Устройство, работа и характеристики

Сварочного трансформатора ТД-500

Сварочный трансформатор ТД-500 служит для питания одного сварочного поста при ручной дуговой сварке. Принципиальная электрическая схема сварочного трансформатора ТД-500 представлена на рис. 5.

 

 

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема ТД-500

Сварочный трансформатор - однофазный. Обмотки трансформатора имеют по две катушки. Катушки вторичной обмотки подвижные. ТД-500 имеет два диапазона: больших токов и малых токов. Попарное параллельное соединение катушек обмоток (рис. 5) дает диапазон больших токов. Диапазоны тока устанавливаются переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на крышку. При этом контакты 1-3, 2-4 размыкаются и замыкаются контакты 1-0, 2-0 (диапазон малых токов).

При последовательном соединении катушек в обмотках (сравнить с параллельным) ступенчато возрастает сопротивление обмоток, сварочный ток ступенчато уменьшается. При^: последовательном соединении небольшая часть витков первичной обмотки отключается, и напряжение холостого хода повышается. Это благоприятно отражается на зажигании и горении дуги при сварке на малых токах.

Плавное регулирование силы сварочного тока в каждом диапазоне осуществляется с помощью рукоятки, находящейся сверху трансформатора. Вращением рукоятки перемещаются вторичные катушки, и тем самым плавно изменяется расстояние между обмотками и I _св. При сближении обмоток I _св увеличивается.

Для ручной дуговой сварки от источника питания требуется падающая внешняя характеристика. На рис. 6 показана падающая внешняя характеристика источника тока (1) и статическая дуги (2).

I, А

I кз

I св

А

В

3

4

ВАХ

U, В

U з

U д

1

2

 

 

                                                               А – точка зажигания дуги;

                                                                                В – точка устойчивого горения дуги;

                                                                                U _хх – напряжение холостого хода;

                                                                                U _з – напряжение зажигания дуги;

                                                                                U _д – напряжение дуги в процессе сварки;

                                                                                I _св – сварочный ток;

                                                                                I _кз –ток короткого замыкания

 

Рис. 6. Внешняя характеристика источника питания (1) и ВАХ дуги (2)

 

Падающая внешняя характеристика источника питания при ручной дуговой сварке необходима для устойчивого горения дуги, так как при этом на пересечении ВАХ источника и дуги имеется точка В, в которой происходят саморегулирование процесса изменения U _д и I _св. Например, при увеличении I _св. в дуге (точка 3) напряжение источника питания (кривая 1) оказывается меньше U _д, что приводит к уменьшению I _св. При уменьшении I _св (точка 4) напряжение источника питания становится больше U _д, что автоматически приводит к увеличению тока (возврату в точку В).

Для ручной дуговой сварки более желательны источники питания с крутопадающей внешней характеристикой, так как в этом случае при одной и той же величине колебания напряжения на дуге (длины дуги) обеспечивается меньшее изменение сварочного тока.

200

400

600

800

I св, А

20

40

60

80

U, В

1

2

3

4

Внешняя характеристика сварочного трансформатора ТД-500 показана на рис.7.

 

 

______ диапазон больших токов,

_ _ _ _ диапазон малых токов

1 и 3 при раздвинутых обмотках;

2 и 4 при сдвинутых обмотках

 

 

Рис. 7. Внешняя характеристика трансформатора ТД-500

Основные технические данные ТД-500

 

1	Номинальный сварочный ток	500	А
2	Пределы регулирования I св
	а) в диапазоне малых токов	85 – 240	А
	б) в диапазоне больших токов	240 – 650	А
3	Напряжение холостого хода
	а) в диапазоне больших токов	60	В
	б) в диапазоне малых токов	76	В
4	Продолжительность цикла сварки (продолжительность горения дуги плюс пауза)	5	мин
5	Отношение продолжительности рабочего периода (горения дуги) к продолжительности цикла (ПР)	60	%

ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, МАТЕРИАЛЫ

Сварочный трансформатор ТД-500 с электроизмерительными приборами, балластный реостат.

