РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ГЛ АВА V

ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ ОДНОФАЗНЫХ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Сварочные трансформаторы для однодуговой сварки принадлежат к специальным видам однофазных понижающих силовых транссформаторов, имеющих в соответствии со своим назначением неко­ торые особенности.

Вторичное пониженное напряжение трансформатора U0 при холостом ходе должно быть достаточным для обеспечения повтор­ ного зажигания и устойчивого горения дуги при всех значениях сварочного тока, на которые рассчитан трансформатор (см. главы II и IV). Внешняя характеристика сварочного трансформатора или схемы питания дуги должна быть в большинстве случаев падающей, причем должна быть обеспечена возможность регулирования внешних характеристик в достаточно широких пределах, необходимых для настройки режима сварки.

В процессе сварки возможны три типовых режима работы сва­ рочного трансформатора в качестве источника питания дуги: холос­ той ход, нагрузка и короткое замыкание. Все эти особенности работы сварочных трансформаторов определяют как особенности их кон­ струкции и схем, так и способы настройки режима работы.

Для анализа работы и свойства сварочных трансформаторов необходимо использовать основные положения общей теории транс­ форматоров.

Для упрощения будем производить анализ без учета магнитных потерь как в сердечнике, так и в других стальных деталях трансфор­ матора, а также пренебрегая йасыщением стального сердечника трансформатора.

§ 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Схема сварочного трансформатора представлена на фиг. 41. При холостом ходе основной поток в сердечнике Ф0, создаваемый намагничивающей силой (н. с.) первичной обмотки I0Wi, прони­ зывает обе обмотки трансформатора. Этот поток индуктирует при холостом ходе в обмотках э. д. с. с действующими значениями Ех

и Е 2. Как известно, зависимость действующего значения э. д. с. ют амплитудного значения потока выражается следующими уравне­ ниями:

(66)

где Ф0 — амплитудное значение потока в сердечнике при холостом ходе1 в мкс\

Wi и w2 — соответственно числа витков первичной и вторичной обмоток;

/ — частота переменного тока в гц.

Фиг. 41. Схема и распределение потоков в сердечнике трансформатора:

<а — при холостом ходе; б — при нагрузке; / — катушки первичной обмотки; 2 — катушки вторичной обмотки.

Однако не весь поток, пронизывающий первичную обмотку, сцеп­ лен с витками вторичной обмотки и замыкается в сердечнике. Часть потока, создаваемого н. с. первичной обмотки, замыкается помимо сердечника, главным образом в пространстве между обмотками, образуя поток рассеяния Ф0р. Отношение потока Ф0, пронизывающего вторичную обмотку при холостом ходе, к суммарному потоку Фоп, создаваемому н. с. первичной обмотки, может быть названо коэф­ фициентом магнитной связи kM:

В трансформаторах с нормальным (малым) магнитным рассея­ нием коэффициент магнитной связи близок к единице: kM^ \ . Наоборот, в трансформаторах с увеличенным рассеянием эта вели­ чина будет меньше единицы: kM< \ .

1 Согласно принятой в общей теории трансформаторов методике, во всех уравне­ ниях и векторных диаграммах, отображающих основные соотношения в сварочных трансформаторах, приняты амплитудные значения синусоидальных магнитных пото­ ков, так как понятие действующего значения магнитного потока в электротехни­ ческих расчетах обычно не используется. Поэтому в дальнейшем применение ампли­ тудных значений магнитных потоков И' индукций особо не оговаривается.

Выразим потоки Фк и Ф2 через полные потоки и коэффициенты магнитной связи:

Ф\ ~

Ф*2 — ^21^2п>

и соответственно

Фр1 —Фщ 0 ^12)»

Фрг = Ф2п(1 — k2L).

Допуская, что коэффициенты взаимной магнитной связи обмоток одинаковы, т. е. ki2= k2l = kM, получим

Фт= (Фщ &2n) kj* —Фп^м*

где Фп — Ф1тг 4- Ф2п— полный результирующий поток трансформа­ тора ,при нагрузке,

откуда

Е2=■ 4,44/ш2Фяйл - 10 8. 1

Э.д. с. рассеяния в обмотках при нагрузке будут

где Х 2— индуктивное сопротивление вторичной обмотки. Пренебрегая по-прежнему магнитными потерями в стали, т. е.

полагая / 0= /„, можно, аналогично режиму холостого хода, записать:

Из выражения (79) следует, что при неизменном значении первич­ ного напряжения LJ\ э. д. с. Е\ будет уменьшаться с увеличением тока нагрузки трансформатора, так как поток рассеяния Фр1 и э. д.с. рассеяния Ер1 будут при этом увеличиваться.

Согласно уравнениям (77)

Следовательно, с увеличением нагрузки будет уменьшаться и э. д. с. во вторичной обмотке Е 2.

Далее из уравнения (80) видно, что напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора U2 с увеличением нагрузки

также будет несколько уменьшаться вследствие уменьшения э. д. с. Е2 и увеличения падения напряжения главным образом в индук­ тивном сопротивлении Х 2.

Фиг. 43. Принципиальная электрическая схема включения сварочного трансформатора:

СТ—сварочный трансформатор; Др — дроссель; Э — электрододержатель; И — изделие.

Напряжение U2 подается непосредственно на дугу или после­ довательно с ней иногда включается дроссель с сопротивлениями Х р и R p (фиг. 43). Поэтому

уравнение (80) может быть в общем виде записано так:

02= UQ+ h (jXp + Rp) =

— Ё 2— 1%(jX 2 R2)

или

Векторная диаграмма трансформатора при нагруз­ ке, построенная согласно уравнениям (76), (79), (81), изображена на фиг. 44.

§2.ч СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

схемах магнитная связь между цепями первичной и вторичной обмо­ ток трансформатора заменена электрической связью (см. фиг. 43 и 45). Такая замена допустима, если схема замещения будет эквивалентна трансформатору, т. е. потребляемая и полезная мощность, а также потери мощности, к. п. д. и коэффициенты мощности, найденные

по схеме замещения, будут равны соответствующим величинам в дейст­ вительном трансформаторе. Для выполнения этого условия необ­ ходимо осуществить приведение всех параметров одной из обмоток к другой. Такое приведение заключается в том, что числа витков обмоток в трансформаторе полагаются равными. В соответствии с этим необходимо осуществить приведение всех величин, с тем чтобы были соблюдены условия эквивалентности. Возможно приведение параметров первичной обмотки ко вторичной и наоборот. Для ана­ лиза сварочных трансформаторов более удобно осуществлять при-

Фиг. 45. Схема замещения трансформатора.

ведение первичной обмотки ко вторичной. В этом случае формулы приведения будут следующими:'

Как видно из фиг. 45, схема замещения представляет собой парал­ лельно-последовательное соединение активных и индуктивных сопро­ тивлений. На вход схемы подается приведенное первичное напряже­

ние Ui, а напряжение на выходе, т. е. на вторичных клеммах, к кото­ рым подключается сварочная цепь, будет U2.

Схема замещения на фиг. 45 позволяем исследовать явления в трансформаторе при всех режимах его работы. Однако, учитывая, что основные соотношения в трансформаторе при холостом ходе были получены нами ранее, можно анализ работы сварочного транс-

где Х т— суммарное индуктивное сопротивление схемы замещения трансформатора;

RT— суммарное активное сопротивление схемы замещения тран­ сформатора;

Z9— полное комплексное эквивалентное сопротивление схемы замещения трансформатора и сварочной цепи без дуги.

Применяя эти обозначения и полагая / 2= 1д, преобразуем уравнение (84):

Уравнение (86) является уравнением внешней характеристики сварочного трансформатора или схемы питания дуги в случае вклю­ чения в сварочную цепь отдельного дросселя. Это уравнение пол­

Поэтому уравнения (86) и упрощенная схема замещения, изобра­ женная на фиг. 46, являются исходными для обоснования принципа действия и методов настройки режима сварочных трансформаторов.

§ 3. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ РАБОТЫ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Используя основное уравнение (86) и схему замещения на фиг. 46, рассмотрим более подробно работу сварочного трансформатора при нагрузке и коротком замыкании.

Нагрузка. Сварочный трансформатор питает дугу в процессе сварки. Ток во вторичной цепи трансформатора равен току дуги.

В этом случае / 2 = 1д — I ь Согласно уравнению (86) внешняя харак­ теристика или зависимость Uи = f (1д) будет падающей благодаря падению напряжения в полном эквивалентном сопротивлении транс­ форматора и сварочной цепи Z9. Величина полного эквивалентного сопротивления Z9 согласно уравнению (85) в основном определяется либо величиной индуктивного сопротивления отдельной реактивной катушки Х р>либо величиной суммарного индуктивного сопротивле­ ния схемы замещения трансформатора Х т.

Первый случай имеет место в сварочных трансформаторах с нор­ мальным (малым) рассеянием, в которых Х т^ 0; второй случай относится к трансформаторам с увеличенным рассеянием, когда индуктивное сопротивление Х т сравнительно велико, а отдельная реактивная катушка является излишней (Х р = 0 и R p = 0).

Векторные диаграммы для этих случаев, т. е. для упрощенной схемы замещения сварочного трансформатора с нормальным и уве­ личенным рассеянием при нагрузке, представлены на фиг. 47.

