3.第二章-弧焊变压器解析.ppt

《焊接电源》 * * * * 第二章 弧焊变压器 弧焊变压器是一种交流弧焊电源，结构简单，便于制造、维修，制造与使用成本低，电弧不如直流电弧稳定。 本章主要以一般变压器理论为基础，根据弧焊工艺的要求，阐明弧焊变压器的特殊性，陡降外特性的获得和焊接规范的调节方法。并介绍常见弧焊变压器的结构、原理和特点。 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 弧焊变压器的特点： （1）为稳弧要有一定的空载电压和较大的电感； （2）主要用于手工弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊，应具有下降的外特性； （2）为了调节电弧电流、电压，外特性应可调； （4）一般来讲，弧焊变压器的动特性都没有问题，因此不必考虑它的动特性。 变压器的作用及种类 作用：电能→磁能→电能 种类： 升压变压器、降压变压器 隔离变压器、自耦变压器 　　变压器是由铁心和线圈组成的。 铁心 线圈 铁心 线圈 　　1. 铁心：硅钢片叠压而成。小变压器也有用铁氧体或坡莫合金替代硅钢片。 　　变压器铁心一般分为心式和壳式两大类。 心式 壳式 　变压器的基本结构 　　2. 线圈(绕组)：小容量多用高强度漆包线绕制而成。一般有两个或以上绕组。接电源的绕组称为一次绕组，接负载的绕组称为二次绕组。 3．变压器冷却装置: 油箱、散热器等。 4．变压器的图形符号 1 2 3 4 u2 + - u1 + - u1、u2 分别为输入与输出电压 1、2 为一次绕组 3、4 为二次绕组 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 2.1.1 基本原理 在空载和负载两种情况下，通过对弧焊变压器的一、二次绕组中各个电参数间的关系方程（基本方程）、等效电路和矢量图的分析，弄清空载电压的建立，获得下降外特性的原理和调节焊接规范的方法。 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 2.1.1.1 基本方程式 1、空载　 如图2-1，在一次绕组上施加电压产生了空载电流和磁通。其中一部分经铁心闭合的为空载主磁通，它是耦合磁通；另一部分经空气闭合的为空载漏磁通。分别与W1、W2（一次、二次）绕组耦合，产生感应电动势，在二次输出端输出空载电压，上述电磁关系可表示为： 图2－1 变压器其空载运行情况 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 各电压之间的关系 由于变压器的磁通可被看作是按正弦规律来变化的 ，故有： 其有效值为： (2-1-1) 同理有， 令， ， 为耦合系数，其值在0～1之间变化， 它说明一次、二次绕组间耦合的紧密程度。 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 经推导得： (2-1-2) 上式表明：空载电压是由耦合磁通 （空载主磁通）建立。 变压器空载时有漏磁通 ，在一次绕组中就产生了漏抗电动势 或感抗压降 根据克氏第二定律，可写出变压器一次电路的复数电压方程式为： 式中， 分别为一次绕组的漏抗和电阻。 。 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 2、负载 如图2-2所示，在一次绕组上施加电压 ，二次绕组与负载 接通。 根据变压器基础知识 ,经计算可以得出： (2-1-12) 图2-2 变压器负载运行时的原理图 a）原理图 b）等效电路图 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 根据以上所述可以得出以下结论： (1) 式(2-12)、(2-12)或(2-14)是弧焊变压器的电压平衡方程式，也就是弧焊变压器的外特性方程式； (2) 式(2-12)说明不仅二次的漏抗，而且一次的漏抗也对二次的输出电压有影响。二者增大都使变压器的外特性下降得更加陡； (2) 在二次回路中串联电抗器，也可获得下降外特性； (4) 弧焊变压器的外特性方程也可写成如下形式： (2-1-12) (2-1-14) 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 2.1.1.1 等效电路 变压器一、二次电路是靠主磁通联系起来的。根据式(2-12)可画出图2-4a所示等效电路图，即用一个等效电路代替了两个相互间有磁联系的电路。 图2-4 弧焊变压器的等效电路 a）一般等效电路　　b）简化等效电路 2.1 弧焊变压器的基本原理和分类 2.1.2 弧焊变压器的分类 根据获得下降外特性的方法不同可分为： 串联电抗器式　由正常漏磁的变压器串联电抗器构成，按结构不同又分为： (1)分体式　变压器和电抗器是独立的个体。 (2)同体式　变压器与电抗器铁心组成一体，二者之间非但有电的串联，还有磁的联系。 增强漏磁式　该类变压器人为地增大了自身的漏抗，从而无需再串联电抗器就可获得下降特性。按增强和调节漏抗的方法不同又可分为： (1) 动铁