ОХРАНА. ТРУДА

Перед началом работы лаборанту необходимо проверить:

1. Наличие в лаборатории противопожарного инструмента: (ящик с песком, ведро, огнетушитель, совок и др.).

2. Заземление корпуса источника питания и балластного реостата.

3. Схему электрической цепи и плотность присоединения наконечников и клемм источника питания и балластного реостата.

4. Исправность источника питания и реостата. Категорически запрещается применять провода с поврежденной изоляцией. Студенты не должны открывать панели и крышки источника питания

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Внешняя характеристика трансформатора ТД-500 снимается по показаниям вольтметра и амперметра, включенных во вторичную цепь сварочного трансформатора (рис.8, а). Эта схема неудобна в работе, так как непрерывно колеблются напряжение и ток дуги, связанные с колебаниями длины дуги. Гораздо удобнее для работы схема, изображенная на рис. 8, б, где электрическая дуга заменена сопротивлением балластного реостата. Изменяя сопротивление балластного реостата, изменяем силу тока нагрузки, а следовательно, и напряжение на вторичной обмотке. Замеряя для разных сопротивлений U и I, получаем зависимость U от I.  

 

В работе необходимо снять четыре внешних характеристики:

1, 2 В диапазоне малых и больших токов при максимально сдвинутых обмотках h =30 мм.

3, 4 В диапазоне малых и больших токов при максимально раздвинутых обмотках h = 230 мм.

Для выполнения работы

Начертить в тетрадь табл. 1.

Поставить ручку переключения диапазонов в положение "М".

Сблизить обмотки трансформатора до предела с помощью ручки плавного регулирования силы сварочного тока (h =30 мм),

Включить схему в работу кнопкой ТД при всех выключенных рубильниках балластного реостата и записать по показаниям вольтметра значения напряжения холостого хода U _хх.

Замыкая рубильники балластных реостатов, записать значения тока I и напряжения U по показаниям амперметра и вольтметра. Последний опыт соответствует всем включенным рубильникам балластных реостатов.

Раздвинуть обмотки сварочного трансформатора на расстояние 230 мм повторить п.п. 5.4, 5.5.

Переключить обмотки трансформатора с последовательного на параллельное включение передвижением ручки переключения диапазонов тока из положения "М" в положение "Б" и повторить п.п. 5.3 – 5.6.

А

А

V

V

РБ

На основании полученных замеров построить четыре ВАХ трансформатора ТД-500.

 

 

а)                                                        б)

 

Рис. 8. Схема снятия внешней характеристики источника питания

 

Таблица 1

 

Диапазон МТ	h =30 мм	I, А
		U, В
	h = 230 мм	I, А
		U, В
Диапазон БТ	h =30 мм	I, А
		U, В
	h = 230 мм	I, А
		U, В

СОДЕРЖАНИЕ ПИСЬМЕННОГО ОТЧЕТА

1. Основные требования, предъявляемые к источникам питания.

2. Принципиальная электрическая схема ТД-500.

3. Внешняя характеристика источника питания и ВАХ дуги (схема).

4. Внешняя характеристика трансформатора ТД-500.

5. Таблица полученных результатов.

6. График зависимости напряжения от величины тока (по таблице 1).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Основные требования, предъявляемые к источникам питания.

2. Принципиальные электрические схемы сварочных трансформаторов.

3. Основные узлы сварочного выпрямителя-, эл. схемы.

4. Принципиальная электрическая схема ТД-500.

5. Получение падающих внешних характеристик в трансформаторах и регулирование I _св в ТД-500,

6.  Внешняя характеристика источника питания и ВАХ дуги.

7. Внешние характеристики трансформатора ТД-500 и как они получаются.

8. За счет чего обеспечивается устойчивое горение дуги?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Браткова, О.Н. Источники питания сварочной дуги. - М.: Высшая школа, 1982. - 182 с.

2. Оборудование для дуговой сварки: справочное пособие./ под ред. В.В.Смирнова. - Л.: Энергоатомиздат, 1966. – 656 с.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗВОАНИЯ И НАУКИ РФ

 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им Р.Е. Алексеева»

 

 

Кафедра: «Технологические машиностроительные комплексы»