Внешние характеристики трансформатора
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОПОСТОВОГО СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
ТИПА ТДМ-503
Цель работы: изучить конструкцию и принцип работы трансформатора, освоить методику испытания и порядок снятия характеристик.
Основные сведения об устройстве и принципе работы трансформатора ТДМ-503
Сварочный трансформатор ТДМ-503 предназначен для питания одного поста при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов током частотой 50 Гц.
Трансформатор стержневого типа состоит из магнитопровода, первичной и вторичной обмоток, переключателя диапазонов токов, токоуказательного механизма. Обмотки ТДМ-503 имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Катушки первичной обмотки из изолированного провода неподвижные, закреплены у нижнего ярма, катушки вторичной обмотки - подвижные, намотаны на «ребро» из алюминиевой изолированной шины. Через верхнее ярмо трансформатора пропущен ходовой винт, при вращении которого перемещаются вторичные катушки, и тем самым изменяется расстояние между обмотками.
Диапазоны сварочного тока изменяются при помощи переключателя барабанного типа, рукоятка которого находится на крышке кожуха. Ориентировочный отсчет тока производится по шкале токоуказательного механизма через смотровое окно на крышке кожуха.
Трансформатор снабжен емкостным фильтром для снижения помех радиоприему, состоящим из двух конденсаторов С1 и С2 (рис. 1.1).
|
|
|
|
|
  |
Рис. 1. Электрическая схема (а) и расположение обмоток на магнитопроводе (б)
трансформатора ТД
Падающая внешняя характеристика обеспечивается конструкцией трансформатора с повышенной индуктивностью рассеяния за счет разнесения первичной и вторичной обмоток на стержнях магнитопровода.
Потоки рассеяния в трансформаторах с подвижными катушками создаются н. с. первичной и всей вторичной обмоток, причем эти потоки замыкаются в основном в пространстве между катушками. В некоторых конструкциях для усиления рассеяния между обмотками помещают неподвижные магнитные шунты.
Способы регулирования режима и их свойства определяются из основных соотношений в трансформаторе:
U д » Ö U 2 хх – I 2 д X 2т ;
 |
|
|
Хт w 1 w w 2 s
где, k м – коэффициент магнитной связи
s = 1- k 2 м – коэффициент рассеяния
R m 0 – эквивалентное магнитное сопротивление потокам рассеяния
w =2 p f – угловая частота
Эти уравнения позволяют достаточно полно проанализировать основные свойства способов регулирования режима в трансформаторах с подвижными обмотками. При раздвижении обмоток, т. е. при увеличении расстояния l 0, потоки рассеяния возрастают, так как магнитное сопротивление на пути этих потоков уменьшается. По мере раздвижения обмоток коэффициент рассеяния будет расти, а магнитная связь между обмотками будет уменьшаться. Следовательно, согласно уравнениям индуктивное сопротивление трансформатора Хтпри увеличении расстояния между обмотками увеличивается, а ток или напряжение дуги соответственно уменьшается. Как показали расчеты и опытные данные, индуктивное сопротивление Хтв зависимости от изменения расстояния l 0 между обмотками изменяется по линейному закону (рис.2). Следовательно, ток короткого замыкания и сварочный ток будут изменяться обратно пропорционально расстоянию между обмотками. Регулировочные кривые I д = f 1 ( l 0 ) и I к = f 2 ( l 0 ) для трансформаторов с подвижной обмоткой приведены на рис.3
|
|
|
 |
|
Рис.2. Зависимость индуктивного сопротивления Хт от расстояния между обмотками l 0
Рис. 3. Регулировочные кривые трансформатора с подвижной обмоткой:
|
|
|
1 - I д = f 1 ( l 0 ) U хх = 70 В, U д = 35 В; 2 - I к = f 2 ( l 0 ), U хх = 70 В, U д = 0 В
Для получения требуемой кратности или диапазона регулирования приходится раздвигать обмотки на сравнительно большие расстояния, что увеличивает длину стержней сердечника и повышает расход электротехнической стали. Так, по расчетам, вес электротехнической стали в трансформаторе с диапазоном регулирования 200— 700 а составляет 62,5% от веса стали в трансформаторе одинаковой мощности, но с диапазоном регулирования 100—700 а.
