การจำแนกประเภทและอุปกรณ์ของหม้อแปลงเชื่อม

ประกอบด้วยหม้อแปลงเชื่อม หม้อแปลงไฟฟ้า และอุปกรณ์ควบคุมกระแสเชื่อม

ในหม้อแปลงไฟฟ้าเชื่อม เนื่องจากต้องมีการเปลี่ยนเฟสขนาดใหญ่ของแรงดันและกระแสเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจุดระเบิดที่เสถียรของส่วนโค้งของกระแสสลับเมื่อกลับขั้ว จึงจำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานอุปนัยของวงจรทุติยภูมิ

เมื่อความต้านทานอุปนัยเพิ่มขึ้น ความลาดเอียงของลักษณะคงที่ภายนอกของแหล่งพลังงานอาร์กเชื่อมในส่วนการทำงานก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งทำให้แน่ใจว่าลักษณะการตกเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับเสถียรภาพโดยรวมของ "แหล่งพลังงาน - ส่วนโค้ง "ระบบ.

ในการออกแบบหม้อแปลงเชื่อมในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 มีการใช้หม้อแปลงที่มีการกระจายสนามแม่เหล็กตามปกติร่วมกับโช้คแยกหรือรวม กระแสถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงช่องว่างอากาศในวงจรแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำ

ในหม้อแปลงเชื่อมสมัยใหม่ซึ่งผลิตขึ้นตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 ความต้องการเหล่านี้ได้รับการตอบสนองโดยการเพิ่มการกระจายของสนามแม่เหล็ก

หม้อแปลงเป็นวัตถุ วิศวกรรมไฟฟ้า มีวงจรสมมูลที่มีตัวต้านทานแบบแอคทีฟและตัวเหนี่ยวนำ

สำหรับหม้อแปลงเชื่อมที่ทำงานในโหมดโหลด การใช้พลังงานเป็นลำดับความสำคัญมากกว่าการสูญเสียที่ไม่มีโหลด ดังนั้นเมื่อทำงานภายใต้โหลด แผนภาพนี้สามารถละเลยได้

ข้าว. 1. การจำแนกประเภทของหม้อแปลงเชื่อม

สำหรับวงจรหม้อแปลงทั่วไป การสูญเสียสนามแม่เหล็กหลักบนเส้นทางจากขดลวดปฐมภูมิไปยังขดลวดทุติยภูมิเกิดขึ้นระหว่างแกนของวงจรแม่เหล็ก

การกระจายตัวของสนามแม่เหล็กถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของช่องว่างอากาศระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ (ขดลวดเคลื่อนที่, ขดลวดเคลื่อนที่) โดยการเปลี่ยนแปลงที่ประสานกันในจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ โดยการเปลี่ยนสนามแม่เหล็ก การซึมผ่านระหว่างแกนของวงจรแม่เหล็ก ( การแบ่งแม่เหล็ก).

เมื่อพิจารณาแผนภาพอย่างง่ายของหม้อแปลงที่มีขดลวดแบบกระจาย เป็นไปได้ที่จะได้รับการพึ่งพาความต้านทานอุปนัยกับพารามิเตอร์หลักของหม้อแปลง

Rm คือความต้านทานตามเส้นทางของฟลักซ์แม่เหล็กจรจัด ε คือการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของขดลวด W คือจำนวนรอบของขดลวด

จากนั้นกระแสในวงจรทุติยภูมิ:

ช่วงตัวแปรไม่สิ้นสุดของหม้อแปลงเชื่อมสมัยใหม่: 1: 3; 1:4.

หม้อแปลงเชื่อมหลายตัวมีการควบคุมขั้น - สลับทั้งขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิเป็นการเชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรม

ฉัน = K / W2

หม้อแปลงเชื่อมสมัยใหม่เพื่อลดน้ำหนักและต้นทุนของกระแสสูง แรงดันไฟฟ้าของวงจรเปิดจะลดลง

เชื่อมหม้อแปลงกับขดลวดที่เคลื่อนที่ได้

ข้าว. 2. อุปกรณ์ของหม้อแปลงเชื่อมที่มีขดลวดเคลื่อนที่ได้: เมื่อขดลวดหักล้างเต็มที่ กระแสเชื่อมจะสูงสุด เมื่อขดลวดถูกแยกออก จะเป็นค่าต่ำสุด

รูปแบบนี้ยังใช้ในการเชื่อมวงจรเรียงกระแสของหม้อแปลงแบบปรับได้

ข้าว. 3. การออกแบบหม้อแปลงที่มีขดลวดเคลื่อนที่ได้: 1 — ลีดสกรู, 2 — วงจรแม่เหล็ก, 3 — น็อตนำ, 4,5 — ขดลวดทุติยภูมิและปฐมภูมิ, 6 — ที่จับ

การเชื่อมหม้อแปลงแบบ Mobile shunt

ข้าว. 4. อุปกรณ์ของหม้อแปลงเชื่อมที่มีการแบ่งแบบเคลื่อนย้ายได้

ในกรณีนี้ การควบคุมฟลักซ์การรั่วไหลของสนามแม่เหล็กทำได้โดยการเปลี่ยนความยาวและส่วนขององค์ประกอบของเส้นทางแม่เหล็กระหว่างแท่งของวงจรแม่เหล็ก เพราะ การซึมผ่านของแม่เหล็ก เหล็กมีค่ามากกว่าการซึมผ่านของอากาศถึงสองลำดับ เมื่อกระแสแม่เหล็กเคลื่อนตัว ความต้านทานแม่เหล็กของกระแสไฟรั่วที่ไหลผ่านอากาศจะเปลี่ยนไป เมื่อใส่ตัวแบ่งเต็ม รูปคลื่นกระแสไฟรั่วและความต้านทานแบบเหนี่ยวนำจะถูกกำหนดโดยช่องว่างอากาศระหว่างวงจรแม่เหล็กและตัวแบ่ง