К. п. д. трансформатора или схемы питания с учетом потерь в реактивной катушке — дросселе можно выразить следующим отно­ шением:

Мощность дуги с учетом коэффициента мощности, обусловлен­ ного искажением кривых тока и напряжения, будет, согласно уравне­ нию (33),

Рд = и д1Л-

Мощность, потребляемая схемой питания с учетом потерь холо­ стого хода и магнитных потерь в дросселе, определяется из уравнения

Коэффициент мощности с учетом искажения кривых определится из отношения активной мощности Р а, потребляемой схемой питания, к кажущейся мощности Рк\ г

Из уравнений (92) и (93) нетрудно определить так называемый коэффициент использования кажущейся (установленной) мощности трансформатора или схемы питания:

Анализируя уравнения (92), (93) и (94), можно сделать следую­ щие выводы:

а) К. п. д. и коэффициент мощности схемы питания (трансфор­ матор и реактивная катушка) увеличиваются с уменьшением иска­ жения кривых тока и напряжения.

б) Коэффициент мощности и коэффициент использования кажу­ щейся мощности увеличиваются с уменьшением напряжения хо­ лостого хода трансформатора и увеличением напряжения дуги. Поэтому для повышения экономичности схемы питания дуги необ­ ходимо по возможности снизить напряжение холостого хода транс­ форматора. Однако при чрезмерном снижении напряжения холостого хода горение дуги станет прерывистым, а искажение кривых уве­ личится, т. е. коэффициент мощности дуги Аа резко уменьшится. Вследствие этого, как видно из уравнений (93) и (94), коэффициент мощности трансформатора или схемы питания также может умень­ шиться. Поэтому при выборе напряжения холостого хода трансфор­ матора необходимо в первую очередь исходить из условия устой­ чивости дуги переменного тока [30].

в) Принимая, что отношение-^- »согласно [30], для обычных

и о

условий дуговой сварки изменяется в пределах 0,4—0,625, а коэф­ фициент мощности дуги Хд = 0,85 ч- 0,95, коэффициент использо­ вания кажущейся мощности сварочных трансформаторов С нахо­ дится в пределах С = 0,34 ч- 0,6.

Следовательно, сварочные трансформаторы или схемы питания дуги имеют сравнительно низкий коэффициент использования ка­ жущейся мощности, что отличает их от нормальных силовых транс­ форматоров. Поэтому изыскание способов повышения устойчивости дуги без чрезмерного увеличения напряжения холостого хода поз­ волит значительно повысить экономичность сварочных трансформа­

зависит от величины напряжения холостого хода и ограничивается главным образом величиной индуктивных сопротивлений. В транс­

в в трансформаторах с увеличенным рассеянием ток ограничивается благодаря повышенному индуктивному сопротивлению обмоток са­ мого трансформатора.

Ввиду незначительной величины активных сопротивлений, коэф­ фициент мощности трансформатора или схемы питания при коротком замыкании обычно невелик.

§ 4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ

Общие принципы настройки режима источников питания для дуговой сварки были изложены в главе IV. Используя основные уравнения работы сварочного трансформатора (88), (89) и (97), можно определить способы регулирования или настройки режима путем изменения внешних характеристик источника питания.

Способы регулирования тока дуги при заданном напряжении Vд> а также соответственное изменение тока короткого замыкания вытекают из анализа уравнений (89) и (97):

дх т-г

и

Из этих уравнений следует, что возможны следующие способы настройки режима путем регулирования внешних характеристик источника питания дуги.

Настройку режима по току можно производить путем измене­ ния напряжения холостого хода, которое осуществляется при помощи секционирования первичной или вторичной обмоток трансформатора. Согласно уравнению (71)

В трансформаторах с нормальным рассеянием можно положить kM % 1 и Х т^ 0. У этих трансформаторов ток нагрузки будет увеличиваться при уменьшении коэффициента трансформации, т. е. при увеличении напряжения холостого хода трансформатора. Регу­ лирование будет ступенчатым. Внешние характеристики при на­ стройке режима будут иметь вид, показанный на фиг. 36.

Как уже было указано в главе IV, такой способ регулирования мало пригоден для ручной дуговой сварки, К этому следует добавить,

тогда уравнение для кратности изменения напряжения холостого хода примет вид

Согласно условиям устойчивости дуги, изложенным в главе II, коэффициент k0i должен быть не более 0,637. Примем kQi = 0,637.

Следовательно, расчеты показывают, что при кратности регули­ рования тока k . = 4 напряжение холостого хода на последней ступени будет чрезмерно высоким и недопустимым по условиям техники безопасности, а коэффициент использования кажущейся мощности крайне низким.

При регулировании коэффициента трансформации путем изме­ нения числа витков первичной обмотки трансформатора, как следует из уравнения

U ^ A M fw & T - X O - 8,

поток в сердечнике трансформатора увеличивается с уменьшением числа витков w±. Сечение сердечника и индукцию в нем следует выбирать для ступени с максимальным потоком, т. е. при минймальном числе витков w\. Поэтому при работе на других ступенях, с боль­ шим числом витков, когда поток Фт меньше, железо трансформатора будет недогружено. По этим причинам габариты трансформатора и удельный расход активных материалов будут увеличиваться.

При регулировании путем секционирования вторичной обмотки подобного недостатка не будет, но в этом случае сечение витков и выводов от секции вторичной обмотки следует выбирать по макси­ мальному току, что приводит к увеличению расхода меди. Надо также

к неполному использованию меди трансформатора. Последний недо­ статок можно несколько уменьшить, применяя параллельно-после­ довательное соединение отдельных секций вторичной обмотки.

Вследствие указанных недостатков в трансформаторах с увели­ ченным рассеянием секционирование вторичной обмотки обычно применяется в качестве вспомогательного способа настройки в сочета­ нии с регулированием режима в пределах каждой ступени путем плавного изменения индуктивного сопротивления.

Регулирование или настройка режима путем изменения индуктив­ ного сопротивления весьма широко применяется в сварочной технике.

Полное индуктивное сопротивление сварочной цепи Х с с учетом индуктивного сопротивления трансформатора, приведенного ко вто­ ричной цепи, можно выразить аналогично уравнению (100):

где wp — число витков обмотки дросселя;

— магнитное сопротивление потоку в дросселе.

Остальные величины обозначены в соответствии суравнением (100).

Втрансформаторах с нормальным (малым) рассеянием, когда Х г^

%0, регулирование производится за счет изменения индуктивного сопротивления дросселя; число витков обмоток трансформатора и на­ пряжение холостого хода остаются при регулировании неизменными. Вид внешних характеристик при таком способе регулирования был показан на фиг. 37. Изменение индуктивного сопротивления дросселя возможно путем секционирования ее обмотки. Регулирование будет ступенчатым и потребует значительного числа выводов большого сечения. Сечение сердечника дросселя определяется, исходя из допу­ стимой индукции при ступени с наименьшим числом витков, когда поток в сердечнике будет максимальным. Вследствие этого на других ступенях железо дросселя будет недогружено. При большой кратно­ сти регулирования применение этого способа в качестве основного нерационально.

Ступенчатое секционирование обмотки дросселя (2—3 ступени) применяют обычно в сочетании с другими способами плавного изме­ нения индуктивного сопротивления Х р. Наиболее распространенным способом изменения индуктивного сопротивления дросселя является плавное регулирование воздушного зазора в его сердечнике. ТЗ этом случае в сердечнике дросселя имеется подвижной пакет, перемещая который, изменяют воздушный зазор между неподвижной и подвиж­ ной частями сердечника (см. фиг. 48 и 70). При увеличении воздуш­ ного зазора 18 будет расти магнитное сопротивление R^p. Согласно уравнению

тивного сопротивления Х т в таких трансформаторах производится путем изменения расстояния между обмотками или посредством введения или выведения магнитных шунтов на пути потоков рассея­ ния. Раздвижение обмоток или введение магнитного шунта эквива­ лентно уменьшению магнитного сопротивления потокам рассеяния, что приводит к увеличению индуктивного сопротивления Х т и соот­ ветствующему уменьшению сварочного тока. Наоборот, при сбли­ жении обмоток или выдвижении магнитного шунта индуктивное сопротивление уменьшается, а ток увеличивается. Эти способы плав­ ного регулирования индуктивного сопротивления трансформаторов с увеличенным рассеянием применяются как раздельно, так и совме­ стно. Вибрация подвижной обмотки имагнитных шунтов сравнительно невелика. В некоторых конструкциях сварочных трансформаторов с увеличенным рассеянием плавное регулирование перемещением обмоток или магнитного шунта часто сочетается со ступенчатым регулированием путем секционирования вторичной обмотки.

Вид внешних характеристик при таком комбинированном регу­ лировании был показан на фиг. 38. Характерной особенностью ком­ бинированного регулирования является повышение напряжения холостого хода при переходе на ступени, рассчитанные на малые токи, что улучшает устойчивость дуги.

Из всех рассмотренных нами возможных способов настройки режима сварочных трансформаторов путем регулирования внешних характеристик наиболее распространены следующие.

Втрансформаторах с нормальным (малым) рассеянием обычно применяется способ регулирования путем плавного изменения воз­ душного зазора в сердечнике дросселя.

Втрансформаторах с увеличенным рассеянием применяются способы регулирования путем перемещения одной из обмоток транс­ форматора или при помощи подвижных магнитных шунтов на пути потоков рассеяния. Эти способы плавного регулирования часто сочетаются со ступенчатым изменением числа витков вторичной обмотки трансформатора.

