Однофазные специализированные трансформаторы являются источниками питания мощных трехфазных низкочастотных ма­шин, предназначенных в основном для точечной, рельефной и шовной сварки деталей из алюминиевых, магниевых сплавов и нержавеющих сталей относительно короткими униполярными импульсами сварочного тока большой амплитуды. В современ­ных низкочастотных машинах преобразование (выпрямление) трехфазного переменного тока низкой частоты производится со стороны первичной обмотки трансформатора с помощью двух одинаковых трехфазных мостовых выпрямителей, которые на входе подключаются параллельно к сети, а на выходе соеди­нены встречно-параллельно, как показано на рис. 7.16.

Рнс. 7.16. Схема питания сварочного трансформатора в низкочастотной ма­шине с трехфазным мостовым выпрямителем

Рис. 7.17. Импульсы сварочного тока низко-
частотных машин

Силовые выпрямители подают на первичную обмотку трансформатора кратковременные импульсы выпрям­ленного напряжения различной поляр­ности путем поочередного включения, благодаря чему производится пере — магничивание магнитопровода транс­форматора. Поскольку в низкочастот­ных машинах сечение магнитопровода трансформатора пропорционально дли­тельности включения импульса сва­рочного тока, то величина tBKa очень ограниченна и обычно не превышает 0,16—0,2 с на номинальной ступени.

Сварка деталей может осуществляться как одним униполярным импульсом, форма которого i2=f(0 приведена на рис. 7.17, с, так и двумя-тремя (рис.

7.17,6). Импульсы могут иметь есте­ственные участки нарастания и спада или регулируемые уско­ренные, получаемые путем гашения тока в инверторном ре­жиме.

Расчет сварочного трансформатора должен быть произве­ден таким образом, чтобы трансформатор мог пропускать им­пульс тока в течение определенного, технологически заданного времени. Это обстоятельство и обусловливает главные отличия электрического расчета низкочастотных трансформаторов от расчета обычных.

Для расчета низкочастотного трансформатора задаются сле­дующие технические данные (схема питания — по рис. 7.16):

1. Сетевое напряжение трехфазной сети 3~UC в вольтах.

2. Частота тока f в герцах.

3. Максимальное значение импульса сварочного тока /2т в килоамперах.

4. Максимальное время включения tBклт в секундах.

5. Время сварки tCB в секундах.

6. Параметры (или геометрические размеры) силовой цепи машины: гм=гс. к + г’т + Гээ в омах и LM = LC. K+Lrr в генри, где г с. к и Lc. к — параметры сварочного контура машины; г’Т и L’T— параметры трансформатора; гээ — сопротивление свариваемых деталей, Ом.

7. ПВ в процентах (или длительная производительность ма­шины— число сварок в час).

8. Диапазон и число ступеней регулирования вторичного на­пряжения (в современных трансформаторах принимается диа­пазон регулирования U2о в пределах 1 :2 или 1:3с числом сту­пеней 8—16).

9. Специальные требования: а) ограничение сопротивления обмоток и индуктивности рассеяния; б) ограничение габаритов и массы; в) число вторичных витков w2; г) класс изоляции об­моток и др.

Порядок расчета трансформатора:

1. В диапазоне автоматической стабилизации тока при угле регулирования а=0 минимальное действующее значение линей­ного напряжения сети принимается на 10 % меньше номиналь­ного, т. е.

ил mjn ~ 0,9 Uc.

2. При схеме питания с трехфазным мостовым выпрямите­лем на тиристорах (см. рис. 7.16) постоянная составляющая вы­прямленного первичного напряжения

f/i = (^m. n-2Af/T)C, (7.31)

где AU-r^2 В — падение напряжения на тиристорах; С—1,35 — коэффициент выпрямления.

3. Постоянная времени цепи (или скорость нарастания тока)

г = Т/М/гм.

4. Мгновенное значение сварочного тока i2=f(t) в проме­жутке времени 0<#<£вк. п (рис. 7.17, а):

Ісв — 72уст (1 —

Здесь /2 уст — установившееся значение импульса сварочного

ТОКа: /2уст”/2тах При f—f вкл^3,5 Т И /2т^0,9 / 2 уст при <С^вкл<СЗ,5 Т.

Действующее значение тока 12д^12уСт-

Когда режим сварки осуществляется двумя импульсами (рис. 7.17, б), то влияние паузы tn на действующее значение тока оценивается отношением

2#вкл/(2#вкл /л) •

При ^п=0,02 с /2д~0,98 /густ-

5. На номинальной ступени трансформатора: а) вторичное напряжение t/20HOM=/2ycT гм; б) коэффициент трансформации

К= UfU2o ном — в

6. Первичные токи: а) максимальный /im*=WA; б) дей­ствующий / 1д = hJK.

7. Расчетные токи в обмотках: /2 = /2дд/ПВ/100 и /х =

= /1дл/пв/юо.

8. Сечение магнитопровода при w2 = 1

S = U2о ном^вкл m]АВ,

где ДВ=Во + £т=2,1 Тл — изменение индукции за время fowim; Вт = 1,6 Тл — максимальная индукция в магнитопроводе; В0= = 0,5 Тл — остаточная индукция (для магнитопровода может быть использована обычная листовая низкоуглеродистая сталь толщиной до 2 мм).

9. Максимальная трехфазная мощность машины, потребляе­мая из сети на номинальной ступени трансформатора,

S=^/2UcIlm. (7.33)

Дальнейший расчет трансформатора ведется полностью по гл. 4.