Klasifikasi dan perangkat transformator las

Trafo las berisi transformator daya dan perangkat kontrol arus las.

Dalam trafo las, karena kebutuhan akan pergeseran fasa tegangan dan arus yang besar untuk memastikan pengapian yang stabil dari busur arus bolak-balik ketika polaritas dibalik, perlu untuk memberikan peningkatan resistansi induktif dari rangkaian sekunder.

Dengan meningkatnya resistansi induktif, kemiringan karakteristik statis eksternal dari sumber daya busur las di bagian kerjanya juga meningkat, yang memastikan bahwa karakteristik jatuh diperoleh sesuai dengan persyaratan untuk stabilitas keseluruhan "sumber daya - busur "sistem.

Dalam desain trafo las pada paruh pertama abad ke-20, trafo dengan disipasi normal medan magnet digunakan dalam kombinasi dengan choke terpisah atau gabungan. Arus dikendalikan dengan memvariasikan celah udara di sirkuit magnetik induktor.

Pada trafo las modern, yang diproduksi sejak tahun 1960-an, persyaratan ini dipenuhi dengan meningkatkan disipasi medan magnet.

Transformator sebagai objek teknik listrik memiliki rangkaian ekuivalen yang mengandung resistansi aktif dan induktif.

Untuk trafo las yang beroperasi dalam mode beban, konsumsi daya adalah urutan besarnya lebih besar daripada kerugian tanpa beban, oleh karena itu, saat beroperasi di bawah beban, skema ini dapat diabaikan.

Beras. 1. Klasifikasi trafo las

Untuk rangkaian transformator tipikal, kehilangan medan magnet utama pada jalur dari belitan primer ke belitan sekunder terjadi di antara inti rangkaian magnetik.

Disipasi medan magnet dikendalikan dengan mengubah geometri celah udara antara belitan primer dan sekunder (kumparan bergerak, shunt bergerak), dengan perubahan terkoordinasi dalam jumlah belitan belitan primer dan sekunder, dengan mengubah magnet permeabilitas antara inti sirkuit magnetik ( shunt magnet).

Ketika mempertimbangkan diagram transformator yang disederhanakan dengan belitan terdistribusi, ketergantungan resistansi induktif pada parameter utama transformator dapat diperoleh.

Rm adalah resistansi di sepanjang jalur fluks magnet liar, ε adalah perpindahan relatif dari kumparan, W adalah jumlah putaran kumparan.

Maka arus pada rangkaian sekunder:

Kisaran variabel transformator las modern yang tak terhingga: 1: 3; 1: 4.

Banyak trafo las memiliki kontrol langkah - mengalihkan belitan primer dan sekunder ke koneksi paralel atau seri.

Saya = K / W2

Trafo las modern untuk mengurangi berat dan biaya tahap arus tinggi, tegangan rangkaian terbuka berkurang.

Transformator las dengan kumparan bergerak

Beras. 2. Perangkat trafo las dengan belitan yang dapat digerakkan: ketika belitan diimbangi sepenuhnya, arus pengelasan maksimum, ketika belitan dipisahkan, minimum.

Skema ini juga digunakan dalam penyearah las transformator yang dapat disesuaikan.

Beras. 3. Desain trafo dengan belitan bergerak: 1 — lead screw, 2 — sirkuit magnetik, 3 — lead nut, 4,5 — gulungan sekunder dan primer, 6 — pegangan.

Pengelasan transformator shunt seluler

Beras. 4. Perangkat trafo las dengan shunt yang dapat digerakkan

Dalam hal ini, pengaturan fluks bocor medan magnet dilakukan dengan mengubah panjang dan bagian elemen jalur magnet antara batang sirkuit magnet. Karena permeabilitas magnetik besi dua kali lipat lebih besar dari permeabilitas udara; ketika shunt magnetik bergerak, resistansi magnetik dari arus bocor yang melewati udara berubah. Dengan shunt yang dimasukkan sepenuhnya, bentuk gelombang arus bocor dan resistansi induktif ditentukan oleh celah udara antara sirkuit magnetik dan shunt.

