Proiectarea și Studiul Economic al Produsului Transformator de Sudare Electrica cu Bobina de Reactanta Separata

Capitol I

CONSTRUCŢIA ŞI PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE

AL TRANSFORMATORULUI ELECTRIC.

PARTICULARITĂŢI ALE TRANSFORMATORULUI DE SUDARE.

1.1. NOŢIUNI GENERALE

Transformatorul este aparatul static care transformă pe cale electromagnetică, o tensiune alternativă primară cu anumiţi parametri in altă tensiune alternativă cu parametri diferiţi, frecvenţa rămânând aceeaşi. Parametrii pe care îi modifică transformatoarele sunt în general valoarea tensiunii şi intensitatea curentului.

Forma cea mai simplă de sursă de alimentare cu curent alternativ a arcului electric este transformatorul de sudare. El este o formă specială a transformatorului de putere în general monofazat a cărui tensiune secundară se calculează în aşa fel încât să poată asigura aprinderea şi arderea stabilă a arcului electric.

Caracteristicile externe ale transformatorului sunt în majoritatea cazurilor coborâtoare şi pot varia în limitele necesare regimului de lucru. Pentru asigurarea arderii neîntrerupte a arcului este necesară prezenţa în circuitul de sudare a unei inductanţe corespunzătoare. Acest lucru se rezolvă în diferite moduri prin introducerea în circuitul secundar al transformatorului a unei bobine de reactanţă separată prin mărirea fluxului de dispersie de scăpări a transformatorului mărind inducţia lui proprie, sau prin diferite construcţii speciale care combină în acelaşi corp bobina de reactanţă cu transformatorul propriu-zis.

În cazul transformatoarelor normale de putere, inducţia lor este mică, iar caracteristica externă Ue=f(I2) este aproape rigidă. Curentul de scurtcircuit întrece de multe ori valoarea curentului nominal.

De aceea, aceste transformatoare deşi au caracteristică exterioară care în principiu ar corespunde sudării cu arc electric, nu îndeplinesc însă condiţia stabilită anterior pentru valoarea curentului de scurtcircuit, care nu trebuie să depăşească mai mult de două ori curentul nominal şi de aceea nu pot fi folosite în această formă pentru sudare.

Conform condiţiei amintite transformatorul corespunde pentru sudarea cu arc electric dacă este îndeplinită condiţia:

adică dacă UK tensiunea de scurt circuit este mare (de ordinul 80%). Valoarea mare a tensiunii de scurtcircuit se obţine prin mărimea impedanţei de scurtcircuit: , adică prin creşterea reactanţei de scurtcircuit XK. Este normal să fie mărită reactanţa de scurtcircuit XK şi nu RK întrucât creşterea rezistenţa de scurtcircuit reduce randamentul transformatorului.

Pe de altă parte, arcul arde cu atât mai stabil cu cât factorul de putere al circuitului arcului este mai redus.

1.2. FORME CONSTRUCTIVE ALE MIEZULUI MAGNETIC

Obişnuit transformatorul se compune dintr-un miez magnetic care serveşte pentru trecerea fluxului magnetic, şi din două sau mai multe înfăşurări.

Miezul transformatorului formează circuitul magnetic al transformatorului şi se confecţionează din tablă silicioasă (tole de transformator) de grosime 0,35 sau 0,5mm. Tolele între ele se izolează prin hârtie de mătase specială, subţire de aproximativ 0,04 mm grosime, sau prin lac izolant (o peliculă foarte subţire) ce rezistă la o temperatură de până la 150oC (la această temperatură se fixează conform standardelor sau normelor speciale. Izolarea se face in vederea reducerilor pierderilor prin curenţi turbionari.

Miezurile magnetice se compun din coloana C şi jugurile J. Pe coloanele care pot să fie în număr de două sau mai multe se aşează înfăşurările transformatorului, iar jugurile în număr de două fixează (leagă) între ele coloanele, (partea superioară şi inferioară). Jugurile asigură închiderea liniilor fluxului magnetic. Miezurile pentru transformatoare sunt de două tipuri, miez în coloană (fig.1.1.) şi miez în manta (fig.1.2.)

La transformatoarele cu miez în coloană, jugurile nu cuprind părţile laterale ale înfăşurărilor.

La transformatoarele cu miez în manta, jugurile cuprind şi părţile laterale ale bobinelor.

Jugurile şi coloanele se asamblează şi se fixează astfel între ele încât miezul în întregime să reprezinte o construcţie rigidă. Practica arată că presiunea de comprimare a tolelor miezului trebuie să fie 3-4 kg F/cm2, iar în acest caz este eliminată şi vibraţia tolelor.

În cazul transformatoarelor de sudare, în general miezul are secţiuni dreptunghiulare, uneori în cruce şi foarte rar în mai multe trepte.

Secţiunea jugului se alege astfel încât inducţia magnetică să fie egală sau mai mică cu 5-15% faţă de inducţia din coloană.

1.3. INFĂŞURĂRILE TRANSFORMATORULUI

Înfăşurările transformatorului se executa sub două forme şi anume: înfăşurări concentrice, adică acele înfăşurări ce au forma unor tuburi concentrice (fig.1.3,a), şi înfăşurări alternante sau ''în galeţi" (fig.1.3.b) la care galeţii din înfăşurare de înaltă tensiune (Î.T.) şi de joasă tensiune (J.T.) alternează între ei pe lungimea coloanei.

În cazul înfăşurării concentrice, de obicei înfăşurarea Î.T. se aşează mai aproape de coloană.