Описанные выше способы регулирования тока при заданном напряжении дуги применяются, как было указано в главе IV, в транс­ форматорах для ручной дуговой сварки и при автоматической сварке

срегуляторами напряжения дуги. При сварке на автоматах с неза­ висимой от параметров дуги скоростью подачи электродной про­ волоки, когда поддерживается на заданном уровне сварочный ток, все перечисленные способы регулирования трансформатора, приме­ няются для настройки или изменения напряжения дуги. Как видно

из уравнения (88),

и д= у U l - l l ( X r + X py,

при заданном токе 1д изменение напряжения холостого хода U0 или индуктивных сопротивлений вызывает соответствующее изменение напряжения дуги.

§ 5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СХЕМ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Электромагнитная схема, как известно, характеризует конструк­ цию сердечника, взаимное расположение обмоток трансформатора и схему их включения. Эта схема определяет электрическую и маг­ нитную связь и характер взаимодействия между обмотками трансфор­ матора.

Анализ работы и способов регулирования сварочных трансфор­ маторов показывает, что их основные свойства — падающая внешняя характеристика, возможность регулирования режима и ограничение тока короткого замыкания — обусловливаются наличием в электри­ ческой сварочной цепи регулируемого индуктивного сопротивления* В соответствии с этим различают две основные принципиальные тлектромагнитные схемы сварочных трансформаторов.,

Первую группу составляют трансформаторы снормальным (малым) магнитным рассеянием и дополнительной реактивной катушкой — дросселем.

Во вторую группу входят трансформаторы с увеличенным маг- 1 итным рассеянием.

Внутри каждой из указанных двух групп сварочные трансфор­ маторы классифицируются в зависимости от конструкции и способов регулирования режима.

Большинство трансформаторов первой группы относятся к одному из следующих типов:

а) Сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассея­ нием в комбинации с реактивной катушкой — дросселем в однокормусном исполнении. Собственно трансформатор имеет с реактивной катушкой общий магнитопровод. Вследствие этого между реактивной обмоткой и обмотками трансформатора существует не только элек­ трическая, но и магнитная связь. Коэффициент магнитной связи между обмотками трансформатора и реактивной катушкой 0 < kM<С < 1. Регулирование режима в таких трансформаторах осущест­ вляется обычно путем плавного изменения воздушного зазора в сер­ дечнике реактивной катушки (см. фиг. 58).

б) Сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассея­ нием и отдельной реактивной катушкой в двухкорпусном исполнении, В этом типе трансформаторов реактивная катушка — дроссель имеет отдельный сердечник и выполняется в отдельном корпусе. Между обмоткой дросселя и обмотками трансформатора существует только» ллектрическая связь; коэффициент магнитной связи в этом случае км = 0. Регулирование режима производится обычно изменением воздушного зазора в сердечнике дросселя.

Сварочные трансформаторы второй группы с увеличенным маг­ нитным рассеянием выполняются в одном корпусе, так как они не имеют отдельного дросселя, а все основные свойства их обусловлены повышенным индуктивным сопротивлением обмоток самого трансфор­

матора. В зависимости от конструктивных особенностей и способов регулирования режима различают следующие наиболее распростра­ ненные типы трансформаторов второй группы с увеличенным маг­ нитным рассеянием:

а) Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассея­ нием и подвижными магнитными шунтами. Трансформаторы этого типа выполняются с неподвижными обмотками, размещенными на одном или на двух разных стержнях на соответствующем расстоянии друг от друга, с тем чтобы обеспечить требуемое рассеяние. Между обмотками располагаются подвижные магнитные шунты, перемещая которые, изменяют рассеяние и тем самым осуществляют регулиро­ вание режима. Плавное регулирование путем перемещения магнитных шунтов в таких трансформаторах часто сочетается со ступенчатым (2—3 ступени) секционированием вторичных обмоток трансформатора.

б) Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассея­ нием и подвижными обмотками. Одна или обе обмотки трансфор­ матора выполняются подвижными. В некоторых конструкциях для усиления рассеяния между обмотками размещены неподвижные магнитные шунты. Регулирование осуществляется путем плавного перемещения подвижной обмотки или катушки, в результате* чего изменяется рассеяние и соответственно изменяется режим работы трансформатора. Как и в предыдущем типе, плавное регулирование может сочетаться со ступенчатым секционированием вторичной обмотки.

Первые три типа сварочных трансформаторов обычно имеют стерж­ невой сердечник, а последний тип в большинстве случаев — броневой* В СССР в настоящее время основными типами являются одно­ корпусные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в комбинации с реактивной катушкой типа СТН-ТСД, однокорпусные трансформаторы типа СТАН с увеличенным магнитным рассеянием, имеющие подвижной магнитный шунт, и двухкорпусные источники питания типа СТЭ с нормальным магнитным рассеянием, имеющие

отдельный дроссель.

Первые два типа входят в единую серию однокорпусных сварочных трансформаторов СТН-ТСД и СТАН, разработанную в 1948—1951 гг. заводами электропромышленности совместно с бывшей Секцией электросварки и электротермии АН СССР и МВТУ имени Баумана.

ТРАНСФОРМАТОРЫ С НОРМАЛЬНЫМ МАГНИТНЫМ РАССЕЯНИЕМ В КОМБИНАЦИИ С РЕАКТИВНОЙ ОБМОТКОЙ ТИПА СТН

§ 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СХЕМА ТРАНСФОРМАТОРА

Принципиальная электромагнитная схема сварочного транс­ форматора типа СТН в однокорпусном исполнении (фиг. 48) была предложена акад. В. П. Никитиным в 1924 г. Сердечник трансфор­ матора СТН может выполняться как стержневым, так и броневым. Советские сварочные трансформаторы СТН и ТСД имеют стержневые

воздушных зазоров. Сердечник реактивной обмотки имеет один (фиг. 48) или два воздушных зазора. Подвижной пакет в сердечнике реактивной обмотки устроен для изменения воздушного зазора при регулировании режима. Коэффициент магнитной связи kM между первичной и вторичной обмотками близок к единице, так как рассеяние в трансформаторе невелико. Для уменьшения рассеяния катушки первичной и вторичной обмоток расположены на обоих стержнях трансформатора на небольшом расстоянии друг от друга. Стержневые трансформаторы выполняются большей частью с цилиндрическими катушками.Магнитнаясвязьмежду обмотками трансформатора и реак-

ветвлениях этой цепи будут обратно пропорциональны их магнитным сопротивлениям, т. е.

Фар Я \Х С

Ф С 0 *

где R^c— магнитное сопротивление среднего ярма;

Rpe— магнитное сопротивление верхней части сердечника реак­ тивной обмотки, включая воздушный зазор.

Используя указанное соотношение, можно записать

и реактивной обмотках соответственно э. д. с. Е 2о и Ер0. Э. д. с. Е20

и Еро либо совпадают по фазе при согласном включении, либо противоположны — при встречном включении этих обмоток. В соот­ ветствии с этим напряжение на клеммах вторичной цепи трансфор­ матора при холостом ходе

откуда коэффициент трансформации при холостом ходе

U, W

Согласно последнему выражению

Уравнения (103) и (105) показывают, что напряжение холостого хода трансформатора такого типа в некоторой степени зависит от э. д. с. Ер0, индуктируемой в реактивной обмотке.

При согласном включении эта э. д. с. может несколько увели­ чивать, а при встречном включении уменьшать напряжение холостого хода. При увеличении воздушного зазора 1в в сердечнике

жение холостого хода уменьшаются. При воздушных зазорах, которые практически имеют место в сварочных трансформаторах

пазоне изменения воздушного зазора (фиг. 50). Следовательно,

ца сварочную дугу обмотки будут создавать магнитные потоки Фи

и вторичной обмотки трансформатора. При согласном действии н. с. потоки реактивной и вторичной обмоток Фр и Ф2 совпадают между собой по фазе и находятся в фазе с током во вторичной цепи / 2. Поток трансформатора Фт совпадает по фазе с намагничивающим током /„. Как известно, при наличии во вторичной цепи трансфор­ матора большой индуктивности угол сдвига фаз между намагничи­ вающим током /„ и током во вторичной цепи / 2 значительно больше 90° (см. фиг. 44). В сварочных трансформаторах с большим индуктив­ ным сопротивлением этот угол при нагрузке достигает 150°, при­ ближаясь при коротком замыкании к 180°. Следовательно, угол между потоками Фг, Фр и их составляющим будет таким же. Поэтому при согласном действии н. с. поток реактивной катушки Фр направлен встречно по отношению к потоку Фт.

Однако в среднем стержне взаимное направление составляющих этих потоков Фс и Фрс изменяется на обратное так, что они действуют согласно, как видно из схемы распределения потоков на фиг. 52, а. Вследствие этого результирующий поток в среднем ярме Фся при согласном включении обмоток может быть весьма значительным,

правлены в среднем ярме встречно (фиг. 53, а). Результирующий поток Фся и насыщение среднего ярма при встречном включении будут меньше, чем при согласном, так как

ф= ф — ф

Распределение магнитного потока реактивной обмотки между средним ярмом и основным сердечником трансформатора харак­ теризует магнитную связь между реактивной и первичной обмот­ ками k31.

