Трансформаторы с нормальным магнитным рассеиванием

Для получения падающей хар-ки во вторичную цепь подкл. Реактивную катушку.

Транс-ры бывают со смещенной или раздельной реактивной катушкой.

С совмещенной катушкой:

Дроссель формир. падающей хар-ки ИП и явл-ся одновременно регулятором св. тока.

- падение напряжения на дросселе.

ЭДС самоиндукции –

- резистивное сопротивление обмотки дросселя.

При коротком зам. следовательно

Регулировочная хар-ка:

1. История и тенденции развития ИП для дуговой сварки.

1910 – сварочный генератор

1920 – трансформатор

1950 – неуправляемый вентиль

1970 - теристорный выпрямитель

1980 – инверторный выпрямитель

Основные этапы эволюции ИП:

1.Снижени материалоемкости за счет уменьшения массы и габаритов трансформатора.

2.Улучшение энерг-х показ. ист. пит. S = UI; ; ;

3.Расширение ф-ых возможностей ист.пит, необх.для решения задач автоматизации и мех-и св.пр-ва.

4.Повышение требований к электромаг-й совместимости.

Функции:

1.Низкочастотная модуляция св.тока.

2.при автоматич-м св.эффективно исп-е связанного управления током, скор.подачи проволоки, полож-е Эл-да.

3. система однокнопочного управления св.автоматами и полуавт-ми.

4. примнение импульсно-дуг.св.плавящ-ся Эл-дом.

5. прим-е замкнутых автом-х регулир.

6. снижение уровня помех, создаваемых св-м установками.

11.Технико-экономические показатели

1. КПД

2. коэф-т мощности.

3. габаритные размеры

4. масса

5. показатели надежности

6. показатели конструкции ит.пит.

; Р1 – активная мощность потребл.трансформатором дуги.

- полная мощность.

; ; .

- потери на нагрев обмоток.

; =0,85…0,95 – учитыв-т снижение активной мощности из-за искажения кривых тока и напряжения на дуге по сравнению с синусоидальным.

- потери на нагрев стали сердечника трансформатора от вихревых токов и от перемагничивания.

- добавочные потери на нагрев кожуха и др.эл-тов трансформатора из-за вихревых токов, индуктир-х усил.положение рассеивания.

Технико-экономические показатели. К этим показателям относятся: коэффициент полезного действия (к.п.д.), коэффициент мощности (соs j), габаритные размеры, массы, показатели надежности, эргономические (размещение) и технологические показатели конструкции источников, соответствие правилам безопасности и т. п.

Коэффициент полезного действия характеризует потери энергии в самом источнике

hИ = NД 100/ NC, где NД – мощность дуги, NC – мощность, потребляемая из сети.

Для различных источников питания дуги hИ находится в широких пределах и составляет 45 – 98%.

2. Использование дугового разряда для сварки. Физические явления, протекающие в сварочной дуге.

Св-ва св.дуги и требования к ист.пит.для дуг.св.

Исп-е дуг.разряда для св. Физические явления протекающие в св.дуге.

Модель св.дуги:

Длина столба дуги , Т-ра=6000град.ц.

Столб дуги – ионизированный газ, содержащий нейтральные атомы и малекулы, свободные электроны и положительные ионы, возникающие при ионизации газа, св-ва кат-й – Эл.проводность, давление и т.д.

Ток проводимости дуги:

- Векор плотности тока проводимости

dS - Вект.эл-та пов. перпенд-й ей.

- Уд.проводимость среды

uд = иа + uст + uk

Рис. 1.3. График распределения потенциалов по длине дуги

7. Особенности горения св дуги переменного тока. Способы уменьшения времени перерыва в горении дуги.

Схема питания дуги от ист пит переменного тока:

- напряжение повторного возбуждения дуги;

- время угасания дуги;

tп – время паузы; tв – время возбуждения.