В некоторых конструкциях трансформаторов этого типа для расширения пределов регулирования при одновременном ограничении раздвижения обмоток прибегают к ступенчатому секционированию вторичной и (или) первичной обмоток. На ступени, рассчитанной на меньшие токи, число витков вторичной обмотки больше, что одновременно с уменьшением тока дает некоторое повышение напряжения холостого хода.
|
|
|
|
w 1
Однако в наиболее типовых конструкциях напряжения холостого хода, соответствующие крайним положениям подвижной обмотки, отличаются всего на 3—5%.
Сближение обмоток уменьшает индуктивность рассеяния, что приводит к увеличению сварочного тока. Увеличение расстояния между обмотками увеличивает индуктивность рассеяния, обеспечивая уменьшение сварочного тока.
Ступенчатая регулировка тока производится путем одновременного переключения катушек первичной и вторичной обмоток. Параллельное включение обмоток соответствует диапазону больших токов, последовательное - диапазону малых токов (рис. 4).
 |
а) б)
Рис. 4. Схема переключения катушек первичной (I) и вторичной (II) обмоток при
ступенчатом регулировании сварочного тока: а - ступень больших токов;
б – ступень малых токов
Напряжение холостого хода трансформатора зависит от расстояния между катушками: большее - при сдвинутых обмотках, меньшее - при раздвинутых.
Трансформатор может работать в трех режимах: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание.
Оборудование и приборы
1. Сварочный трансформатор ТДМ-503.
2. Балластные реостаты РБ-301.
3. Амперметры, вольтметры, ваттметр, соединительные кабели.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации трансформатора
ТДМ-503.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с конструкцией и электрической схемой трансформатора ТДМ-503.
2. Составить схему испытания сварочного трансформатора по рис. 5.
Рис. 5. Принципиальная электрическая схема испытания трансформатора
3. Снять внешние характеристики трансформатора (холостой ход, нагрузка, короткое замыкание).
Характеристики снять при различных условиях короткого замыкания и при напряжении на первичной обмотке U1 = сonst (220 В)
Для снятия характеристик в режиме холостого хода контакторы К1 и К2 разомкнуть; в режиме работы под нагрузкой контактор К1 замкнуть, К2 - разомкнуть; в режиме короткого замыкания контакторы К1 и К2 замкнуть.
При снятии характеристик в режиме работы под нагрузкой сопротивление последней изменять путем последовательного включения рубильников балластных реостатов РБ-301. Рубильники следует включать одновременно на обоих балластных реостатах, например, первые рубильники реостатов, вторые и т.д. После включения каждой серии рубильников выполнять отсчеты напряжения вторичной обмотки трансформатора и тока нагрузки.
4. Снять регулировочную характеристику трансформатора I д = f 1 ( l 0 ) при постоянном вторичном напряжении U2 = сonst.
Так как индуктивное сопротивление трансформатора Хт изменяется пропорционально расстоянию между катушками l 0 первичной и вторичной обмоток, то его можно определить как
|
|
I 2
5. Полученные данные измерений и расчетов представить в таблицы 1 и 2.
6. По данным таблиц 1 и 2 построить внешние и регулировочные характеристики трансформатора: U 2 = f ( I 2 ), Хт = f ( l 0 ), I д = f 1 ( l 0 ).
7. Проанализировать результаты и сделать выводы:
- какая внешняя вольт-амперную характеристика сварочного трансформатора;
- какая зависимость между индуктивным сопротивлением трансформатора и расстоянием между первичной и вторичной обмотками;
- как изменяется сварочный ток в зависимости от изменения расстояния между первичной и вторичной обмотками.
Таблица 1
Внешние характеристики трансформатора
| № п/п | Нагрузка | Напряжение дуги U2, В | Ток дуги I2, А | ||||||
| lмак Icт (а) | lмин Icт (а) | lмак IIcт (б) | lмин IIcт (б) | lмак Icт (а) | lмин Icт (а) | lмак IIcт (б) | lмин IIcт (б) | ||
| 1 | Холостой ход |
| |||||||
| 2 | 1-е рубильники |
| |||||||
| 3 | 2-е рубильники |
| |||||||
| 4 | 3-е рубильники |
| |||||||
| 5 | 4-е рубильники |
| |||||||
| 6 | 5-е рубильники |
| |||||||
| 7 | Короткое замыкание | ||||||||
Таблица 2
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!