Отношение потоков Фра и ФрСзависит от соотношения магнитных сопротивлений среднего ярма и нижней части сердечника трансфор­ матора:

, Обычно это отношение не больше 0,25, так как длина нижней части сердечника трансформатора (два стержня и ярмо) в 3 раза больше длины среднего ярма. При этом учитывается, что обычно сечение ярма и стержней одинаково. Таким образом, в среднее ярмо ответвляется не менее 75% общего потока реактивной обмотки, а в сердечник трансформатора не более 25% потока Фр. Из анализа

схемы распределения потоков, показанной на фиг. 52, а и 53, а, следует:

а) Результирующий поток Фся в среднем ярме в случае согласного включения обмоток будет при нагрузке больше потока трансформато­ ра Фт. При холостом ходе Фся ^ Фт^ Ф0.

По мере увеличения тока нагрузки и уменьшения напряжения дуги поток реактивной обмотки будет расти и соответственно будет расти результирующий поток в среднем ярме.

величины.

Усиление насыщения среднего (общего) ярма при согласном включении обмоток вызывает рост намагничивающей составляющей первичного тока, что увеличивает потери энергии. Кроме того, насыщение среднего ярма может усилить искажение кривой сва­ рочного тока, что ухудшает устойчивость дуги и снижает коэффи­ циент мощности дуги Хд. По этим причинам сечение среднего ярма при согласном включении следует несколько увеличить по сравне­ нию с сечением стержней.

При встречном включении обмоток результирующий поток в среднем ярме Фся уменьшается с увеличением тока нагрузки. При холостом ходе Фся ^ Ф0, а для режима короткого замыкания резуль­ тирующий поток Фся будет весьма малым. Вследствие этого сечение среднего ярма при встречном включении обмоток может быть не больше сечения стержней трансформатора.

б) Составляющая потока реактивной обмотки Фра при согласном включении обмоток ослабляет, а при встречном включении, наоборот, усиливает поток в стержнях сердечника трансформатора, на кото­ рых размещены первичная и вторичная обмотки. Результирующий поток Фт в сердечнике трансформатора при неизменном первичном напряжении Ui должен быть одинаковым для обеих схем соедине­ ния обмоток. Следовательно, намагничивающая составляющая пер­ вичного тока при нагрузке в случае согласного включения обмоток будет несколько больше, чем при встречном включении. Уменьшение намагничивающей составляющей первичного тока при встречном включении несколько повышает коэффициент мощности трансфор­ матора.

Сравнение схем согласного и встречного включения обмоток показывает, что наиболее целесообразным является встречное вклю­ чение, особенно при больших нагрузках, т. е. при работе на средних и больших сварочных токах.

Также будет справедливым уравнение (89) для определения сварочного тока:

_ / u \ - v \ Хг + Х р ■

Так как рассеяние в первичной и вторичной обмотках трансфор­ матора СТН невелико, то индуктивное сопротивление Х г мало по сравнению с индуктивным сопротивлением реактивной катушки— дросселя Х р.

Коэффициент полезного действия, коэффициент мощности и коэф­ фициент использования кажущейся мощности трансформатора СТН при нагрузке определяются по уравнениям (92)—(94).

Короткое замыкание. Как было показано в главе V, при корот­ ком замыкании дуги, когда Uд = 0, э. д. с. в трансформаторе уравновешивается в основном падением напряжения в индуктивном сопротивлении схемы замещения, т. е.

и 0^ 1 к (Хг + Х р).

Пренебрегая индуктивным сопротивлением самого трансформатора (Хт= 0), можно упростить последнее выражение:

для встречного включения

Еро'

( П О )

Сравнивая эти уравнения, нетрудно сделать вывод, что при прочих равных условиях ток короткого замыкания, а также свароч­ ный ток при согласном включении будет несколько больше, чем при встречном включении.

Кроме того, следует иметь в виду, что при согласном включении вследствие большего насыщения среднего ярма индуктивное сопро­ тивление Х р будет несколько меньше, чем при встречном включении. По этим причинам сварочный ток при встречном включении для одинаковой настройки регулирующего устройства будет несколько меньше, чем при согласном включении. По мере увеличения воздуш­ ных зазоров в сердечнике дросселя это различие в токах умень­ шается, так как э. д. с. Ер0 практически становится равной нулю.

Анализ работы трансформатора СТН показывает, что падение напряжения в реактивной обмотке Up при изменении нагрузки

от холостого хода до короткого замыкания изменяется от нуля до величины, близкой к напряжению холостого хода трансформатора. Пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении реактивной обмотки, можно записать:

Up = / Д Р = Яр' = 4,44/ШрФр • КГ8,

Следовательно, поток в сердечнике реактивной обмотки, а также результирующий поток в среднем ярме Фся при согласном включении будут увеличиваться по мере увеличения тока нагрузки и снижения напряжения дуги, достигая наибольшего значения при коротком замыкании.

§ 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА

Регулирование режима, т. е. настройка тока или напряжения дуги в трансформаторах СТН, производится, согласно уравнениям (106)—(108), путем изменения индуктивного сопротивления реактив­ ной обмотки Х р. Для изменения Х р в сердечнике реактивной обмотки устраивают воздушные зазоры, величина которых изменяется при помощи подвижных пакетов (см. фиг. 48 и 58). Изменение индуктив­ ного сопротивления Х р путем секционирования реактивной обмотки в трансформаторах типа СТН не применяется.

При увеличении длины воздушных зазоров 1в магнитное сопро­ тивление сердечника реактивной обмотки R v,p увеличивается. Сле­ довательно, согласно уравнению

при увеличении воздушных зазоров индуктивное сопротивление уменьшается, а ток или напряжение, даваемое на дугу, увеличи­ вается. Изменение сварочного тока при регулировании воздушного

зазора в сердечнике трансформатора СТН-500 в случае Vд = const ==■ = 30 в изображено на фиг. 55.

На графике фиг. 55 по оси абсцисс отложены числа оборотов ходового винта регулирующего механизма, которым пропорциональны! изменения длины воздушного зазора.

Как видно из фиг. 55, при малом зазоре изменение его длины вызывает более интенсивное изменение тока, чем при больших зазорах. Это объясняется следующими явлениями. Н. с. реактивной обмотки создает не только основной поток в сердечнике и воздушном зазоре, но порождает также поток рассеяния, замыкающийся в воздушном простран­

как изменение зазора гораздо слабее сказывается на величине сопротивления Х рс. Поэтому при больших зазорах, когда X 0 отно­

сительно невелико, увеличение зазора приводит к меньшему изме­ нению суммарного индуктивного сопротивления Х р.

Кроме того, по мере удлинения зазора несколько увеличивается площадь поперечного сечения воздушного промежутка, пронизы­ ваемая основным потоком в сердечнике реактивной обмотки (фиг. 56), что также уменьшает интенсивность изменения индуктивного сопро­ тивления Х р. Когда зазор достигнет некоторой величины, опреде­

ляемой конструкцией реактивной обмотки и ее сердечника, дальней­ шее увеличение зазора практически не вызывает изменения свароч­ ного тока. Этим ограничивается верхний предел регулирования тока. Нижний предел ограничивается минимально допустимой величиной зазора, так как при весьма малых зазорах, как будет показано ниже, работа трансформатора недостаточно устойчива. По этим причинам’

кратность регулирования тока путем изменения величины воздушного зазора ограничена и обычно не превосходит 4—5.

Согласно уравнению (107), кратность регулирования тока k, при неизменном значении напряжения дуги Ud равна кратности kx изменения индуктивного сопротивления, т. е.

Фиг. 56. Увеличение площади поперечного сечения воз­ душного промежутка при удлинении зазора в сердеч­ нике реактивной обмотки.

В трансформаторах для автоматической сварки, как было ука­ зано в главе IV, настройку режима следует производить так, чтобы с увеличением сварочного тока увеличивалось рабочее напряжение дуги. При такой настройке кратность регулирования тока будет меньше кратности изменения индуктивного сопротивления.

Следовательно, в трансформаторах, питающих дугу при авто­ матической сварке, для получения требуемой кратности регулиро­ вания тока необходимо увеличить, по сравнению с трансформаторами для ручной сварки, кратность изменения индуктивного сопротивле­ ния.

В стержневом трансформаторе, изображенном на фиг. 58, а, сердечник реактивной обмотки выполнен с одним воздушным зазо­ ром. Следовательно, при прочих равных условиях (одинаковые числа витков, площади поперечного сечения сердечника и длина зазоров и одинаковое падение напряжения в реактивной обмотоке) индуктив­ ное сопротивление в таком трансформаторе будет примерно в 2 раза больше, чем в стержневом трансформаторе, изображенном на фиг. 58, б, который имеет сердечник с П-образным подвижным паке­ том и двумя воздушными зазорами. Поэтому в трансформаторе с одним зазором нижний предел тока при регулировании будет меньше, чем

втрансформаторе с двумя воздушными зазорами в сердечнике реак­ тивной обмотки. Для достижения верхнего предела регулирования

втрансформаторе с одним зазором приходится значительно увели­ чивать длину зазора. Как было показано выше, при больших зазорах интенсивность регулирования невелика. Поэтому верхний предел тока при регулировании в трансформаторах с одним зазором будет

меньше, чем в трансформаторах с двумя воздушными зазорами. По этим причинам сердечник реактивной обмотки с двумя зазорами (фиг. 58, б) наиболее пригоден для трансформаторов большой мощно­ сти, когда необходимо значительно повысить верхний предел регу­ лирования тока.