Ток I и напр. На дуге синусоид-ны, т.к.нагрузка и трансформатор явл.нелин-я среда разряд-го промежутка.

При наличии в св.контуре только резистивного сопротивления максимумы и нулевые знач-я тока и напряжения совпадают во времени.

В отрицательный полупериод, когда синусоид-е напряж.уменьшается до знач. Uд,недостаточного для создания между изделием и эл-дом напряженности эл.поля необх-й для сущ-я дуг-го разряда, последний практически угасает. Интервал времени от tу до tв – наз-т временем перерыва.

Уменьшение времени перерыва горения дуги.

Для уменьшения времени перерыва и увел.производной тока при смене полярностей можно идти 2 спос:

1.Уменьшать Uпв изменяя физ-хим.св-ва среды между Эл-дом и изделием

2.изменять св-ва ист.пит.

1.:- Ввод между Эл-м и изд-м элементов с низким потенциалом ионизации.

- Снижение давления среды

2.:Изм-ть напр Uхх; изм-ть частоту.

3. ВАХ дуги. Дифференциальное сопротивление дугового промежутка.

ВАХ представляет собой зависимость среднего напряжения Uд от Iд при данных: длине дуги, проводимости, и постоянства остальных физических факторов влияющих на условия горения дуги.

Диф-е сопротивление дуги:

;

-масштабный коэфф-т.

Падающие ВАХ им свободные малоамперные дуги горящие в атмосфере воздуха или в среде аргона при токах от 5 до 80А

Причиной снижения напряжения на дуге при росте тока явл.уменьшение напряж-я столба дуги.

С ростом тока более интенсивно протекает ионизация газа столба дуги, проводимость столба дуги увел-ся, а площадь попер.сеч-я возрастает.

С ростом тока пропорционально увел-ся площадь столба дуги, в результате чего проводимость промежутка св.дуги практически не изменится.

При св плавящимся элект-м в среде СО2 и сжатой дугой в среде аргона неплавящимся эл-м ВАХ – круто возрастающая.

10. технологические требования к ИП. Явление саморегулирования длины дуги.

Требования к ист.пит.: технологические, техникоэкономические.

1.: Опр-ся статич-ми и динамич-ми ист.пит.и св-ми разрядного промежутка и св.ванны.

Ист.пит.должен легко настраиваться на треб.режим св., обеспечивать легкое и надежное горение дуги в восстановившемся режиме, регулир-е мощн-ти или тока.

При дуг.св. покрытыми и вольфрамовыми электродами часто происходит изменение длины дуги.Колебание длины дуги должно приводить к незначительным изменениям св.тока.

явление саморегулирования длины дуги.

Зависимость изменения тока от колебания длины дуги.

Явление саморегулирования закл.в изменении скор-ти плавления Эл-й проволоки при колебаниях длины дуги.

При мех-й св.пл-ся Эл-дом под флюсом и в ср-де защитн-х газов треб-ся автоматич-е поддержание напряжения на дуге и длины дуги.

Длина дуги при св. может изменяться от l 1 до l2, скор-ть подачи Эл-ной проволоки постоянная. Если увел-ся длина дуги происходит уменьшение св.тока.

Саморегулир-е длины дуги эффективно при св.на больших плотностях тока, и протекает тем активнее, чем больше изменение тока при колебаниях длины дуги.

П – падающая; Ж – жесткая; В – возрастающая.

По динамическим св-м истпит-я можно судить по хар-ру и скор-ти протекания переходных процессов: ист пит. – дуга – св.ванна.

12. Режимы работы ист.пит.

По хар-ру нагрева различают: 1.продолжительный (режим при кот.сит.пит.успевает агреться до устан-ся темп-ры перегрева),

- устойчивая т-ра ИП.

2. перемеж-ся (время работы св.чередуется со врем-м паузы),

3. кратковрем-й (во время паузы ист пит полностью откл от сети.

