2tom021

1 URZĄDZENIA SPAWALNICZE 44

Transformatory spawalnicze o opadających charakterystykach zewnętrznych są stosowane do spawania elektrodami otulonymi. Konstrukcja tych transformatorów umożliwia otrzymanie rodziny charakterystyk zewnętrznych, decydujących o wartości prądu spawania. Charakterystyki opadające są uzyskiwane w wyniku wprowadzenia do obwodu prądu spawania reaktancji o zmienianej wartości. Jest to przeważnie reaktancja rozproszenia. Niekiedy, szczególnie w transformatorach przenośnych malej mocy, do nastawiania wartości prądu jest stosowana zmiana zaczepów uzwojenia pierwotnego. Pojawiają się także konstrukcje transformatorów dużej mocy z tyrystorami połączonymi w układzie odwrotnie równoległym w celu sterowania prądem spawania. Są one stosowane do spawania zmechanizowanego oraz w osłonie argonu elektrodą nietopliwą.

1 URZĄDZENIA SPAWALNICZE 44

a)

Rys. 2.4. Przykłady typowych konstrukcji transformatorów z bocznikiem magnetycznym: a) z bocznikiem typu /; b) /. bocznikiem typu C*

/ bocznik magnetyczny, <!\ strumień rozproszenia, strzałki określaj;} kierunki przesuwu bocznika

magnetycznego

Zaczerpnięto z [2.28]

W produkowanych obecnie. transformatorach spawalniczych, stromo opadające charakterystyki zewnętrzne są uzyskiwane przez odpowiednie rozmieszczenie uzwojeń na kolumnach rdzenia oraz zastosowanie ruchomego boczniku strumienia magnetycznego. Nastawianie prądu spawania odbywa się przez zmianę położenia tego bocznika względem rdzenia i uzwojeń transformatora. Sposoby rozmieszczenia uzwojeń i bocznika strumienia magnetycznego są pokazane na rys. 2.4. Rdzenie transformatorów mogą być składane z kształtek typu / ciętych z taśmy blachy transformatorowej zimnowalcowanej lub

Rys. 2.5. Przykład rozwiązania konstrukcyjnego transformatora spawalniczego o rdzeniu zwijanym / uzwojenie pierwotne. 2 uzwojenie wtórne. 3 bocznik strumienia magnetycznego, 4 wkładki rdzenia,

5 — rdzeń zwijany przecięty. 6 — sposób ułożenia blach transformatorowych różnych części magnetowodu Zaczerpnięto z [2.16]

_z blachy prądnicowej. Mogą być też zwijane z taśmy blachy transformatorowej zimnowalcowanej, a następnie przecinane. Taka konstrukcja rdzenia przy stosowaniu bocznika magnetycznego jest możliwa po wprowadzeniu wstawek magnetycznych, na wysokości bocznika magnetycznego, ułożonych z blaszek obróconych o 90° w stosunku do położenia blach rdzenia (rys. 2.5).

Transformatory ze sterowaniem tyrystorowym stanowią najnowsze rozwiązanie konstrukcyjne transformatorów spawalniczych, w których prąd spawania jest załączany

Rys. 2.6. Schemat transformatora /. tyrystorowym układem sterowania

US układ sterowania tyrystorów, Tr transformator spawalniczy,Ty tyrystor,/?- rezystor,E elektroda spawalnicza

i sterowany przez parę połączonych odwrotnie równolegle tyrystorów (rys. 2.6). Istnieją dwa sposoby rozwiązania układów sterowania prądem spawania przy użyciu transformatorów:

z opadającą charakterystyką zewnętrzną wynikającą ze stałego rozproszenia strumienia magnetycznego;

— z normalnym sprzężeniem uzwojeń, czyli sztywną charakterystyką zewnętrzną. Opadającą charakterystykę zewnętrzną układu uzyskuje się przez zastosowanie ujemnego prądowego sprzężenia zwrotnego.

Rezystor połączony równolegle z tyrystorami zapewnia przepływ bez przerw prądu w przestrzeni międzyelektrodowej niezależnie od wartości kąta blokowania tyrystorów.

Zaletami tych układów są: prostota wykonania, możliwość kształtowania charakterystyk. eliminacja składowej stałej prądu powstającej przy spawaniu elektrodą wolframową w osłonie argonu (przez asymetrię wysterowania tyrystorów) oraz możliwość zdalnego sterowania wartością prądu spawania. Podstawową wadą jest natomiast pogorszenie właściwości spawalniczych w wyniku fazowego sterowania prądem spawania.

Prostowniki spawalnicze o opadających charakterystykach zewnętrznych są przekształtnikami prądu przemiennego na prąd stały o odpowiednio ukształtowanej charakterystyce zewnętrznej i o wymaganym zakresie nastawiania prądu spawania. Prostownik spawalniczy składa się z transformatora zasilającego, urządzenia nastawczego lub regulacyjnego oraz zespołu prostowniczego. Najczęściej są stosowane transformatory trójfazowe. Jako elementy prostujące wykorzystuje się diody krzemowe lub tyrystory łączone zazwyczaj w układzie mostka trójfazowego.

Do kształtowania charakterystyk zewnętrznych oraz nastawiania lub regulacji prądu spawania są stosowane w prostownikach spawalniczych cztery następujące rozwiązania konstrukcyjne:

transformator zasilający z bocznikiem strumienia magnetycznego;

transformator zasilający z bocznikiem podmagnesowanym lub z oddzielnym trans-

duktorem;

~~ transformator z zaczepami uzwojeń i przełącznikiem zaczepów;

tyrystory zastosowane w układzie prostownika lub układzie zasilania po stronie pierwotnej transformatora.

Podstawowymi, produkowanymi obecnie, zasilaczami prądu stałego do luku spawal-Mczego są prostowniki tyrystorowe.