Основным недостатком трансформаторов с регулируемыми воз­ душными зазорами является вибрация подвижных пакетов, вызван­ ная динамическими усилиями, направленными по оси их перемеще­ ния. Эти усилия пропорциональны квадрату индукции в зазоре и площади поперечного сечения подвижного пакета. Величина уси­ лий, действующих на подвижные пакеты, может быть весьма зна­ чительной. Поэтому во избежание перемещения подвижных пакетов во время работы они должны жестко крепиться, а механизм пере­ мещения подвижного пакета должен быть достаточно прочным.

Динамические усилия возникают по следующим причинам. При периодических изменениях потока в сердечнике на подвиж­

ной пакет действует пульсирующая сила с частотой 100 гц. Вибра­ ционная нагрузка, обусловленная этой пульсирующей силой, при недостаточной прочности механизма перемещения и крепления по­ движного пакета с течением времени может привести к усталостному разрушению деталей механизма. При сварке напряжение дуги и соот­ ветственно падение напряжения в реактивной обмотке могут резко изменяться. Вследствие этого поток в сердечнике и усилие, действую­ щее на подвижной пакет, также изменяются. При недостаточной жесткости крепления изменение усилия может вызвать изменение воздушных зазоров. Особенно сильно сказывается изменение зазора при малой его длине, когда амплитуда колебаний соизмерима с вели­ чиной зазора. Вибрация подвижного пакета при малых зазорах обычно приводит к нарушению устойчивости процесса сварки. Нерав­ номерность воздушного зазора, особенно при малой его величине, вредно отражается на условиях работы регулирующего устройства.

Неравномерность воздушного зазора является результатом плохой сборки и шихтовки сердечника или вызывается перекосом подвижного пакета вследствие износа и недостаточной жесткости его крепления. Неравномерность воздушного зазора обусловливает неравномерное распределение индукции в воздушном зазоре, особенно при малых зазорах. Вследствие этого силы, действующие на подвижной пакет, неравномерно распределены по площади поперечного сечения, что вызывает появление в механизме регулирующего устройства допол­ нительного изгибающего момента, могущего привести к его разру­ шению или преждевременному износу. Кроме того, при неравно­ мерном распределении индукции возможно местное насыщение сер­ дечника, что ухудшает устойчивость дуги.

Все эти явления приводят к тому, что при малых воздушных зазорах в сердечнике реактивная катушка работает в тяжелых условиях и стабильность процесса сварки ухудшается. Поэтому при расчете реактивных катушек — дросселей необходимо стремиться к тому, чтобы их нормальная работа происходила при относительно больших зазорах.

С целью повышения надежности работы желательно увеличить минимальные зазоры nyfeM увеличения количества витков реактив­ ной обмотки и соответствующего уменьшения площади поперечного сечения сердечника. Усилия в таких дросселях уменьшаются, а мини­ мальная длина зазора увеличивается.

Вусловиях работы с динамической нагрузкой конструкция реак­ тивных катушек с одним воздушным зазором (фиг. 58, а ив) более совершенна, чем с двумя зазорами. Усилие, действующее на П-образ- ный подвижной пакет трансформатора с двумя зазорами, при прочих равных условиях будет примерно в 2 раза больше, чем в трансфор­ маторе с одним зазором.

Впервом случае длина каждого зазора должна быть при одинако­ вых токах примерно в 2 раза меньше, чем в трансформаторах с одним зазором.

Трансформатор, изображенный на фиг. 58, е, в отличие от двух других конструкций (см. фиг. 58, а и б) выполняется с сердечником броневого типа. Сочленение подвижного пакета с неподвижной частью сердечника выполнено в виде гребенки. Такое соединение обеспечивает хорошее крепление k направление подвижного пакета, а также значительно уменьшает вибрацию. Усилия, действующие на механизм перемещения подвижного пакета, в этом трансформаторе такие же, как в стержневом трансформаторе с одним зазором в сердеч­ нике реактивной обмотки (фиг. 58, а). Регулировочные свойства также аналогичны.

Расход активных материалов в трансформаторе броневого типа, как обычно, несколько меньше, чем при стержневом сердечнике. Однако изготовление трансформатора броневого типа более тру­ доемко, чем стержневого трансформатора.

§ 4. КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТИПА СТН И ИХ РАЗНОВИДНОСТИ

По схеме СТН для ручной однодуговой сварки в СССР выпу­ скаются трансформаторы общего назначения СТН-500 и СТН-700 и специального применения СТН-350. Конструкция трансформато­ ра СТН-350 специально приспособлена для работы на открытом воз­ духе в условиях повышенной влажности, на судах морского и речного флота.

Принципиальная электрическая и конструктивная схема транс­ форматоров СТН, выпускаемых в СССР, изображена на фиг. 59.

Фиг. 59. Принципиальная электрическая и конструктивная схема трансформаторов типа СТН:

1 — первичная обмотка; 2 —вторичная обмотка; 3 — реактивная обмотка; 4 — подвижной па­ кет сердечника дросселя; 5 — винтовой механизм; ь — электрододержатель; 7 — свариваемое изделие.

Как видно из схемы на фиг. 59, в СССР принята конструкция стерж­ невого трансформатора с одним зазором в сердечнике реактивной обмотки (см. фиг. 58, а). Соединение вторичной и реактивной обмоток в ^трансформаторах типа СТН, выпускаемых в СССР, встречное. На схеме (фиг. 59) катушки вторичной обмотоки соединены последо­ вательно, что соответствует схеме трансформатора СТН-700. В транс­ форматоре СТН-500 катушки вторичной обмотки соединяются парал­ лельно.

Регулировочные свойства трансформаторов СТН были описаны выше. К этим свойствам в первую очередь относятся: плавность регулирования при кратности kt = 4 и возможность подрегулиро­ вания режима в процессе сварки. Интенсивность регулирования уменьшается с увеличением зазора, что ограничивает верхний пре­ дел настройки режима. При малых зазорах в сердечнике реактивной обмотки устойчивость дуги ухудшается, а вибрации подвижного

затруднено. Следовательно, трансформаторы этого типа наиболее пригодны для работы на средних и больших токах, на которые и рас­ считаны трансформаторы СТН-500 и СТН-700 (см. табл. 5, стр. 154).

Перемещение подвижного пакета при регулирования режима осуществляется вручную при помощи винтового механизма с рукоят­ кой. Подвижной пакет связан с поворачивающимся сектором. На секторе нанесена шкала, градуированная в амперах, которая служит для предварительной настройки режима перед сваркой для номи­ нального рабочего напряжения на клеммах трансформатора 30 в. Для уменьшения вибрации и устранения перекосов подвижного пакета последний прижимается двумя пружинами к неподвижной части сердечника дросселя.

Трансформаторы СТН весьма компактны; вес их значительно меньше, чем суммарный вес равных им по мощности трансформаторов с отдельным дросселем. Однако следует иметь в виду, что когда необходимо часто перемещать оборудование, то вес единицы пере­ мещаемого оборудования в случае применения трансформаторов СТН

Если необходимо расположить регулирующее устройство около сварщика, то трансформатор СТН целиком устанавливается вблизи рабочего места.

Сварочные трансформаторы в строительно-монтажных условиях могут быть расположены на большом расстоянии от места сварки. Вследствие значительных сопротивлений и потерь напряжения в подводящих проводах иногда прибегают к выключению дросселя. При мощных сварочных дугах стабильность ее горения при этом прак­ тически не ухудшается. В трансформаторах типа СТН выключение реактивной катушки — дросселя невозможно без некоторой пере­ делки. Для этого необходимо сделать дополнительный вывод от вторичной обмотки трансформатора. По этим причинам применение трансформаторов СТН наиболее целесообразно в стационарных цеховых условиях.

Благодаря однокорпусному исполнению, снижению намагничи­ вающего тока (при встречном включении) и уменьшению потерь в сердечнике в трансформаторах СТН достигается экономия актив­ ных материалов, повышаются коэффициент полезного действия и коэффициент мощности. Экономия в расходе обмоточного провода составляет около 10%, а экономия электротехнической стали—около 16% по сравнению с одинаковыми по мощности трансформаторами с отдельными дросселями. С повышением мощности трансформаторов типа СТН-ТСД экономия в расходе активных материалов увеличи­ вается. По сравнению с трансформаторами, имеющими отдельный дроссель, которые изготовлялись до выпуска СТН, экономия элек­ троэнергии за год составляет около 1000 квт-ч при 1,5-сменной работе. Внешний вид трансформатора СТН показан на фиг. 60.

Для питания автоматических и полуавтоматических сварочных установок выпускаются три типа сварочных трансформаторов ТСД различной мощности: ТСД-500, ТСД-1000-3 и ТСД-2000. Принци­ пиальная электрическая и конструктивная схемы трансформато­

ров ТСД полностью отвечают схеме СТН (см. фиг. 59). Следовательно, свойства трансформаторов ТСД аналогичны свойствам трансформа­ торов СТН. Трансформаторы ТСД весьма компактны и обладают повышенными технико-экономическими показателями (см. табл. 5).

От трансформаторов СТН трансформаторы ТСД отличаются некоторыми конструктивными особенностями и значением отдельных электрических параметров: большая мощность, повышенное напря­

напряжении, а на второй (дополнительной) ступени 78 в. К работе на ступени с повышенным вторичным напряжением холостого хода следует прибегать в случае значительного снижения напряжения первичной сети, при больших потерях напряжения в соединитель­ ных проводах сварочной цепи (длинные провода, недостаточное сечение проводов и т. п.), а также для улучшения устойчивости дуги при токах, соответствующих нижнему пределу настройки

режима.

