Результаты исследований группы "Инженеры" в проекте "Технология автоматической сварки"

Название проекта

Учебный проект: Технология автоматической сварки

Авторы и участники проекта

Студенты ФСПО

Гипотеза исследования

Мы предполагаем, что автоматическая сварка имеет достаточно широкое применение в современной строительной деятельности.

Результаты проведённого исследования

Существуют разные по мощности и конструкции виды сварочных трансформаторов; они предназначены для питания электрической дуги при ручной или машинной сварке, резке или наплавке металлов однофазным переменным током промышленной частоты 50 Гц.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства и работы сварочного трансформатора

Рис. 2. Устройство сварочного трансформатора СТН-500-1

Сварочный трансформатор преобразует электрическую энергию напряжением 220 или 380 В в электрическую энергию напряжением холостого хода 60 В, необходимую для дуговой сварки металла. Основными конструктивными элементами сварочного трансформатора (рис. 1) являются: магнитная система 2, обмотки ВН 1 и НН 3 и реактор (дроссель), предназначенный для регулирования вторичного тока — тока сварки путем изменения воздушного зазора магнитной цепи. Реактор состоит из неподвижной магнитной системы 4 и ее обмоток 5 и подвижной 6, изменяющей воздушный зазор между ними. При подсоединении, как указано на схеме, проводов от трансформатора и реактора к свариваемой детали 7 и электроду 8 посредством токодержателя 9 между ними возникает дуга, плавящая металл. В настоящее время сварочные трансформаторы изготовляют в однокорпусном исполнении: обмотки трансформатора и реактора размещены на общей магнитной системе и закрыты одним кожухом. На рис. 2 показан сварочный трансформатор типа СТН-500-1 (для сварки и наплавки металла). Его технические данные: первичное напряжение 380 и 220 В, вторичное напряжение холостого хода 60 В, номинальный сварочный ток 500 А, с регулированием в пределах 1500—700 А, номинальная мощность на зажимах вторичной цепи 15 кВт, потребляемая из сети 33 кВ-А. Магнитная система сварочного трансформатора СТН-500-1 собрана из покрытых лаком пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм и является общей для обмоток трансформатора и реактора. Обмотки трансформатора выполнены в виде цилиндрических катушек, каждая из которых состоит из двух слоев первичной обмотки 1 из изолированного алюминиевого провода и двух наружных слоев вторичной обмотки 2 из неизолированного алюминиевого провода.

Катушки насажены на стержни магнитной системы и соединены между собой при напряжении питающей электросети 380 В последовательно, при 220 В — параллельно. Между слоями обмоток и между обмотками проложены деревянные рейки, образующие воздушные каналы. Обмотки трансформатора выполнены с изоляцией класса А и для обеспечения влагостойкости пропитаны лаком и запечены. Обмотки 4 реактора выполнены из неизолированного алюминиевого провода с асбестовыми прокладками, пропитанными теплостойким лаком. В верхнем ярме магнитной системы (на участке реакторной обмотки) имеется разъем — воздушный зазор, регулирование которого осуществляется перемещением подвижного пакета 5, набранного из пластин электротехнической стали. В подвижный пакет вмонтирована гайка, в которую входит ходовой винт 6. Рукоятка 7 винта выведена наружу кожуха 10. Подвижный пакет прижат книзу с помощью двух пружин 8, это обеспечивает отсутствие значительной вибрации и гудения. Ходовой винт перемещается в специальной планке, прикрепленной к рамке, приваренной к остову трансформатора. Если рукоятки вращать по часовой стрелке, то зазор увеличивается, уменьшается индуктивное сопротивление, и, следовательно, возрастает сварочный ток, если против часовой стрелки, то сварочный ток уменьшается. Для указания значения сварочного тока в конструкции трансформатора предусмотрен механизм, состоящий из токоуказателя, закрепленного на угольниках активной части, и сектора, вращающегося на оси под воздействием рукоятки ходового винта. На секторе закреплена шкала механического токоуказателя, которая отградуирована в амперах и указывает значения сварочного тока при номинальном напряжении подводимой сети и при напряжении 30 В на выводных зажимах вторичной обмотки. С торцовых сторон трансформатора закреплены пластмассовые доски с зажимами: к зажимам 3 подведены концы первичной обмотки (220 или 380 В), а к зажимам 9 — конец вторичной обмотки и один конец реакторной обмотки. Вторые концы вторичной и реакторной обмоток соединены между собой внутри кожуха. Трансформатор снабжен емкостным фильтром, предназначенным для ослабления помех радиоприему, создаваемых трансформатором при сварке. Конденсаторы фильтра (два по 0,01 мкФ) смонтированы на задней стороне доски зажимов ВН и подключены к зажимам первичной обмотки трансформатора и к заземленному кожуху. При пробое конденсатора первичная обмотка соединяется с кожухом, что может быть опасным для жизни обслуживающего персонала; поэтому включение трансформатора в сеть без заземления не допускается! Для перемещения трансформатор имеет четыре колеса 11 и две ручки. В боковых стенках кожуха 10 трансформатора находятся отверстия, служащие для естественного охлаждения активной части воздухом. Кожух защищает трансформатор от попадания внутрь атмосферных осадков, благодаря чему трансформатор может работать на открытом воздухе, и от случайных механических повреждений активной части. Измерительные трансформаторы. В современных электротехнических установках напряжение достигает 750 кВ и выше, а токи измеряются десятками килоампер и более. Для непосредственного их измерения потребовались бы очень громоздкие и дорогостоящие электроизмерительные приборы. В отдельных случаях такие измерения были бы совсем невозможны. Кроме того, при обслуживании приборов, непосредственно подключенных к сети высокого напряжения, обслуживающий персонал подвергался бы большой опасности поражения током. Применение измерительных трансформаторов расширяет пределы измерения обычных электроизмерительных приборов и одновременно изолирует их от цепей высокого напряжения. Измерительные трансформаторы применяют для подключения амперметров, вольтметров, ваттметров, приборов релейной защиты и электроавтоматики, счетчиков для учета выработки и расхода электрической энергии. От их работы зависит точность учета электрической энергии и измерения электрических параметров, правильность и надежность действия релейной защиты при повреждениях электрического оборудования и линий электропередачи.