Трансформатори контактних машин

Трансформатори контактних машин використовують для відокремлення зварювальної мережі від силової, зниження напруги мережі до потрібної для зварювання, а також для отримання зварювального струму необхідної сили.

Означення типів зварювальних трансформаторів включають в себе літерну та цифрову частини. Літерна частина відображає вид трансформатора, кількість фаз, рід та частоту струму чи конструктивні особливості. Цифрова частина означає енергетичні характеристики: значення вторинного номінального струму , кА, вторинної напруги холостого ходу на номінальному ступені регулювання , В, або тільки номінальне значення тривалого вторинного струму, кА, і реєстраційний номер, або номінальну потужність при . Далі у цифровій частині вказується номер модифікації трансформатора або особливості його виконання (з обмотками, залитими епоксидним компаундом -ЕП(К)) та вид виконання і категорія розміщення.

Наприклад, трансформатори, що виготовляє Хмельницький завод «Укрелектроапарат», позначаються наступним чином: ТВК-75УХЛ4, де Т - трансформатор, В - з водяним охолодженням, К - для контактного зварювання, 75 - номінальна потужність, кВ·А, при  УХЛ4 - вид кліматичного виконання та категорія розміщення згідно з вимогами ГОСТ 15150-69 та ГОСТ 15543-70. Інші трансформатори: ТК-32.08-2 ЕП(К), Т - трансформатор, К - контактний, 32 - номінальний вторинний струм, кА, 08 - номінальна вторинна напруга, В, 2 - номер модифікації, ЕП(К) - блок обмоток залито епоксидним компаундом; ТНЧ-69.09, Т - трансформатор, НЧ - низької частоти, 69 - величина максимального зварювального струму, кА, 09 - напруга вторинна номінальна, В; ТКПА-8.08-4, Т - трансформатор, К - контактний, П - підвісний, А - матеріал вторинного витка алюмінію, а далі так, як у першому прикладі; ТТ-63.05-ЕП, ТТ - трансформатор трифазний; КН-80.164, К - трансформатор контактний, Н - низької частоти; ТВТ-40.04, Т - трансформатор, В - з випрямленням струму, Т - трифазний і далі, як у першому прикладі.

Структура позначення трансформаторів нової серії ТК-301, ТК-302, ТК-401, ТК-501 є такою: ТК-301 УХЛ4, Т - трансформатор, К - контактний, 3 - тривалий вторинний струм, кА (на одному витку), 01 - реєстраційний номер, УХЛ4 - вид кліматичного виконання.

Відомо, що технічні характеристики трансформаторів впливають на технологічні можливості зварювального обладнання (діапазон регулювання вторинної напруги та струму, зовнішні вольт-амперні та навантажувальні характеристики, запас «стійкості» для збудження оплавлення для стикового зварювання опаленням і т. ін).

За конструкцією трансформатори контактних машин складаються, як і інші трансформатори, із магнітопроводу (частіше всього броньового типу), первинних та вторинної обмоток (рис. 1). Магнітопроводи броньового типу виготовляють із електротехнічних гарячекатаних чи холоднокатаних сталей зі спеціальними електроізоляційними покриттями.

Рис. 1. Трансформатор броньового типу: 1- магнітопровід; 2 - котушки первинної обмотки; 3 - диск вторинного витка; 4 - колодка вивідна; 5 - трубка водяного охолодження; 6 - колодка ввімкнення мережі живлення; 7 - кабель живлення; 5 - рама; 9 - шпильки, болти; 10- шайба ізоляційна: 11 - клин ізоляційний

Завдяки своїй конструкції трансформатори броньового типу відрізняються від інших зменшеними потоками магнітного розсіяння, зменшеною масою, забезпечують надійне закріплення обмоток на магнітопроводі і т. ін.

Первинні обмотки таких трансформаторів звичайно є дисковими. Виготовляються вони з обмоткової міді марок ПВД, ПСД і ін. або з алюмінію марок АПСД, АПВД і т. ін. Обмотки поділені на секції. Виводи від частин - секцій первинних котушок - можуть підключатися до мережі живлення послідовно, паралельно чи послідовно-паралельно за допомогою спеціальних пристроїв-перемикачів ступенів для регулювання коефіцієнта трансформації (вторинної напруги та вторинного струму).