Как видно из схемы на фиг. 61, клеммная доска для подключения первичной обмотки снабжена двумя парами дополнительных выво­ дов (80—81 и 79—82), которые попарно соединяются перемычкой.

При соединении перемычкой левой пары выводов (80—81) пер­ вичная обмотка включается на первую, основную ступень. Для1

1 Для облегчения пользования схемой обозначения клемм и выводов на фиг. 61 даны в соответствии с реальными обозначениями на клеммных досках трансформа­ тора ТСД-1000-3. Такая нумерация клемм принята заводом «Электрик» в соответст­ вии с общей схемой включения автоматов АДС-1000-2, для питания которых предна­ значен трансформатор ТСД-1000-3.

переключения первичной обмотки на вторую, дополнительную ступень, при которой вторичное напряжение трансформатора будет повышено, необходимо перемычку перенести на правую пару выво­ дов (79—82). Вне зависимости от ступени включения первичной об­ мотки присоединение ее к сети, а также включение сварочной цепи производится соответственно к одним и тем же клеммам (76—78

и 46—44).

Фиг. 61. Полная электрическая схема включения трансформаторов типа ТСД-1000-3:

ДП — двигатель привода механизма передвижения подвижного пакета сердечника; ДВ — двигатель вентилятора; 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 5 — реактивная об­ мотка.

Механизм перемещения подвижного пакета снабжен электриче­ ским приводом (короткозамкнутый асинхронный двигатель), который управляется специальным кнопочным реверсивным устройством. Цепь управления приводом подвижного пакета питается от специаль­ ного понижающего трансформатора ТПП (220/30 в или 380/30 в)у который установлен внутри кожуха на нижней раме станины ТСД.

Взаимодействие аппаратуры цепи управления, состоящей из двухкнопочной станции, укрепленной на кожухе трансформатора, двух магнитных пускателей и конечных включателей, ограничиваю­ щих ход пакета, видно из схемы на фиг. 61.

Две кнопки Кув и Кум реверсивного устройства включают соот­ ветственно магнитные пускатели ПМБ и ПММ (фиг. 61). При замыкании кнопки Кув и включении пускателя ПМБ двигатель ЦП перемещает подвижной пакет в направлении увеличения воздушного

зазора, т. е. сварочный ток увеличивается. Наоборот, при замыка­ нии кнопки Кум пакет перемещается так, что зазор уменьшается, и соответственно уменьшается сварочный ток. Для предохранения механизма перемещения пакета от поломок служат конечные выклю­ чатели Вкб и Вкм, которые ограничивают перемещение в пределах настройки, предусмотренных номинальными данными -трансфор­ матора. Во избежание одновременного включения обоих магнитных пускателей в схеме предусмотрена взаимная блокировка пуска­ телей, а также самих пусковых кнопок. Для подключения цепи управления к понижающему трансформатору ТПП необходимо при вводе в эксплуатацию трансформаторов ТСД соединить пере­ мычкой на доске выводов вспомогательных устройств клеммы

15 и 51.

При необходимости осуществить с рабочего места дистанционное управление настройкой к зажимам 15, 16 и 17 подключают двух­ кнопочную станцию, также имеющую контакты для взаимной блокировки пусковых кнопок.

В трансформаторах типа ТСД предусмотрено принудительное охлаждение при помощи вентилятора, что позволило значительноувеличить их номинальную мощность без существенного увеличения расхода активных материалов.

Питание электродвигателей привода пакета и вентилятора, а также понижающего трансформатора ТПП для схемы управления подается от трехфазной сети соответствующего напряжения на клеммы 36, 37 и 38.

Как было указано выше, в настоящее время в серийном произ­ водстве выпускается три типа трансформаторов ТСД.

Трансформатор типа ТСД-500 предназначен для питания авто­ матических и полуавтоматических установок малой мощности (номи­ нальный ток 500 а) и имеет вследствие этого несколько повышенное вторичное напряжение (80 в). В схеме ТСД-500 не предусмотрены выводы для переключения первичной обмотки. Этот трансформатор может быть также использован для ручной дуговой сварки, если имеется необходимость в дистанционном управлении настройкой режима.

Для питания автоматических установок средней мощности (номи­ нальный ток 1000 а) наиболее распространенным типом является трансформатор ТСД-1000-3 (фиг. 62). Возможно также в отдельных случаях использование ТСД-1000-3 для ручной дуговой сварки на форсированных режимах с дистанционным управлением настройкой.

Трансформатор ТСД-2000 отличается от других трансформато­ ров ТСД лишь повышенной мощностью и предназначен для питания автоматических установок большой мощности (номинальный ток

2000 а).

Как было указано в главе IV, настройка режима сварки на авто­ матических установках, питаемых от сварочных трансформаторов, производится как путем настройки регулирующего устройства

источника питания, так и путем соответствующей настройки регу­ лятора автоматической установки.

При этом в автоматах с постоянной, независимой от параметров, дуги скоростью подачи электродной проволоки настройка режима по току в основном производится путем изменения скорости подачи,, а по напряжению — изменением настройки регулирующего устрой­ ства сварочного трансформатора. В автоматах с принудительным

Фиг. 62. Общий вид трансформатора ТСД-1000-3 (без кожуха).

регулированием напряжения дуги настройка по напряжению произ­ водится путем изменения задающего параметра регулятора авто­ матической установки, а по току — изменением настройки регули­ рующего устройства источника питания.

Эти особенности настройки следует учитывать в эксплуатации. Причем по шкале указателя на регулирующем устройстве ТСД можносудить приблизительно о величине тока только при условии работы трансформаторов с автоматами с принудительным регулированием напряжения дуги (типа АДС-1000). При работе на автоматах с посто­ янной скоростью подачи электродной проволоки показания шкалы указателя ТСД позволяют лишь косвенно судить о величине уста­ навливаемого напряжения дуги. Если указатель показывает малые значения тока, то это соответствует низким напряжениям дуги, и наоборот. Величина устанавливаемого тока в этом случае зависит в основном от скорости подачи электродной проволоки. Поэтому при настройке режима в случае неправильной установки подвижного*

пакета могут получиться столь низкие напряжения дуги, что будут происходить короткие замыкания электрода с изделием. Наоборот, при чрезмерном выдвижении пакета напряжение будет очень высоким и возможны обрывы дуги.

Настройка по току в автоматических установках для сварки под флюсом, как было показано ранее, производится для разных рабочих напряжений дуги, причем это напряжение увеличивается с увели­ чением сварочного тока. Поэтому параметры реактивной катушки и диапазон регулирования тока в трансформаторах ТСД рассчиты­ ваются для значений вторичного рабочего напряжения на клеммах •трансформатора Uн, величина которого зависит от сварочного тока. •Согласно ГОСТу 7012-54 приняты следующие зависимости:

для трансформаторов ТСД-500

UH= 23 4- 0,045/а;

для трансформаторов ТСД-1000

UK= 22 + 0,02/а;

для трансформаторов ТСД-2000

UH= 23 + 0,015/а,

тде UH— напряжение на клеммах вторичной цепи трансформатора при нагрузке.

В соответствии с этими зависимостями осуществляется градуиров­ ка в амперах шкалы указателя тока, размещенной на верхней пло­ скости скобы, которая укреплена на подвижном пакете.

Так как настройка тока в трансформаторе ТСД производится при разных значениях рабочего напряжения, то, как было показано в § 3 данной главы, кратность регулирования тока будет меньше кратности изменения индуктивного сопротивления дросселя. Поэтому кратность регулирования тока в трансформаторах ТСД, как правило, меньше кратности регулирования в трансформаторах СТН; обычно kt < 3. Указанная кратность регулирования обеспечивается при отклонениях напряжения сети от номинального значения в пределах + 5% и — 10%.

Регулировочная кривая Id = f ( le) трансформатора ТСД-1000-3 при изменяющемся рабочем напряжении трансформатора показана на фиг. 63. Как видно из кривой У, сварочный ток изменяется в пре­ делах 400—1200 а при изменении воздушного зазора от 7 до 55 мм.

при /, < 5 мм работа трансформатора недостаточно устойчива. Внешние характеристики трансформатора ТСД-1000-3 при U0 = = 69 в для разных положений подвижного пакета^покайаны на

•фиг. 64.

До разработки единой серии трансформаторов СТН-ТСД завод •«Электрик» выпускал для автоматической сварки трансформа­ тор ТСД-1000-2, который по своим номинальным параметрам был

между напряжением холостого хода и рабочим напряжением дуга в трансформаторе СТ-1000 предусмотрено пять ступеней секциони­ рования вторичной обмотки. Напряжение холостого хода по сту­ пеням будет: 57; 61,8; 66,5; 71 и 76 в. Переключение ступеней произ­ водится при холостом ходе.

В трансформаторе СТ-2000, предназначенном для питания мощ­ ных сварочных установок (номинальный ток 2000 а), имеется при­ нудительное воздушное охлаждение при помощи вентилятора, уста­ новленного в верхней части кожуха. Благодаря искусственному охлаждению достигнута значительная экономия меди. Механизм перемещения подвижного пакета усилен; редуктор привода работает в масле. Питание двигателей вентилятора и привода механизма перемещения пакета осуществляется от трехфазной сети 380 в. Для питания цепи управления имеется понижающий трансформа­ тор ТП 380/36 в. Силовой контактор для включения трансформа­

тора СТ-2000 монтируется отдельно. Включение контактора произ­ водится пусковой кнопкой на пульте управления сварочной головки. В соответствии с ГОСТом 7012-54 в схеме управления предусмотрено устройство для выключения трансформатора СТ-2000 при холостом ходе.