Характер изменения температур такой же как и у перемежающегося

Режимы работы источников питания. Источник питания для дуговой сварки рассчитывается на определенную нагрузку, при которой он работает, не перегреваясь выше установленных норм, т. е. рассчитывается по нагреву на определенный режим работы, определяемый характером изменения нагрузки во времени P = f(t). Источник питания рассчитывается также на заданную величину напряжения, которая определяет класс применяемых изоляционных материалов.

Ток, напряжение, мощность и режим работы источника питания, на которые он рассчитан, называются номинальными(IН, UH, PH).

При эксплуатации источника питания происходит нагрев его обмоток, ферромагнитных сердечников и ряда конструктивных элементов (кожуха, стяжных болтов и т. д.). Под перегревом понимают превышение температуры Т источника питания над температурой окружающей среды: Q = T - T0

где Q—температура перегрева; Т — температура источника питания; Т0 — температура окружающей среды. После включения источника питания температура Т повышается и температура перегрева Q нарастает, пока не достигнет установившегося значения Qу, при котором повышение температуры Т прекращается. При изменениях нагрузки происходит изменение Т и Q.

Различают три режима работы источников питания для дуговой сварки: продолжительный, перемежающийся и повторно-кратковременный. Продолжительным режимом называется такой режим, при котором источник успевает за время работы нагреться до температуры Qу.

Рис. 1.14. Характеристики продолжительного режима работы: а график изменения нагрузки источника питания во времени P = f(t); б —кривая нарастания температуры во времени T = f(t) для продолжительного режима работы.

Уравнение кривой нагрева T=f(t) для продолжительного режима работы

Величина подкасательной tНАГР называется постоянной времени нагрева. Она характеризует скорость возрастания во времени температур Q и Т данного источника. За время t, равное tНАГР, температура перегрева достигает 63% от QУ.

Перемежающийся режим характерен тем, что время tp работы (сварки) чередуется со временем перерывов работе tn (пауз). На рис. 1.15, а дан график изменения нагрузки во времени при перемежающемся режиме работы.

Рис. 1.15. Характеристики перемежающегося и повторно-кратковременного режима работы: а — график изменения нагрузки во времени при перемежающем­ся режиме; б—кривая нарастания температуры при переме­жающемся режиме; в — график изменения нагрузки во време­ни при повторно-кратковременном режиме

При этом режиме за время работы tp температура источника не успевает достигнуть значения установившейся температуры Ту, а за время перерывов в работе tn источник не успевает охладиться до температуры окружающей среды Т0 (рис. 1.15, б). Время tп соответствует режиму холостого хода источника. Процесс охлаждения, так же как и процесс нагрева, описывается экспоненциальной кривой. По истечении некоторого промежутка времени температура источника колеблется между некоторым максимальным значением Т2 и минимальным Т1. Среднее значение этих двух температур Тдоп обычно выбирается как расчетное. У реальных источников питания постоянная времени охлаждения несколько больше постоянной времени нагрева.

Перемежающийся режим для нагрузки циклического типа характеризуется относительной продолжительностью нагрузки за время цикла tц= tР + tП.

Повторно-кратковременный режим отличается от перемежающегося тем, что источник питания, получающий энергию от силовой сети, во время пауз в работе отключается от сети (рис. 1.15, в) Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения:

Если величина ПН% (или ПВ%) отличается от номинальной приведенной в паспорте установки, то величину сварочного тока соответствующую другому значению ПН% (или ПВ%), можно найти, пользуясь формулой

При этом максимальная величина тока ограничивается расчетными данными установки.

13. Классификация ИП.

1)По роду тока: - постоянного; - переменного (трансформаторы)

2)По виду внешних характеристик: Падающие; жесткие; пологовозрастающие; универсальные.

3)По способу получения энергии: зависимые; независимые.

4)По кол-ву обслужив-х постов: однопостовые; многопостовые.

5)По применению: общепромышленные; специализированные.

Дата добавления: 2015-03-29