7.3. Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы применяют для контактной н дуговой электросварки. Короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора является нормальным режимом работы при контактной сварке (при соприкосновении электродов) и часто возникает при дуговой. Для ограничения токов к. з. сварочные трансформаторы строят с большим индуктивным сопротивлением и сравнительно» низким коэффициентом мощности. Увеличение индуктивного сопротивления обмоток сварочного трансформатора может быть достигнуто либо применением специальной конструкции обмоток, либо включением дополнительной индуктивности в цепь вторичной (или первичной) обмотки. Увеличение индуктивных сопротивлений обмоток в самом трансформаторе достигается увеличением потоков рассеяния, для чего обмотки трансформатора размещают на разных стержнях магнитопровода или в различных местах по высоте стержня. Включение магнитны» шунтов в магнитопровод (рис. 7.6, а) также резко увеличивает потоки рассеяния и индуктивное сопротивление обмоток трансформатора.





Рис. 7.6. Схемы устройства сварочных трансформаторов

Трансформаторы для контактной сварки делают с вторичной обмоткой, состоящей из одного витка, напряжение на которой обычно не превышает 14В. Для регулирования тока протекающего через свариваемую деталь, первичная обмотка сварочного трансформатора имеет несколько выводов, переключение которых позволяет изменять число витков обмотки.

В настоящее время наиболее широкое распространение имеют сварочные трансформаторы, предназначенные для дуговой электросварки. Такие трансформаторы строят на вторичное напряжение 60 70В (напряжение зажигания дуги). Особенностью работы этих трансформаторов является прерывистый режим работы с резкими переходами от холостого хода к короткому замыканию и обратно. Для устойчивого и непрерывного горения дуги необходимы незначительные изменения тока и значительная индуктивность в сварочные цепи. Для регулирования тока в сварочной цепи последовательно с вторичной обмоткой трансформатора включают индуктивную катушку со стальным магнитопроводом (рис. 7.6, б). Величина сварочного тока зависит от диаметра электрода и регулируется реактивным сопротивлением индуктивной катушки, которое зависит от величины воздушного зазора

---

8. Увеличение воздушного зазора в магнитопроводе индуктивной катушки вызывает уменьшение ее реактивного сопротивления, вследствие чего ток в сварочной цепи повышается. Иногда индуктивные катушки совмещают в одно целое со сварочным трансформатором.
7.4. Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы применяют в установках переменного тока, для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение — на большие токи. Измерительные трансформаторы делят на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов. Трансформаторы тока преобразуют измеряемый боль­шой ток в малый, а трансформаторы напряжения — измеряемое высокое напряжение в низкое.

Трансформаторы тока. Первичную обмотку трансформатора тока, имеющую малое число витков, включают последовательно в линию, в которой измеряют или контролируют ток (рис. 7.7, а).





Рис. 7.7. Схема включения (а) и векторная диаграмма намагничивающих сил (б) трансформаторов тока

Начало и конец этой обмотки обозначают буквами Л1 и Л2 (линия) соответственно, начало и конец вторичной обмотки — буквами И1 и И2 (измерение). В цепь вторичной обмотки трансформатора тока включают прибор с малым сопротивлением. Им может быть амперметр, токовая катушка ваттметра, счетчика, какого-либо иного измерительного прибора или реле. Приборы во вторичную цепь включают так, чтобы положительное направление тока в приборе по направлению совпадало с положительным направлением тока в контролируемой цепи. Это очень важно для включения ваттметров и счетчиков при измерении мощности и энергии.

Первичные номинальные токи трансформаторов тока стандартизированы в пределах 5

---

15000 А, для вторичных номинальных токов — 5 А, а в специальных случаях — 1 А. В цепь вторичной обмотки трансформатора тока можно включить несколько приборов, которые следует соединить последовательно, чтобы через них проходил один и тот же ток. Однако включение в цепь вторичной обмотки большого числа измерительных приборов нежелательно, так как это ведет к увеличению сопротивления нагрузки трансформатора и снижает точность измерения. Сопротивление нагрузки, включаемой в цепь вторичной обмотки трансформатора тока при номинальном токе 5 А, должно быть не более 0,2 2 Ом.

Условия работы трансформатора тока близки к короткому замыканию вторичной обмотки силового трансформатора. Так как сопротивление нагрузки очень мало, то и напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока также мало. Следовательно, мала как э. д. с. вторичной обмотки, так и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора, необходимый для индуктирования этой э. д. с. Поэтому намагничивающий ток будет относительно мал и н. с. первичной и вторичной обмоток практически взаимно уравновешены, т. е. I₁????_l=I₂????₂. Зная коэффициент трансформации трансформатора тока, т. е. отношение чисел витков вторичной и первичной обмоток (k_i = ????₂/ ????₁) по показанию амперметра во вторичной цепи, легко определить ток в первичной контролируемой цепи.

При увеличении сопротивления внешней нагрузки повышаются напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока, э. д. с. во вторичной обмотке и магнитный поток в магнитопроводе. Для создания большого магнитного потока требуется больший намагничивающий ток, что приводит к большим погрешностям при измерении, так как нарушается равновесие и. с. первичной и вторичной обмоток (I₁????_l I₂????₂.).