Для этой цели катушка промежуточного реле РТ типа ЭП-45/11 включена параллельно обмотке дросселя. Нормально открытый кон­ такт промежуточного реле включается в цепь контактов, блокирую­ щих пусковую кнопку. При обрыве дуги, т. е. при холостом ходе, когда падение напряжения в дросселе равно нулю, нормально открытый контакт промежуточного реле РТ размокнется и тем самым

В схему включен также трансформатор тока ТТ 2000/5 а.

Так как трансформатор СТ-2000 рассчитан для работы при боль­ ших токах и сравнительно высоких напряжениях дуги, то он имеет повышенное напряжение холостого хода. Вторичная обмотка имеет три ступени переключения: первая ступень предназначена для токов 600—1200 а при U0 = 80 в\ вторая ступень — для токов 1200—2000 а при U0 = 100 в; третья ступень предназначена для работы в условиях снижения напряжения первичной сети более чем на 10%; напряжение холостого хода на этой ступени равно 109 в при номинальном напря­ жении первичной сети. Секционирование вторичной обмотки в транс­ форматорах СТ-2000 позволяет обеспечить вполне устойчивое горе­ ние дуги в весьма широком диапазоне регулирования (kt > 3), даже при снижении напряжения питающей сети.

Трансформатор СТ-2000 установлен на рельсах и предназначен для стационарных условий работы. Основные технические данные трансформаторов типа СТ приведены в табл. 5.

Электромагнитная схема трансформатора СТН нашла широкое применение в зарубежной технике, особенно в США. Одна из круп­ нейших американских фирм — Вестингауз (Westinghouse Electric Corporation) выпустила по схеме СТН серию сварочных трансформа­ торов на 150, 300 и 500 а для ручной дуговой сварки и на 500, 750, 1000, 1500 и 2000 а для автоматической сварки под флюсом. Трансфор­ маторы на 150, 300 и 500 а выпускаются с броневым сердечником по конструктивной схеме, изображенной на фиг. 58, в. Перемещение подвижного пакета производится, вручную при помощи винтового механизма.

Трансформаторы для автоматической сварки выпускаются с элек­ трическим приводом механизма перемещения подвижного пакета. Дистанционное управление приводом осуществляется кнопочно­ реверсивным устройством.

Трансформаторы для автоматической сварки на 500, 750 и 1000 а обычно броневого типа с одним воздушным зазором в сердечнике дросселя (см. фиг. 58, в).

Трансформаторы на 1500 и 2000 а стержневого типа с П-образным подвижным пакетом и двумя воздушными зазорами в сердечнике дросселя (см. фиг. 58, б).

Следует отметить весьма тщательную сборку сердечников и надеж­ ное крепление подвижных пакетов в трансформаторах фирмы Вестингауз, что значительно снижет вибрацию пакетов и обеспечивает бесшумную работу. Кратность регулирования сварочного тока для всех трансформаторов при неизменном значении рабочего напряже-

Ф и г . 6 6 . Э л е к т р о м а г н и т н а я с х е м а т р а н с ф о р м а т о р а ф и р м ы Э л л и с Ч а л м е р с (С Ш А ):

/ — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — реактивная обмотка; 4 — подвижной пакет; 5 — винтовой механизм; 6 — электрододержатель; 7 — свариваемое изделие; 8 — клемм­ ная доска для переключения первичной обмотки на 220 или 440 в.

ния £/„ = 40 в одинакова и равна 6,25. Отношение минимального тока к номинальному и номинального к максимальному равно соответственно 1 :5 : 6,25. Напряжение холостого хода в трансфор­ маторах для ручной дуговой сварки равно 80 в, для автоматической сварки — около 75 в. Для повышения коэффициента мощности транс­ форматора и уменьшения тока в питающей сети фирма снабжает значительную часть выпуска статическими конденсаторами, встроен­ ными в кожух трансформатора и подключенными параллельно первичной обмотке. Коэффициент мощности таких трансформаторов достигает в зависимости от режима работы 0,8—0,9.

Расход активных материалов и вес трансформаторов фирмы Beстингауз больше, чем в трансформаторах СТН и ТСД одинаковой мощности, выпускаемых в СССР. Так, удельный вес трансформатора СТЙ-500 в кг/а составляет 0,52, а в трансформаторе WC-3 на 500 а фирмы Вестингауз — 0,94 кг!а.

Другая американская фирма — Эллис Чалмерс (Allis-Chalmers Mfg. Со) выпустила по схеме СТН трансформатор для ручной дуго­ вой сварки (фиг. 66). Трансформатор стержневого типа, с П-образ­ ным подвижным пакетом и двумя изменяющимися воздушными

зазорами. Реактивная обмотка соединена свторичной обмотокой соглас­ но. Для увеличения составляющей потока трансформатора, ответвляю* щейся в верхнюю часть сердечника, в среднем ярме сделаны неболь­ шие постоянные воздушные зазоры. Вследствие этого э. д. с* ^ро> индуктируемая в реактивной обмотке при холостом ходе, несколько* увеличена. Э. д. с. Ер0 увеличивается при уменьшении воздушных зазоров в верхней части сердечника, т. е.при уменьшении сварочных токов. Благодаря этому напряжение холостого хода в трансформаторе фирмы Эллис Чалмерс будет увеличиваться при настройке режима на малые токи. Как было указано в главе IV, такой способ регулиро­ вания несколько улучшает устойчивость дуги, особенно при малых значениях сварочного тока. Аналогичную электромагнитную схему имел разработанный в СССР в 1936 г. сварочный трансформатор СТХ (конструкция К. К. Хренова), являющийся разновидностью схемы СТН.

К недостаткам трансформатора фирмы Эллис Чалмерс следует отнести значительное увеличение намагничивающего тока, обуслов­ ленное главным образом наличием воздушных зазоров в среднем ярме. Намагничивающий ток также несколько увеличивается вслед­ ствие насыщения среднего ярма при согласном включении обмоток. Помимо того, дроссель с двумя зазорами в сердечнике, примененный в трансформаторе фирмы Эллис Чалмерс, малопригоден для транс­ форматоров, рассчитанных на небольшие токи при ручной дуговой сварке (см. § 3 данной главы).

Как видно из описания разновидностей трансформаторов типа СТН, эта схема является одной из наиболее распространенных систем сварочных трансформаторов, нашедших широкое применение как в СССР, так и за границей. Это объясняется тем, что трансфор­ маторы типа СТН обеспечивают устойчивость дуги во всем диапазоне настройки режима. Благодаря однокорпусному исполнению транс­ форматоры типа СТН компактны, имеют меньший вес и обладают повышенными технико-экономическими показателями по сравнению

сдвухкорпусными источниками питания.

§5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНЫХ СВАРОЧНЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ

В цехах с мощными потребителями электрической энергии при большой загрузке силовой сети резкие изменения нагрузки могут вызвать большие изменения напряжения сети. Подобные явления часто наблюдаются в сварочных цехах при недостаточной мощности сети, к которой подключены сварочные трансформаторы, питающие автоматические сварочные установки.

При изменении напряжения сети соответственно изменяется вторичное напряжение сварочных трансформаторов, что приводит к изменению режима, а в некоторых случаях к нарушению стабиль­ ности процесса сварки.

В автоматах с независимой (постоянной) скоростью подачи электродной проволоки при изменении напряжения питающей сети в основном изменяется напряжение дуги. На фиг. 67 показаны внешняя характеристика сварочного трансформатора до изменения напряжения питающей сети (кривая 1) и статическая характеристика системы саморегулирования, т. е. автомата с независимой скоростью

остается неизменной при условии, что на скорость вращения дви­ гателя механизма подачи электродной проволоки не влияет изме­ нение напряжения сети. Как видно из фиг. 67, при изменении напря­ жения сети на величину Д£/0 в основном изменится напряжение дуги, в то время как отклонение тока будет сравнительно небольшим. Изменение напряжения дуги Д Ud означает изменение ее длины. При

с изделием или расплавленным флюсом. Последнее происходит в том случае, когда напряжение и длина дуги снизятся ниже допустимой величины (Д Ud < 0). Однако даже если процесс сварки не нарушится, т. е. отклонение напряжения дуги от заданного значения не будет чрезмерным, режим сварки изменяется, что приведет к изменению геометрических размеров сварного шва. При отклонениях напря­ жения дуги главным образом изменяется ширина шва.

В автоматах с регуляторами напряжения дуги, имеющих зна­ чительные коэффициенты усиления, при изменении напряжения сети в основном изменяется ток дуги на величину Д/а. Это становится наглядным из построений на фиг. 68, где все кривые аналогичны кривым на фиг. 67, за исключением статической характеристики системы регулирования напряжения дуги (кривая 2 на фиг. 68).

заданной величины, что вполне достаточно для практических целей. Регулятор позволяет поддерживать режим сварки при изменении напряжения сети в пределах + 12% от исходного значения.

Универсальный регулятор снабжен специальным фильтром, сглаживающим периодические колебания тока или напряжения дуги на входе регулятора. Для того чтобы регулятор не работал при холостом ходе или обрыве дуги, имеется специальное защитное реле, катушка которого подключена к дросселю. Реле включает регулятор только тогда, когда сварочная цепь замкнута, т. е. на катушке реле появится напряжение, равное падению напряжения в дросселе.