Перемикачі ступенів за конструкцією бувають штепсельного (ПШ) і барабанного (ПБ) типів, а також пластинчасті або з використанням звичайних пакетних перемикачів.

Вторинні витки виготовляють також у вигляді плоских мідних чи алюмінієвих дисків, що з'єднуються між собою паралельно.

Звичайно в конкретних трансформаторах передбачається один або два вторинних витки.

Влаштування трансформатора типу ТВК-75 наведено на рис. 2. Його магнітопровід складається з двох тороїдальних пакетів (виготовлених з холоднокатаної сталі 3414 завтовшки 0,35 мм і на поверхню якої нанесено ізоляційне покриття). Дискові первинні та вторинні обмотки чергуються і залиті епоксидним компаундом у єдиний моноблок 2. Котушки первинної обмотки виготовляють із обмоткового проводу марки ПСД. Вторинна обмотка має два незалежних витки із товстої мідної шини марки ШММ. Початок та кінець диска кожного витка 3 виведені за габарити трансформатора, де за допомогою мідних плит, перемичок або шин можуть бути з'єднані паралельно (один вторинний виток) або послідовно (два вторинних витки). При цьому кожний виток має можливість бути з'єднаним безпосередньо зі зварювальним вторинним контуром машини. Диски вторинних витків охолоджуються проточною водою в трубках, що паяють по периметру кожного диска.

Рис. 2. Трансформатор типу ТВК-75: 1 — пакет магнітопроводу; 2 - моноблок обмоток; 3 - виводи витків вторинної обмотки; 4 - рама; 5 - шпилька

Охолодження первинних обмоток відбувається теплопередачею дискам вторинних витків.

Вторинна напруга (коефіцієнт трансформації) регулюється вісьмома ступенями пакетним перемикачем.

Блок обмоток та магнітопровід стягуються двома рамами, чотирма болтами та шпильками 5 (див. рис. 2).

Для комплектації багато-точкових машин в останній час почали використовувати трансформатори нової серії типів ТК-301, ТК-302, ТК-401 таТК-501 (рис. 3, табл.). Магнітопроводи таких трансформаторів виготовляють із окремих витих розрізних О-подібних пакетів 1, які влаштовані поряд у одній площині. На цей загальний стрижень установлюють обмотки.

Рис. 3. Трансформатор типу ТК-301:

а - форма та розміри;

б - поперечний розріз;

в - перемикач ступенів (1 - магнітопровід; 2 - епоксидний компаунд; 3 - обмотка первинна; 4 - шар ізоляції; 5 - виток вторинний; 6 - плити контактні; 7 - рама; 8 - шпилька)

Таблиця. Розміри трансформаторів типу ТК

Магнітопроводи трансформаторів ТК-301, ТК-302 і ТК-401 складені відповідно з 4, 6 і 8 таких пакетів, завдяки чому магнітопровід є легким та компактним. Обмотки трансформаторів є дисковими і залиті у загальний моноблок 2 епоксидним компаундом. Котушки первинної обмотки 3 виробляються із мідного голого проводу типу ЛММ. Витки між собою ізольовані склотканиною марки АСК-0,12 у два шари 4.

Регулювання коефіцієнта трансформації в трансформаторах ТК-301, ТК-302 і ТК-401 виконують перемикачем ступенів (рис. 3, в), який має один нульовий та чотири робочих ступеня.

Перемикач може бути розташований з будь-якого боку на поверхні трансформатора або окремо від нього.

У трансформаторі ТК-502 перемикання ступенів відбувається перемикачами безпосередньо на виводах первинної обмотки.

Вторинна обмотка - диски - виконуються із сплющених мідних труб 5, що охолоджуються проточною водою. Між котушками та дисками розміщують ізоляційні склотекстолітові шайби.

Моноблок обмоток розташовують на середньому стрижні і все це стягнуто двома рамами 7, шпильками та болтами 8.

Трансформатори цієї серії можна використовувати не тільки в багато-електродних (багатоточкових) машинах, але й в будь-яких інших машинах контактного зварювання, технічні характеристики яких відповідають параметрам того чи іншого типорозміру трансформатора.

У машинах стикового зварювання труб використовують трансформатори кільцевого типу з рознімними або нерознімними магнітопроводами.