Соответствующую неточность в передаче значения измеряемого тока называют токовой погрешностью:



допустимое значение которой для трансформаторов тока классов точности 0,2;, 0,5; 1; 3; 10 соответственно будет 0,2; 0,5; 1; 3; 10% при номинальном первичном токе.

Кроме того, возникает неточность в показаниях ваттметров и счетчиков из-за угловой погрешности

---

которая определяется углом между векторами и. с. I₁????_l и I₂????₂ в минутах (рис.7.7, б). Если вектор I₂????₂ опережает вектор I₁????_l, то угловая погрешность считается положительной. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5; и 1 угловая погрешность при номинальном токе не должна превышать соответственно 10, 40 и 80 мин, для трансформаторов тока классов точности 3 и 10 угловая погрешность не нормирована. С увеличением намагничивающего тока личивается как токовая, ток и угловая погрешности.

У точных трансформаторов тока н.с. первичной обмотки при номинальном токе должна быть не менее 500 А. Число витков первичной обмотки выбирают в зависимости от номинального первичного тока и требуемой точности. Трансформаторы тока могут быть одновитковыми (первичная обмотка имеет один виток), шинными (первичной обмоткой служит шина распределительного устройства) и многовитковыми (первичная обмотка имеет два и более витков).

Трансформаторы тока изготовляют сухими с изоляцией из бакелизированной бумаги, с керамической изоляцией, а также с эпоксидной изоляцией. При весьма высоких напряжениях применяют масляные трансформаторы тока.

Разновидностью шинных трансформаторов тока являются измерительные клещи, которые служат для ориентировочных измерений токов от 20 до 1000 А при рабочем напряжении до 10 кВ. Магнитопровод клещей, изготовленный из листовой стали, состоит из двух половин, оттягиваемых сильной пружиной. Клещи раскрывают для введения провода, в котором нужно измерить ток. Этот провод является первичной обмоткой трансформатора тока. Вторичная обмотка расположена на магнитопроводе и замкнута на амперметр, установленный на клещах. Рукоятки отделены от высокого напряжения фарфоровыми изоляторами и для безопасности обслуживания заземлены. В случае пробоя изоляции между обмотками трансформатора тока вторичная обмотка окажется под высоким напряже­нием; в случае пробоя обмотки высокого напряжения на корпус под высоким напряжением окажется магнитопровод. Для безопасности обслуживания трансформаторов тока их вторичные обмотки и магнитопроводы заземляют.

Особенностью трансформаторов тока является то, что при их работе нельзя размыкать вторичную цепь, когда ток в ней становится равным нулю, а в первичной остается неизменным. Намагничивающая сила первичной обмотки трансформатора тока, не встречая противоположно направленной н. с. вторичной

---

обмотки, создает в магнитопроводе очень большой магнитный поток, индуктирующий во вторичной обмотке очень большую э. д. с. (до нескольких киловольт). Такая э. д. с. опасна для жизни человека и может вызвать пробой изоляции вторичной обмотки. Кроме того, большой магнитный поток в магнитопроводе значительно увеличивает потери в стали, что вызывает нагрев магнитопровода, опасный для целости изоляции.

Трансформаторы напряжения. По устройству они подобны силовым трансформаторам небольшой мощности. Первичную обмотку трансформатора напряжения с большим числом витков включают в сеть, напряжение в которой измеряют или контролируют (рис. 7.8, а).



Рис 7.8. Схема включения (а) и векторная диаграмма напряжений (б) трансформатора напряжения

Начало и конец первичной обмотки обозначаются буквами А и X. Вторичная обмотка с меньшим числом витков замыкается на прибор с большим сопротивлением. Таким прибором может быть вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика или какого-либо иного измерительного прибора или реле. Их сопротивления сравнительно велики (тысячи Ом), поэтому ток в цепи вторичной обмотки трансформаторов напряжения весьма мал и режим работы его близок к режиму холостого хода силового трансформатора. Начало и конец вторичной обмотки обозначается буквами а и х. По отношению к измерительному прибору вторичное напряжение должно совпадать по фазе с первичным, что достигается соответствующим соединением вторичной обмотки с прибором. Это необходимо при измерениях мощности и энергии.

Так как при малых токах в обмотках трансформатора падения напряжения в сопротивлениях этих обмоток также малы, напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток практически равны э. д. с., а отношение этих напряжений равно коэффициенту трансформации



Зная коэффициент трансформации по показаниям приборов низкого напряжения вторичной цепи, легко определить измеряемое высокое напряжение: U₁ = U₂k_u = U₂

---

Смотрите также файлы

• Консультация для родителей Движение это жизнь.docx

• 2 Верно Баллов 1,00 из 1,00 Отметить вопрос Текст вопроса Поставьте предложенные существительные во множественном числе. Обратите внимание, среди них есть словаисключения.docx

• .docx

• Протокол 2022 г. 2022 г. Приказ от 2022 г.doc

• Протокол 2021 г. 2021 г. Приказ от 2021 г. Рабочая программа на 20212022 учебный год по однкнр.doc