Настройка заданного значения регулируемой величины произ­ водится потенциометром регулятора, изменяющим задающее напря­ жение Us в катушке чувствительного реле (фиг. 69).

Применение описанного выше универсального регулятора сва­ рочного трансформатора позволяет полностью автоматизировать настройку режима сварки. В этом случае один из параметров режима (ток или напряжение дуги) устанавливается универсальным регу­ лятором, а второй параметр определяется настройкой сварочного автомата. При этом не исключается возможность настройки трансфор­ матора посредством существующего кнопочного управления приводом перемещения подвижного пакета. При помощи универсального регу­ лятора можно также улучшить условия зажигания дуги путем форсировки тока короткого замыкания. Для этого перед началом сварки устанавливают такой воздушный зазор в сердечнике реактив­ ной катушки, чтобы ток был больше заданного. После зажигания дуги регулятор автоматически устанавливает зазор, соответствующий заданному значению тока или напряжения дуги.

Аналогичный по принципу действия регулятор сварочного транс­ форматора СТР-1000 был разработан в Институте электросварки АН УССР (см. главу VIII).

Следует отметить, что описанные выше автоматические регуля* торы напряжения или тока сварочного трансформатора позволяют стабилизировать режим сварки, но не ликвидируют отклонение напряжения холостого хода. Поэтому при снижении напряжения

сети отношение МоUd_ уменьшается, ,что, как известно, ухудшает усло­

вия устойчивости дуги. Как показали расчеты [24 ], при снижении напряжения холостого хода более чем на 20% непрерывное устой­ чивое горение дуги в некоторых случаях становится невозможным.

Помимо автоматических регуляторов сварочных трансформаторов, в Лаборатории электрических сварочных машин АН СССР и Инсти­ туте электросварки АН УССР были разработаны специальные устрой­ ства для автоматической компенсации изменения напряжения сети [41], [42]. Принцип действия этих устройств заключается в сле­ дующем. При изменении напряжения сети в первичную или вторич­ ную цепь сварочного трансформатора автоматически включаются

•вольтодобавочные трансформаторы, которые соответствующим обра­ зом компенсируют отклонение напряжения сети. Благодаря этому внешняя характеристика сварочного трансформатора и режим сваркй* практически не изменяются. Одной из положительных особенностей компенсирующих устройств является постоянство напряжения хо­ лостого хода трансформатора, что, как было указано выше, улучшает условие устойчивого горения дуги при снижении напряжения сети.

Г Л А В А VII

ТРАНСФОРМАТОРЫ С ОТДЕЛЬНОЙ РЕАКТИВНОЙ КАТУШКОЙДРОССЕЛЕМ

§1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СХЕМА ТРАНСФОРМАТОРА

Усварочных трансформаторов с отдельным дросселем между реактивной катушкой-дросселем и трансформатором, существует, только электрическая связь. Магнитное рассеяние в трансформаторах этого типа весьма малое. Принципиальная электрическая и конструк­

тивная схема сварочного трансформатора типа СТЭ с отдельным

дросселем изображена на фиг. 70. Понижающий однофазный транс­ форматор имеет отдельный сердечник стержневого типа. Первичная и вторичная обмотки размещены на обоих стержнях на минимально возможном расстоянии друг от друга. Размеры катушек обмоток и их расположение на стержнях выбираются с таким расчетом, чтобы свести к минимуму рассеяние в трансформаторе, поэтому индуктивное сопротивление трансформатора невелико. При анализе работы таких трансформаторов можно пренебречь падением напря­ жения в его обмотках. Дроссель, имеющий отдельный сердечник, подключается к трансформатору во вторичную сварочную цепь последовательно с дугой. Дроссель служит для получения падающей внешней характеристики и регулирования режима сварки.

симость тока дуги от параметров сварочной цепи и напряжения дуги определяется уравнением

/

h хр

Из-за отсутствия магнитной связи между трансформатором и дрос­ селем поток реактивной катушки не влияет на поток трансформатора.

где Uрк — падение напряжения в индуктивном сопротивлении дрос­ селя при коротком замыкании дуги.

Как видно из последнего выражения, ток короткого замыкания ограничивается со|ротивлением дросселя. При отсутствии дросселя величина тока короткого замыкания была бы весьма значительной, так как сопротивления обмоток трансформатора невелики.§

§ 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА

Регулирование тока или напряжения дуги в трансформаторах этого типа производится, как и в трансформаторах СТН, путем изменения воздушного зазора в сердечнике дросселя.

Свойства такого способа регулирования, конструкция и основные особенности дросселей с изменяющимся воздушным зазором были подробно рассмотрены в главе VI. Как было показано в главе VI, регулирование плавное; нижний предел регулирования ограничи­ вается минимально допустимым зазором в сердечнике дросселя; верхний предел зависит от конструкции дросселя, т. е. от максималь­ ной величины зазора, при котором дальнейшее изменение его длины не оказывает существенного влияния на величину тока или напряже-

ния дуги. Для расширения пределов регулирования иногда прибегают к секционированию обмотки дросселя.

Та^как дроссель не имеет магнитной связи с трансформатором, то изменение зазора в его сердечнике не влияет на величину напря­ жения холостого хода. Следовательно, регулирование происходит при неизменном напряжении холостого хода (см. фиг. 72), что вполне допустимо для трансформаторов, рассчитанных на средние и большие сварочные токи.

Основным недостатком дросселей с изменяющимся воздушным зазором (см. гл. VI) является вибрация подвижных пакетов под действием пульсирующих усилий в дросселе.

Поток в сердечнике дросселя пропорционален падению напряже­ ния в индуктивном сопротивлении:

Uр = 4,44/ШрФр-10-8.

Если учесть, что при коротком замыкании

UpK^ U 0 = 4 M fw 2<P0-lO -\

то из сравнения этих выражений следует, что при равенстве витков wp = W2 величины потоков и соответственно площади поперечного сечения сердечников трансформатора и дросселя будут одного порядка. Обычно с целью некоторого уменьшения потока Фр и соот­ ветствующего уменьшения сердечника дросселя число витков обмотки дросселя wp вибирают несколько большим, чем число витков во вторичной обмотке трансформатора. В этом случае Фр < Ф0. Поэтому при одинаковой индукции площадь сечения сердечника дросселя несколько меньше, чем у трансформатора. Как было показано в главе VI, при уменьшении площади сечения сердечника дросселя уменьшаются усилия, действующие на подвижной пакет, и несколь­ ко увеличивается зазор в сердечнике при минимальных токах. Все это увеличивает надежность работы дросселя в эксплуатации.

§ 4. КОНСТРУКЦИЯ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТИПА СТЭ

В СССР в настоящее время выпускаются трансформаторы типа СТЭ с отдельным дросселем, предназначенные для ручной дуговой сварки: СТЭ-24 на номинальный ток 300 а и СТЭ-34 на 500 а. Схема трансформаторов этого типа была показана на фиг. 70. Пер­ вичная обмотка выполняется из изолированного обмоточного про­ вода, а вторичная — из голого провода. На каждом стержне раз­ мещены цилиндрические катушки первичной и вторичной обмоток, причем вторичная обмотка расположена сверху. Обмотка дросселя также выполняется из голого обмоточного провода. Сердечники дросселей РСТЭ имеют один изменяющийся воздушный зазор (см. фиг. 70 и 58, а). Регулирование осуществляется вручную при помощи винтового механизма для перемещения подвижного пакета. По­ движной пакет связан с указателем, который перемещается по шкале,

укрепленной на кожухе дросселя. Указатель показывает значение сварочного тока для данной величины зазора в дросселе при номи30 в. Для уменьшения вибраций

Uн —номинальное рабочее напряжение трансформатора.

иустранения перекосов подвижной пакет прижат двумя пружинами

кнеподвижной части сердечника.

Некоторые трансформаторы СТЭ-34, выпускаемыезаводом«Искра», имели дроссель типа РСТЭ-34-У, в которых обмотка была секциони­

Основные технические данные трансформаторов типа СТЭ ука­

заны в табл» 5.

До выпуска трансформаторов СТЭ-24 и СТЭ-34 изготовлялись аналогичные им по мощности и схеме трансформаторы типа СТЭ-22,

СТЭ-23 К СТЭ-32. Существенных принципиальных различий между этими трансформаторами и современной конструкцией трансфор­ маторов СТЭ нет.

Благодаря двухкорпусному исполнению, т. е. наличию отдель­ ного дросселя, расход активных и конструктивных материалов, и суммарный вес трансформаторов СТЭ с дросселем несколько выше, чем в однокорпусных трансформаторах одинаковой мощности. Однако вес единицы отдельно перемещаемого оборудования при двухкорпус­ ном исполнении меньше, чем при однокорпусном (на 50—70 кг). Кроме того, дроссель можно расположить вблизи рабочего места отдельно от трансформатора. В случае необходимости дроссель можно выключить из сварочной цепи, если место сварки расположено вдали от трансформатора. Поэтому трансформаторы типа СТЭ наи­ более рационально использовать в цехах с нестационарными рабо­ чими местами, а также на монтажных работах в условиях строитель­ ства и т. п. Трансформаторы с отдельными дросселями, как будет показано ниже (см. гл. IX), можно использовать также для одновременного питания нескольких сварочных постов, что позво­ ляет в некоторых случаях повысить использование мощных сва­ рочных трансформаторов.