополнительным расходом активных материалов, с применением дополнительного коммутатора в цепи подпитки для снятия напряжения холостого хода, а относительно низкая скорость нарастания тока подпитки при смене полярности обусловливает невысокие сварочные качества источников. Размещение тиристорного фазорегулятора в первичной или вторичной (сварочной) цепи трансформатора во многом определяет конструкцию ТТ. Во всех случаях, когда не требуется управления постоянной составляющей сварочного тока, предпочтительно включать тиристоры в сравнительно слаботочную цепь первичной обмотки трансформатора. Кроме уменьшения габаритов регулятора и потерь в тиристорах, такое решение позволяет снизить или исключить потери холостого хода трансформатора, обеспечивает оперативные отключения его от питающей сети. Однако при включении тиристоров в первичную цепь трансформатора невозможно регулировать (компенсировать) постоянную составляющую сварочного тока, в трансформаторах с цепью подпитки уменьшается диапазон регулирования сварочного тока, повышаются требования к симметрии импульсов управления тиристорами, к надежности и электрической прочности цепей управления.

11. Классификация сварочных трансформаторов.

Сварочный трансформатор предназначается для преобразования электрической энергии, подводимой к его первичной обмотке, в электрическую энергию с низким вторичным напряжением и большим током. Форма импульса сварочного тока полностью предопределяется схемным решением силовой электрической промежуточной части, от которой осуществляется питание сварочного трансформатора или питание сварочного контура машины. В зависимости от способа питания контактных машин все сварочные трансформаторы делятся на две основные группы: Сварочные трансформаторы, преобразующие электрическую энергию переменного тока частотой 50Гц, потребляемую из сети непосредственно во время сварки; Сварочные трансформаторы, преобразующие энергию, предварительно накопленную; Главная доля (более 90%) из всего числа сварочных трансформаторов приходится на однофазные трансформаторы переменного тока частотой 50Гц. Сварочный трансформатор характеризуется тремя значениями вторичного тока: I2max – наибольшее значение тока сварочного трансформатора; I2 – номинальное длительное значение тока сварочного трансформатора; I2ном – краткосрочное сварочное значение тока сварочного трансформатора; I2max – ток короткого замыкания. Сварочный трансформатор должен обеспечить заданный ток при номинальном первичном напряжении. I2 – номинальный длительный вторичный ток – параметр сварочного трансформатора при его работе в длительном режиме при ПВ=100%. ПВ – продолжительность включения, величина определяемая как процентное отношение времени работы трансформатора под нагрузкой к общему времени одного цикла сварки. I2ном – кратковременный реальный рабочий ток, который проходит во вторичном контуре сварочного трансформатора при сварке. Iном влияет на режимы используемые при сварке данным сварочным трансформатором. Еще одной важной характеристикой сварочного трансформатора является вторичное напряжение холостого хода - U20. U20 – номинальное напряжение, которое сварочный трансформатор должен обеспечить в режиме холостого хода, на одной из ступеней, принятой за номинальную.

12. Коллекторные сварочные генераторы. Устройство, принцип действия, реакции якоря.

Коллекторные машины — это в основном машины постоянного тока. Они выпускаются мощностью от долей ватта до десятков тысяч киловатт. Коллекторные машины переменного тока находят применение в качестве приводных двигателей лишь для узкого круга специальных механизмов небольшой мощности, например как приводы некоторых бытовых приборов, электрифицированного ручного инструмента, медицинского оборудования, т. е. в тех случаях, когда для питания двигателей используется однофазный и реже трехфазный переменный ток, а характеристики асинхронных машин не удовлетворяют требованиям приводного механизма. Коллекторные машины постоянного тока используются как двигатели и как генераторы. В промышленности более распространены двигатели, что объясняется все возрастающим применением различных статических выпрямителей, обеспечивающих промышленные установки энергией постоянного тока. Широкое распространение электродвигателей постоянного тока несмотря на их более высокую стоимость и сложность эксплуатации по сравнению с асинхронными двигателями, объясняется в первую очередь простыми и надежными способами регулирования частоты вращения, большими пусковыми моментами и перегрузочной способностью, чем у двигателей переменного тока. Наибольшее распространение двигатели постоянного тока получили в приводах, требующих глубокого регулирования частоты вращения (металлургическая промышленность, транспорт и т. п.). Реакция якоря – это воздействие поля якоря (статора) на магнитное поле машины. При работе синхронной машины на нагрузку (электрическую в режиме генератора и механическую в режиме двигателя) по обмоткам статора (якоря) протекают синусоидальные токи, которые создают вращающееся магнитное поле статора. Ротор имеет частоту вращения , поэтому частота ЭДС и тока статора , где - число пар полюсов машины. Частота вращения магнитного поля статора . Следовательно, поля ротора и статора вращаются с одной и той же частотой ; они взаимодействуют между собой и образуют результирующее вращающееся магнитное поле машины. Взаимодействие полей зависит от характера нагрузки и режима работы машины. Рассмотрим реакцию якоря на примере двухполюсного синхронного генератора с неявно выраженными полюсами ротора, работающего на различную по характеру нагрузку . При активной нагрузке с сопротивлением R ЭДС фазы обмотки статора и её ток совпадают по фазе и достигают максимума в тот момент, когда ось mm1 магнитного потока ротора Ф0 перпендикулярна оси nn1 катушки обмотки статора. Магнитный поток статора Фя замыкается по сердечникам статора и ротора через воздушный зазор. Таким образом, в случае активной нагрузки ось потока ротора Ф0 опережает ось потока статора Фя на электрический угол, равный 900 (поперечная реакция якоря). При этом результирующий магнитный поток машины (ось qq1) поворачивается относительно потока ротора Ф0 на угол в направлении, противоположном направлению вращению ротора. При чисто индуктивной нагрузке XL ток в обмотке статора отстаёт от ЭДС на 900 и поэтому достигает максимума в тот момент времени, когда полюс ротора повернётся на 900 по направлению вращения. В этом случае магнитный поток статора оказывается направленным навстречу магнитному потоку ротора и размагничивает машину (). При емкостной нагрузке XC ток в фазе статора опережает ЭДС на 900 и поэтому достигает максимума в тот момент, когда полюс ротора не доходит на 900 до оси mm1. Магнитный поток статора в этом случае оказывается направленным согласно с магнитным потоком ротора и намагничивает машину (). При работе синхронной машины в режиме двигателя ток в статоре при том же направлении вращения имеет противоположное направление. Ось результирующего потока двигателя оказывается повернута относительно потока ротора на угол , но не против направления вращения, как у генератора, а по направлению вращения. Таким образом, реакция якоря в синхронной машине изменяет как поток машины, так и его направление (в отличие от асинхронной машины, у которой ). Изменение Фрез приводит к изменению ЭДС, что неблагоприятно сказывается на работе потребителей электроэнергии при работе машины в режиме генератора. Уменьшение неблагоприятного влияния реакции якоря достигается уменьшением магнитного потока статора за счёт увеличения воздушного зазора между ротором и статором синхронной машины.