Saat ini, trafo las sesuai dengan skema ini diproduksi untuk keperluan industri dan rumah tangga, dan skema seperti itu digunakan saat mengelas penyearah trafo yang dapat disesuaikan.

Trafo las TDM500-S

Trafo las dengan belitan penampang

Ini adalah transformator perakitan dan rumah tangga yang diproduksi 60, 70, 80 tahun yang lalu.

Ada beberapa tahap pengaturan jumlah belitan belitan primer dan sekunder.

Trafo las shunt tetap

Beras. 4. Perangkat trafo las dengan shunt magnet tetap

Bagian jatuh digunakan untuk kontrol, mis. operasi inti shunt dalam mode saturasi. Karena fluks magnet yang melewati shunt adalah variabel, titik operasi dipilih sehingga tidak keluar dari cabang yang jatuh. permeabilitas magnetik.

Ketika saturasi sirkuit magnetik meningkat, permeabilitas magnetik shunt berkurang, oleh karena itu, arus bocor, resistansi induktif transformator meningkat, dan akibatnya, arus pengelasan berkurang.

Karena pengaturannya adalah listrik, kendali jarak jauh dari catu daya dimungkinkan. Keuntungan lain dari rangkaian ini adalah tidak adanya bagian yang bergerak, karena kontrol elektromagnetik memungkinkan untuk menyederhanakan dan memfasilitasi desain transformator daya. Gaya elektromagnetik sebanding dengan kuadrat arus, jadi pada arus tinggi ada masalah dengan mendukung bagian yang bergerak. Transformer jenis ini diproduksi pada tahun 70-an dan 80-an abad ke-20.

Trafo las thyristor

Beras. 5. Transformator las thyristor perangkat

Prinsip pengaturan tegangan dan arus thyristor berdasarkan pergeseran fasa lubang thyristor dalam setengah periode polaritas langsungnya. Pada saat yang sama, nilai rata-rata dari tegangan yang diperbaiki dan, karenanya, arus selama setengah siklus berubah.

Untuk menyediakan pengaturan jaringan fase tunggal, Anda memerlukan dua thyristor yang terhubung secara berlawanan, dan pengaturannya harus simetris.Trafo thyristor memiliki karakteristik statis eksternal yang kaku yang dikendalikan oleh tegangan keluaran menggunakan thyristor.

Thyristor nyaman untuk pengaturan tegangan dan arus di sirkuit AC karena mereka menutup secara otomatis ketika polaritas dibalik.

Di sirkuit DC, sirkuit resonansi dengan induktansi biasanya digunakan untuk menutup thyristor, yang sulit dan mahal serta membatasi kemungkinan pengaturan.

Di sirkuit trafo thyristor, thyristor dipasang di sirkuit belitan primer karena dua alasan:

1. Karena arus sekunder sumber daya las jauh lebih tinggi daripada arus maksimum thyristor (hingga 800 A).

2. Efisiensi lebih tinggi, karena penurunan tegangan pada katup terbuka pada loop pertama beberapa kali lebih kecil dari tegangan operasi.

Selain itu, induktansi trafo dalam hal ini memberikan perataan yang lebih besar dari arus yang diperbaiki daripada dalam kasus memasang thyristor di sirkuit sekunder.

Semua trafo las modern dibuat dengan gulungan aluminium. Untuk keandalan, strip tembaga dilas dingin di ujungnya.

Beras. 6. Diagram blok transformator thyristor: T - trafo step-down tiga fase, KV - katup switching (thyristor), BFU - perangkat kontrol fase, BZ - blok tugas.

Beras. 7. Diagram tegangan: φ- sudut (fase) menyalakan thyristor.

Sejak tahun 1980-an, sebagian besar trafo las dibuat dari besi trafo canai dingin. Ini memberikan induksi 1,5 kali lebih banyak dan lebih sedikit bobot sirkuit magnetik.