ปัจจุบันหม้อแปลงเชื่อมตามโครงการนี้ผลิตขึ้นเพื่ออุตสาหกรรมและในประเทศและรูปแบบดังกล่าวใช้เมื่อเชื่อมวงจรเรียงกระแสของหม้อแปลงแบบปรับได้

หม้อแปลงเชื่อม TDM500-S

หม้อแปลงเชื่อมที่มีขดลวดส่วน

เหล่านี้คือหม้อแปลงสำหรับประกอบและใช้ในครัวเรือนที่ผลิตเมื่อ 60, 70, 80 ปีที่แล้ว

การควบคุมจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีหลายขั้นตอน

หม้อแปลงเชื่อมแบบแบ่งคงที่

ข้าว. 4. อุปกรณ์ของหม้อแปลงเชื่อมที่มีการแบ่งแม่เหล็กคงที่

ส่วนที่ลดลงใช้สำหรับการควบคุมเช่น การทำงานของ shunt core ในโหมดความอิ่มตัว เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านการแบ่งเป็นตัวแปร จึงเลือกจุดปฏิบัติการเพื่อไม่ให้ออกไปนอกกิ่งที่ตกลงมา การซึมผ่านของแม่เหล็ก.

เมื่อความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็กเพิ่มขึ้น การซึมผ่านของแม่เหล็กของการแบ่งจะลดลง ดังนั้นกระแสไฟรั่ว ความต้านทานอุปนัยของหม้อแปลงจะเพิ่มขึ้น และเป็นผลให้กระแสเชื่อมลดลง

เนื่องจากการควบคุมเป็นแบบไฟฟ้า จึงสามารถควบคุมแหล่งจ่ายไฟจากระยะไกลได้ ข้อดีอีกประการของวงจรคือการไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เนื่องจากการควบคุมด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้การออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าง่ายขึ้นและสะดวกขึ้น แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของกระแส ดังนั้นที่กระแสสูงจะมีปัญหาในการรองรับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว หม้อแปลงประเภทนี้ผลิตขึ้นในยุค 70 และ 80 ของศตวรรษที่ 20

หม้อแปลงเชื่อมไทริสเตอร์

ข้าว. 5. อุปกรณ์ หม้อแปลงเชื่อมไทริสเตอร์

หลักการควบคุมแรงดันและกระแส ไทริสเตอร์ ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนเฟสของรูไทริสเตอร์ในช่วงครึ่งเวลาของขั้วโดยตรง ในเวลาเดียวกันค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขและตามด้วยกระแสสำหรับการเปลี่ยนแปลงครึ่งรอบ

เพื่อให้การควบคุมเครือข่ายแบบเฟสเดียว คุณต้องใช้ไทริสเตอร์สองตัวที่เชื่อมต่อตรงข้ามกัน และการควบคุมจะต้องสมมาตรหม้อแปลงไทริสเตอร์มีลักษณะคงที่ภายนอกที่เข้มงวดซึ่งควบคุมโดยแรงดันเอาต์พุตโดยใช้ไทริสเตอร์

ไทริสเตอร์สะดวกสำหรับการควบคุมแรงดันและกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อกลับขั้ว

ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง วงจรเรโซแนนซ์ที่มีตัวเหนี่ยวนำมักใช้เพื่อปิดไทริสเตอร์ ซึ่งยากและมีราคาแพง และจำกัดความเป็นไปได้ในการควบคุม

ในวงจรหม้อแปลงไทริสเตอร์ ไทริสเตอร์ถูกติดตั้งในวงจรขดลวดปฐมภูมิด้วยเหตุผลสองประการ:

1. เนื่องจากกระแสทุติยภูมิของแหล่งพลังงานเชื่อมนั้นสูงกว่ากระแสสูงสุดของไทริสเตอร์มาก (สูงถึง 800 A)

2. ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น เนื่องจากการสูญเสียแรงดันตกในวาล์วเปิดในลูปแรกนั้นน้อยกว่าแรงดันใช้งานหลายเท่า

นอกจากนี้ความเหนี่ยวนำของหม้อแปลงในกรณีนี้ยังช่วยให้กระแสไฟฟ้าที่แก้ไขเรียบขึ้นกว่าในกรณีของการติดตั้งไทริสเตอร์ในวงจรทุติยภูมิ

หม้อแปลงเชื่อมที่ทันสมัยทั้งหมดทำด้วยขดลวดอลูมิเนียม เพื่อความน่าเชื่อถือแถบทองแดงจะถูกเชื่อมด้วยความเย็นที่ปลาย

ข้าว. 6. บล็อกไดอะแกรมของหม้อแปลงไทริสเตอร์: T - หม้อแปลงสเต็ปดาวน์สามเฟส, KV - วาล์วสวิตชิ่ง (ไทริสเตอร์), BFU - อุปกรณ์ควบคุมเฟส, BZ - บล็อกงาน

ข้าว. 7. แผนภาพแรงดันไฟฟ้า: φ- มุม (เฟส) ของการเปิดไทริสเตอร์

ตั้งแต่ปี 1980 หม้อแปลงเชื่อมส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหม้อแปลงรีดเย็น สิ่งนี้ทำให้การเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้น 1.5 เท่าและน้ำหนักของวงจรแม่เหล็กน้อยลง