Трансформаторы для дуговой сварки и автотрансформаторы

В электросварке используется явление электрической дуги, возникающей между электродом и свариваемой деталью. Электрическая схема сварочного трансформатора приведена на рис. 3.15, а. Обмотки 1 и 2 образуют понижающий трансформатор. При холостом ходе напряжение между электродом 6 и деталью 7 U _2x = 60¸70 В, а при номинальном режиме U _2ном = 30 В.

Для получения качественной сварки требуется устойчивое горение дуги, что наблюдается, если ток сварки I ₂ почти не изменяется. При I ₂ ≈ const внешняя характеристика должна иметь круто падающий участок (рис. 3.15, б). Такая характеристика получается при увеличенном потоке рассеяния трансформатора, что обеспечивается намоткой обмоток 1 и 2 на разных стержнях магнитопровода. Для изменения внешней характеристики, а значит и тока сварки (рис. 3.15, а, во вторичную цепь последовательно включают дроссель (реактор) 3 с изменяемым зазором 5 между сердечником и якорем 4. Второе назначение дросселя – ограничение тока короткого замыкания. Коэффициент мощности сварочных трансформаторов низок (0,4¸0,5).

Конструкция (а) и внеш­ние характеристики (б) сварочного трансформатора;

Автотрансформатором называют трансфор­матор, у которого обмотки высшего и низшего напряжений имеют магнитную и электрическую (гальваническую) связь. У понижающегоо автотрансформатора (рис. 3.16) вторичная обмотка с числом витков w ₂ является частью первичной с числом витков w ₁. Пренебрегая потерями в обмотках, рассеянием магнитного потока и током холостого хода, получим

. Схема автотрансформатора

.

Ток обмотки w ₂

,

а в двухобмоточном трансформаторе ток вторичной обмотки I ₂ = nI ₁. Если n незначительно отличается от единицы (для автотрансформаторов характерно n ≤ 3), то I ₁₂ значительно меньше I ₂ двухобмоточного трансформатора (при прочих равных условиях). Поэтому у автотрансформатора сечение провода, масса, габариты и потери меньше, чем у трансформатора той же мощности.

Существенным недостатком автотрансформатора является наличие гальванической связи между обмотками, что требует для обмотки НН изоляцию такую же, как и для обмотки ВН. Из условий электробезопасности не допускается использовать автотрансформаторы для питания цепей низкого напряжения от высоковольтной сети.

Автотрансформаторы применяются при пуске мощных асинхронных и синхронных двигателей, при соединении высоковольтных сетей с разным напряжением. Маломощные автотрансформаторы используют в устройствах автоматики, электросвязи, радиоаппаратуре. Широкое распространение получил лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), позволяющий плавно регулировать выходное напряжение.