Дроселі. Використання дроселів у зварювальному виробництві. Регулювання зварювального струму за допомогою дроселів
Характеристика падіння при використанні трансформатора з нормальним розсіюванням виходить завдяки включенню в ланцюг його вторинної обмотки дроселя - реактивної котушки з великим індуктивним опором.
Як було показано вище, трансформатор з нормальним розсіюванням має жорстку характеристику і тому не придатний для ручного дугового зварювання. Його зазвичай доповнюють реактивною котушкою -дросселем з повітряним зазором в магнітному ланцюгу (рисунок 2.6 а). Дросель має магнітопровід 1, обмотку 2і рухомий магнітний пакет 3. ОбмоткаLвключається послідовно в ланцюг вторинної обмотки трансформатора (рисунок 2.6, в), вона має великий індуктивний опір. Магнітний пакет може переміщатися за допомогою приводу 4, що викликає зміну індуктивного опору обмотки і, отже, струму. Крім того, дросель зсуває фази струму та напруги джерела, що підвищує стійкість дуги змінного струму.
Малюнок 2.6 – Дросель з повітряним зазором
Зі зростанням струму (наприклад, викликаним укороченням дуги) зростає магнітний потік дроселяEL,що викликає збільшення ЕРС дроселяEL.Оскільки для трансформатора ЕРС дроселя еквівалентна втрат напруги, то на виході джерела напругаUі знижується:
Збільшення зазоруlв малюнок 2.4, б призведе до зниження ЕРСELдросселя і в результаті збільшиться напруга на виході джерела напругаUі, а це при постійному опорі навантаження має призвести відповідно до закону Ома до збільшення струмуI2.
Плавне регулювання зварювального струму в трансформаторі з дроселем здійснюється зміною індуктивного опору дроселя за рахунок зміни повітряного зазору в магнітному ланцюгу, інодівоно доповнюється ступінчастим витковим регулюванням первинної чи вторинної обмотки трансформатора.
Дросель насичення. Індуктивний опір дроселя можна регулювати не тільки механічним, а й електричним шляхом. Цей принцип реалізований у конструкції дроселя насичення (рисунок 2.7). Він має броньовий магнітопровід 4, обмотку управління 3, що живиться від допоміжного джерела постійного струму, і дві послідовно з'єднані робочі обмотки 1 і 2 включені в ланцюг дуги змінного струму. Принцип роботи дроселя насичення ґрунтується на взаємодії магнітних потоків обмотки управління та робочих обмоток. При включенні обмотки управління в ланцюг постійного струму в магнітопроводі з'явиться постійний потік управлінняФу, що залежить від струмуIу та числа витків обмотки управлінняWy:
Малюнок 2.7 – Дросель насичення
Робочі обмотки дроселя насичення намотані на крайніх стрижнях таким чином, щоб їх потоки в середньому стрижні були спрямовані зустрічно. Тому в середньому стрижні практично немає змінного потоку, і в обмотці управління не наводиться змінна ЕРС основної частоти, що полегшує її роботу.
Збільшення струмуIу призводить до збільшення потокуФу. У цьому залізо магнитопровода наближається насичення, тобто. зростає його магнітний опірRmL,що призводить до зниження ЕРС дроселяЕL1іEL2і збільшення напруги джерелаUі зварювального струмуI2
Електричне регулювання зварювального струму має важливі переваги: плавність, компактність регулятора, можливість дистанційного та програмного управління, відсутність рухливих частин, що підвищує надійність і довговічність джерела. Його недоліком єперевитрата активних матеріалів - трансформаторного заліза та обмотувальних проводів, а також відносна складність конструкції.
Якщо не вжити спеціальних заходів, то крива зварювального струму в ланцюзі з дроселем насичення приймає перекручену форму з низькою швидкістю наростання струму при переході через нуль, що знижує стійкість дуги горіння змінного струму. Якщо ж у ланцюг обмотки управління ввести більшу індуктивність, то можна не тільки виправити криву струму, але й надати їй прямокутну форму, навіть більш сприятливу порівняно із синусоїдою. Це може стати ще однією перевагою дроселя насичення.
Регулювання режиму у випрямлячах за допомогою дроселя насичення
Найпростіший дросель насичення (ДН) (рисунок 2.8) має стрижневий або тороїдальний магнітопровід, обмотку управління ОУ, що живиться постійним струмом, і робочу обмотку ОР змінного струму, підключену в ланцюг навантаженняRHчерез діод4> На малюнок. 2.7, а наведена ідеалізована крива намагнічування заліза магнітопроводу.Розглянемо роботу ДН у той напівперіод змінного струму, коли потоки, створювані обмоткою управління - Фу і робочою обмоткою - Фр, збігаються в напрямку. Постійна сила, що намагнічує, обмотки управлінняIуWyприводить магнітопровід у стан, що відображається точкоюDна ненасиченій ділянці кривої намагнічування. Під дією змінного струму робочої обмотки створюється змінна сила намагнічуванняiдWрпротягом напівперіоду переміщує робочу точку по дорозіDEFED(тонка лінія на малюнок 2.9, а).
Малюнок 2.8 – Конструкція дроселя насичення
Малюнок 2.9 – Крива намагнічування (а) та осцилограми магнітного потоку (б), напруги (в) та струму (г) дроселянасичення
При цьому зростання ΔФ сумарного магнітного потоку Ф=Фу+Фр відбувається тільки на ненасиченій ділянціDE,зміна його в часі показано на малюнок 2.9 б в інтервалі 0-α1 суцільною лінією. Цей змінний потік індукує в робочій обмотці проти-ЕРСeL(рисунок 2.9, в), майже рівну напрузі живленняіс.Тому на навантаженняRH Напруга майже не подається, струм навантаженняi0, показаний суцільною лінією, дуже малий (рисунок 2.9, г). Таким чином, в інтервалі 0-α1 робоча обмотка має великий індуктивний опір. Починаючи з моментуα1,робоча точка переміщається насиченою ділянкою кривої намагнічуванняEF.При цьому потік в інтервалі α -πне змінюється, проти-ЕРС в робочій обмотці не наводиться, вся напруга живлення прикладається до навантаження, тому по ній йде великий струм. Дросель насичення в ланцюгу з некерованим вентилем-діодомVDможна використовувати для фазового регулювання режиму. Справді, якщо збільшити струм управлінняIу, то початкова точка на кривій намагнічування зрушить положенняD1. При цьому насичення магнітопроводу настане раніше, і струм навантаження наростатиме раніше — у моментα2 (пунктирні лінії на малюнок. 2.9), отже, середній за півперіод струм навантаженняIдзбільшиться:
Регулювання режиму за допомогою дроселя насичення полягає у зміні затримки включення струму навантаження в межах напівперіоду за зміни початкового намагнічування сердечника.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: