Регулировка трансформатора тока: A potentially dangerous Request.Path value was detected from the client (?).

Содержание

Схема сварочного трансформатора с электронной регулировкой тока

Тем, кто любит мастерить всё своими руками, предлагается сделать компактное и надёжное устройство для электросварки изделий из конструкционных сталей электродами диаметром 2-5 мм. Питание его осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, что довольно-таки удобно и при работе в домашних условиях, и «на выезде». А наличие встроенного электронного регулятора позволяет к тому же плавно изменять сварочный ток от 20 А до 200 А, что, в свою очередь, дает возможность прочно соединять детали различной толщины и с большим качеством.

Принципиальная электрическая схема сварочного трансформатора с электронной регулировкой тока:

Как следует из принципиальной электрической схемы (см. рис.), в основе данного устройства — разновидность тиристорного регулятора, получившего широкое распространение в последнее время. Оно и понятно. Ведь такое техническое решение позволяет использовать здесь весьма доступные материалы и детали, что важно для повторения и в «центре», и в условиях «глубинки».

«Сварочник» состоит из собственно силового трансформатора Т1, регулирующих тиристоров VS1 и VS2, включённых в цепь силовой обмотки II, и блока электронной регулировки, вырабатывающего управляющие импульсы. Дополнительная обмотка III стабилизирует горение дуги и позволяет улучшить процесс образования шва в начальный момент сварки. Ну а что касается обмотки IV, то она служит для питания блока электронной регулировки тока.

Трансформатор Т1 изготовлен на основе статорного сердечника от асинхронного двигателя переменного тока мощностью 15…18,5 или 22 кВт. По методике, о которой журнал уже не раз рассказывал своим читателям (см., например, № 8’92, 11’95). Напомним лишь, что электродвигатель разбирают, и статор вместе с обмотками извлекают из корпуса.

В случае затруднений последний можно даже разбить (конечно, с соблюдением необходимых предосторожностей).

Прежние обмотки вырубают зубилом. Остатки удаляют, не повреждая, однако, сами статорные пластины. Магнитопровод обматывают затем несколькими слоями стеклоткани или киперной ленты. Причём в последнем случае изолирующий материал промазывают эпоксидным клеем. Или — простым масляным лаком (например, марки ПФ-231).

Первичную обмотку трансформатора выполняют проводом марок ПЭВ-2 (медный) или АПСО (алюминиевый) диаметром 2,5 мм. Содержать она должна 220 витков, которые наматывают равномерно по всему сечению магнитопровода.

Если же провода требуемого диаметра нет, то можно обмотку выполнить двумя проводами. Важно лишь, чтобы суммарное сечение здесь составляло 5 мм . Для удобства намотки используют челнок, на котором предварительно размещают требуемое количество провода.

Получившуюся обмотку I изолируют 2-3 слоями стеклоткани или киперной ленты. Затем нелишне проверить всё на наличие короткозамкнутых витков. Для этого обмотку включают в обычную сеть с напряжением 220 В и убеждаются, что ток в цепи обмотки находится в пределах 0,3-0,5 А, Если замеренное значение превышает указанное, то ничего не остается, кроме как более аккуратно перемотать все 220 витков.

Вторичную обмотку II выполняют уже проводом сечением 35 мм3. Витков у неё поменьше, всего 60. А в качестве провода здесь вполне подойдёт медная или алюминиевая шина с надёжной изоляцией.

Рядом с обмоткой II на магнитопроводе размещают обмотку III, которая также содержит 60 витков, но уже — провода марки ПЭВ-2 диаметром 2,5 мм. А вот у обмотки IV — 40 витков ПЭВ-2 0,7 мм. Причём предусмотрен отвод от середины. Изолируются все вторичные обмотки так же основательно, как и первичная.

После окончательной намотки следует снова испытать трансформатор на холостом ходу. Методика здесь практически та же. Отличие лишь в том, что при указанном ранее значении тока на обмотках II и III должно быть напряжение 220 В, на обмотке IV — 40В.

В основе блока электронной регулировки тока лежит схема аналогичного устройства промышленного изготовления ТС-200. Монтаж выполняется печатным или навесным способом. Но в любом случае для этого блока предусматривается надёжный корпус.

Трансформатор Т2 наматывается на магнитопроводе Ш16 с толщиной набора 16 мм. Обмотка I содержит 140 витков провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. У II- всего 70 витков ПЭВ-2 0,1 мм, а у III и IV — по 90 витков ПЭВ-2 0,5 мм.

Самодельное устройство в сборе:

1 — трансформатор, 2 — радиатор (2 шт.), 3 — тиристор (2 шт.), 4 — пластина верхняя, 5 — брусок, 6 — ручка для переноски, 7 — панель блока регулировки, 8 — потенциометр R-12, 9 — болт М12 с гайкой (2 шт., для крепления сварочного кабеля), 10 — болт М12 стяжной с гайкой и шайбами, 11 — пластина нижняя, 12 — скоба крепления сетевого кабеля, 13 — кабель сетевой.

Резисторы R1…R9 — типа МЛТ-0,5. В качестве R10 и R11 как нельзя лучше подойдут МЛТ-2, а для R12 — СП2-6А. Конденсаторы С1 и С3 целесообразнее использовать типа К50-6.

А что касается С2 и С4, то здесь предпочтительнее К73. Тиристоры VS1 и VS2 — ТЛ-200 или им подобные. Устанавливаются на теплоотводах с общей поверхностью 1000 мм3 каждый.

Блок, собранный из исправных деталей и без ошибок, в наладке не нуждается. Ну а если что-то вдруг не заладится — проверьте монтаж. Обратите внимание на правильность подсоединения обмоток у трансформатора Т2 и на соблюдение указанной в схеме полярности.

Работу блока можно легко проверить с помощью осциллографа. Для этого выходы 4-5 и 6-7 нагружают резисторами сопротивлением по 50 Ом и мощностью 0,5 Вт. Подсоединив прибор сначала к одному выходу, а затем — к другому, убеждаются, что перемещением движка резистора R12 изменяется скважность импульсов.

При отсутствии осциллографа работоспособность блока можно проверить и с помощью вольтметра переменного тока. Причём не подключая обмотку III При правильной работе блока с изменением сопротивления резистора R12 напряжение в точках 9-10 должно плавно меняться от 0 до 60 В.

Возможный вариант конструкции «сварочника» представлен на иллюстрации. Трансформатор Т1 закреплён, как это хорошо видно, на круглом 400-мм основании из 10-мм текстолита или 15-мм фанеры. Причём под него следует подложить два бруска из твёрдого дерева сечением 30×30 мм и длиной 350 мм — для надлежащей циркуляции воздуха, улучшения охлаждения.

К основанию трансформатор крепится при помощи стяжного болта М12 соответствующей длины и такой же, как и снизу, пластины. Сверху на радиаторах размещаются тиристоры.

Ручки для переноски трансформатора изготавливаются из стальной трубы диаметром 0,5». На них крепятся две текстолитовые пластины толщиной 5 мм. Одна из них служит для установки блока регулировки тока, потенциометра R12, а также подсоединяемого на болтах М12 сварочного кабеля.

На второй пластине закреплены две скобы для намотки сетевого кабеля после окончания работы. Здесь же можно установить и автоматический выключатель, рассчитанный на ток не менее 25 А.

Впрочем, конструкция сварочного агрегата может быть и другой. Его, например, легко разместить в «целостном» корпусе (предусмотрев, соответственно, специальные вентиляционные отверстия или даже малогабаритный вентилятор для обдува). Однако как бы при этом не ухудшился тепловой режим!

Ведь даже в конструкции «свободно продуваемого» трансформатора, которая изображена на рисунке, приходится после каждого часа работы предусматривать 10-минутный перерыв.

Сварку производят электродами марки Э-5РА УОНИ-13/55-2,5 УД-1. Диаметр, как уже указывалось,- от 2 до 5 мм. Вставляют нужный электрод в надёжный и удобный электрододержатель (см. описания таковых в № 11’87, 1’90, 10’94 нашего журнала), включают названные выше устройства — и за дело.

Естественно, с соблюдением техники безопасности. С технологией же сварки можно ознакомиться в соответствующих пособиях.

М. ТЕРЛЕЦКИЙ, Санкт-Петербург. Моделист-конструктор 1996 №3.

Регулировка сварочного тока по вторичке тиристорами

Одна из главных составляющих по-настоящему качественного шва — это правильная и точная настройка сварочного тока в соответствии с поставленной задачей. Опытным сварщикам часто приходится работать с металлом разной толщины, и порой стандартной регулировки min/max недостаточно для полноценной работы. В таких случаях возникает необходимость многоступенчатой регулировки тока, с точностью до ампера. Эту проблему можно легко решить путем включения в цепь дополнительного прибора — регулятора тока.

Ток можно регулировать по вторичке (вторичной обмотке) и по первичке (первичной обмотке). При этом каждый из способов настройки трансформатора для сварки имеет свои особенности, которые важно учитывать. В этой статье мы расскажем, как осуществляется регулировка тока в сварочных аппаратах, приведем схемы регуляторов для сварочного полуавтомата, поможем грамотно выбрать регулятор сварочного тока по первичной обмотке для сварочного трансформатора.

Простой и надежный регулятор постоянного тока для сварки и зарядки

Предлагается конструкция удобного и надёжного регулятора постоянного тока. Диапазон изменения им напряжения — от 0 до 0,86 U2, что позволяет использовать этот ценный прибор для различных целей. Например, для зарядки аккумуляторных батарей большой ёмкости, питания электронагревательных элементов, а главное — для проведения сварочных работ как обычным электродом, так и из нержавеющей стали, при плавной регулировке тока.
Принципиальная электрическая схема регулятора постоянного тока.

График, поясняющий работу силового блока, выполненного по однофазной мостовой несимметричной схеме (U2 — напряжение, поступающее со вторичной обмотки сварочного трансформатора, alpha — фаза открывания тиристора, t — время).

Регулятор может подключаться к любому сварочному трансформатору с напряжением вторичной обмотки U2=50. 90В. Предлагаемая конструкция очень компактна. Общие габариты не превышают размеры обычного нерегулируемого выпрямителя типа «мостик» для сварки постоянным током.

Схема регулятора состоит из двух блоков: управления А и силового В. Причём первый представляет собой не что иное, как фазоимпульсный генератор. Выполнен он на базе аналога однопереходного транзистора, собранного из двух полупроводниковых приборов n-p-n и p-n-p типов. С помощью переменного резистора R2 регулируется постоянный ток конструкции.

В зависимости от положения движка R2 конденсатор С1 заряжается здесь до 6,9 В с различной скоростью. При превышении же этого напряжения транзисторы резко открываются. И С1 начинает разряжаться через них и обмотку импульсного трансформатора Т1.

Тиристор, к аноду которого подходит положительная полуволна (импульс передаётся через вторичные обмотки), при этом открывается.

В качестве импульсного можно использовать промышленные трёхобмоточные ТИ-3, ТИ-4, ТИ-5 с коэффициентом трансформации 1:1:1. И не только эти типы. Хорошие, например, результаты дает использование двух двухобмоточных трансформаторов ТИ-1 при последовательном соединении первичных обмоток.

Причём все названные типы ТИ позволяют изолировать генератор импульсов от управляющих электродов тиристоров.

Только есть одно «но». Мощность импульсов во вторичных обмотках ТИ недостаточна для включения соответствующих тиристоров во втором (см. схему), силовом блоке В. Выход из этой «конфликтной» ситуации был найден элементарный. Для включения мощных использованы маломощные тиристоры с высокой чувствительностью по управляющему электроду.

Силовой блок В выполнен по однофазной мостовой несимметричной схеме. То есть тиристоры трудятся здесь в одной фазе. А плечи на VD6 и VD7 при сварке работают как буферный диод.

Монтаж? Его можно выполнить и навесным, базируясь непосредственно на импульсном трансформаторе и других относительно «крупногабаритных» элементах схемы. Тем более что соединяемых в данную конструкцию радиодеталей, как говорится, минимум-миниморум.

Прибор начинает работать сразу, без каких-либо наладок. Соберите себе такой — не пожалеете.

Эксплуатация балластного соединения

Показатель балластного сопротивления регулирующего аппарата находится на уровне 0,001 Ом. Он подбирается путём эксперимента. Непосредственно для получения сопротивления, преимущественно используется сопротивление проволоки больших мощностей, их применяют в троллейбусах или на подъёмниках.

Уменьшить сварочное напряжение высокой частоты, можно даже используя стальную пружину для двери.

Такое сопротивление включается стационарно или по-другому, чтобы в будущем была возможность с легкостью отрегулировать показатели. Один край этого сопротивления подключается к выходу конструкции трансформатора, другой обеспечивается специальным инструментом для зажима, который сможет перекидываться по всей длине спирали, что позволит выбрать нужную силу напряжения. Основная часть резисторов с использованием проволоки большой мощности, производится в виде открытой спирали. Она монтируется на конструкцию в длину полметра. Таким образом, спираль делается также из проволоки ТЭНа. Когда резисторы, изготовленные из магнитного сплава скооперировать со спиралью или любой деталью из стали, в процессе работы прохождения тока с высокими показателями, она начнёт заметно дрожать. Такой зависимостью спираль обладает только до того момента, пока она не растянется.

Тиристорная схема регулятора тока для сварочного аппарата

  • 11 июля
  • 2976 просмотров
  • комментариев
  • 53 рейтинг

В этом материале рассмотрим способы регулировки сварочного тока. Схемы регуляторов тока для сварочного аппарата разнообразны. Они имеют свои достоинства и недостатки. Постараемся помочь читателю выбрать регулятор тока для сварочного аппарата.

Схема сварочного аппарата.

Общие понятия

Общеизвестен принцип дуговой сварки. Освежим в памяти основные понятия. Чтобы получить сварочное соединение, необходимо создать дугу. Электрическая дуга возникает при подаче напряжения между сварочным электродом и поверхностью свариваемого материала. Ток дуги расплавляет металл, образуется расплавленная ванна между двумя торцами. После остывания шва получаем крепкое соединение двух металлов.

Схема дуговой сварки.

В России переменный ток регламентирован частотой 50 Гц. Питание для сварочного аппарата подается от сети фазным напряжением 220 В. Сварочные трансформаторы имеют две обмотки: первичную и вторичную. Вторичное напряжение трансформатора составляет 70 В.

Разделяют ручной и автоматический режим сварки. В условиях домашней мастерской сварку проводят в ручном режиме. Перечислим параметры, которые изменяют в ручном режиме:

  • сила тока сварки;
  • напряжение дуги;
  • скорость сварочного электрода;
  • количество проходов на шов;
  • диаметр и марка электрода.

Полупроводниковые приборы

Создание мощных полупроводниковых приборов, способных работать с большими токами и напряжениями, позволило разработать сварочные аппараты нового типа.

Они стали способны менять не только сопротивление вторичной цепи и фазы, но и изменять частоту тока, его форму, что также влияет на характеристики сварочной дуги. В традиционном трансформаторном сварочном аппарате используется регулятор сварочного тока на базе тиристорной схемы.

Power Electronics

В инете выложили схему регулятора тока на индуктивную нагрузку.Хотелось узнать мнение коллег по этому девайсу.

Последний раз редактировалось навигатор!! 23-02, 20:30, всего редактировалось 2 раз(а).

На втором рисунке

вроде как стабилизатор дуги прикручен (arc ignition device). Поэтому, в принципе, варить будет и без дросселя. Это получается разновидность тиристорного сварочного трансформатора. Подобные описаны в книге Закса, которая лежит в разделе Книги и журналы.

Чуть позже напишу. Имею опыт эксплуатации такого аппарата, то есть на выходе мост с двумя тиристорами, но без дросселя.

Продолжаю. Итак, в журнале «Радио» №7.1996г., была предложена схема аппарата в котором как регулировка выходного тока, так и формирование требуемого наклона характеристики, осуществляются способом управления углом отсечки синусоидального напряжения. С текстом статьи можно познакомиться, например здесь: https://www.qrz.ru/schemes/contribute/digest/svarka04.shtml Автор показывает, что паузы в горении дуги, на устойчивость её, не влияют фатальным способом, если длительность пауз меньше 50 мс (предельно допустимое время восстановления выходного напряжения, после короткого замыкания, каплями расплава например). Опыт эксплуатации аппарата, построенного с учётом рекомендаций из упомянутой журнальной статьи, выявил: — изготовленный экземпляр аппарата неплохо варит электродами для переменного тока. УОНИ, несмотря на выход на постоянном токе, не «горят», ИМХО, не из за самих по себе пауз, а из за довольно низкого напряжения холостого хода — 42в. — с неприхотливыми к данному параметру электродами (а это, к сожалению, переменка), устойчивость горения в принципе хорошая. Временами, всё таки, наблюдается некоторая трудность в зажигании. — на самых малых токах (напряжение хх устанавливается выше, время горения дуги — меньше) дуга буквально резиновая, тянется за электродом так, что это реально мешает работе. Но недостаток этот может быть относительно легко устранён доработкой схемы.

Простой регулятор тока сварочного трансформатора. Регулировка трансформатора тока

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.Наиболее оптимальный вариант — еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы — широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе — работает не иначе, как «часики». Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока рис.2.

Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети. Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно. Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами рис.3.

Изменение магнитного потока


Данный способ управления используется в трансформаторных аппаратах сварки. Изменяя магнитный поток, меняют коэффициент полезного действия трансформатора, это в свою очередь меняет величину сварочного тока.

Регулятор работает за счет изменения зазора магнитопровода, введения магнитного шунта или подвижности обмоток. Изменяя расстояние между обмотками, меняют магнитный поток, что соответственно сказывается на параметрах электрической дуги.

На старых сварочных аппаратах на крышке находилась рукоятка. При ее вращении вторичная обмотка поднималась или опускалась за счет червячной передачи. Этот способ практически изжил себя, он использовался до распространения полупроводников.

Трансформаторы тока. Виды и устройство. Назначение и работа

В системе обеспечения электрической энергией трансформаторы выполняют различные функции. Конструкции классического вида применяются для изменения определенных свойств тока до значений, наиболее подходящих для осуществления измерений. Существуют и другие виды трансформаторов, которые выполняют задачи по корректировке свойств напряжения до значений, подходящих наилучшим образом для последующего распределения и передачи электроэнергии. Трансформаторы тока согласно своему назначению имеют особенности конструкции, и перечень основных и вспомогательных функций.

Назначение

Основной задачей такого трансформатора является преобразование тока. Он корректирует свойства тока с помощью первичной обмотки, подключенной в цепь по последовательной схеме. Вторичная обмотка измеряет измененный ток. Для такой задачи установлены реле, измерительные приборы, защита, регуляторы.

По сути дела, трансформаторы тока – это измерительные трансформаторы, которые не только измеряют, но и осуществляют учет с помощью приборов. Запись и сохранение рабочих параметров тока нужно для рационального применения электроэнергии при ее транспортировке. Это одна из функций трансформатора тока. Модели конструкций бывают преобразующего типа и силовые варианты исполнений.

Устройство

Обычно все варианты исполнений трансформаторов подобного вида снабжены магнитопроводами с вторичной обмоткой, которая при эксплуатации нагружена определенными значениями параметров сопротивления. Выполнение показателей нагрузки важно для дальнейшей точности измерений. Разомкнутая цепь обмотки не способна создавать компенсации потоков в сердечнике. Это дает возможность чрезмерному нагреву магнитопровода, и даже его сгоранию.

С другой стороны, магнитный поток, образуемый первичной обмоткой, имеет отличие в виде повышенных эксплуатационных характеристик, что также приводит к перегреву магнитопровода. Сердечник трансформатора тока изготавливают из нанокристаллических аморфных сплавов. Это вызвано тем, что трансформатор может работать с более широким интервалом эксплуатационных величин, которые зависят от класса точности.

Отличие от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Виды
Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:
  • Сухие.
  • Тороидальные.
  • Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Принцип работы и применение

При эксплуатации в цепях с большим током появляется необходимость использовать небольшие устройства, которые бы помогали контролировать нужные параметры тока бесконтактным методом. Для таких задач широко применяются токовые трансформаторы. Они измеряют ток, а также выполняют много вспомогательных функций.

Такие трансформаторы производятся в значительном количестве и имеют разные формы и модели исполнения. Отличительными параметрами этих устройств является интервал измерения, класс защиты устройства и его конструкция.

В настоящее время новые трансформаторы тока работают по простому методу, который был известен в то время, когда появилось электричество. При действии с нагрузкой в проводе образуется электромагнитное поле, улавливающееся чувствительным прибором (трансформатором тока). Чем сильнее это поле, тем больший ток проходит в проводе. Нужно только рассчитать коэффициент усиления прибора и передать сигнал в управляющую цепь, либо в цепь контроля.

Трансформаторы выполняют функцию рамки на силовом проводе и реагируют на значение сети питания. Современные измерительные трансформаторы выполнены из большого числа витков, имеют хороший коэффициент трансформации. Во время настройки устройства определяют вольтамперные свойства для расчета точки перегиба кривой. Это нужно для выяснения участка графика с интервалом устойчивости функции трансформатора, который также имеет свой коэффициент усиления.

Кроме задач измерения, измеритель дает возможность разделить цепи управления и силовые цепи, что является важным с точки зрения безопасности. Применяя современные трансформаторы тока, получают сигнал небольшой мощности, не опасный для человека и удобный в работе.

В качестве нагрузки такого устройства может быть любой прибор измерения, который может работать с ним. При большом расстоянии оказывает влияние внутреннее сопротивление линии. В этом случае прибор калибруют. Также, сигнал можно передавать в цепь защиты и управления на основе электронных приборов.

С помощью них производят аварийное отключение линий. Приборы производят контроль сети, определяют нужные параметры. При проектировании встает задача по подбору прибора для измерения и контроля. Трансформаторы выбирают по средним параметрам сети и конструкции прибора измерения. Чаще всего мощные установки комплектуются своими измерительными устройствами.

На современном производстве широко применяются измерительные трансформаторы. Также они нашли применение и в обыденной жизни. Чувствительные приборы осуществляют защиту дорогостоящего оборудования, создают безопасные условия для человека. Они работают в электроцепях, создавая контроль над эксплуатационными параметрами.

Коэффициент трансформации

Этот коэффициент служит для оценки эффективности функционирования трансформатора. Его значение по номиналу дается в инструкции к прибору. Коэффициент означает отношение тока в первичной обмотке к току вторичной обмотки. Это значение может сильно меняться от числа секций и витков.

Нужно учитывать, что этот показатель не всегда совпадает с фактической величиной. Есть отклонение, определяемое условиями работы прибора. Назначение и метод работы определяют значения погрешности. Но этот фактор также не может быть причиной отказа от контроля коэффициента трансформации. Имея значение погрешности, оператор сглаживает ее аппаратурой специального назначения.

Установка

Простые трансформаторы тока, работающие на шинах, устанавливаются очень просто, и не требуют инструмента или техники. Прибор ставится одним мастером при помощи крепежных зажимов. Стационарные требуют оборудования фундамента, монтажа несущих стоек. Каркас крепится сваркой. К этому каркасу монтируется аппаратура. Комплект оснащения зависит назначение устройства и его особенности.

Подключение

Чтобы облегчить процесс соединения проводов с устройством, изготовители маркируют комплектующие детали цифровым и буквенным обозначением. С помощью такой маркировки операторы, которые обслуживают устройство, могут легко сделать соединение элементов.

Способ подключения взаимосвязан с устройством, принципом работы и назначением прибора. Также оказывает влияние и схема обслуживаемой сети. Трехфазные линии с нейтралью предполагают установку прибора только на двух фазах. Эта особенность вызвана тем, что электрические сети на напряжение 6-35 киловольт не оснащены нулевым проводом.

Контроль

Это мероприятие состоит из разных операций: визуальный осмотр, дается оценка всей конструкции, проверяется маркировка, паспортные данные и т.д. Далее, осуществляется размагничивание трансформатора с помощью медленного повышения тока на первичной обмотке. Далее, величину тока уменьшают.

Затем готовят главные мероприятия по измерению параметров. Поверка основывается на оценке правильности полярности клемм катушек по нормам, также определяют погрешность с дальнейшей сверкой с паспортными данными.

Безопасность

Основные опасности при функционировании измерительных трансформаторов обусловлены качеством намотки катушек. Необходимо учитывать, что под витками действует основа из металла, которая в открытом виде создает опасность и угрозу для обслуживающего персонала.

Поэтому создается график обслуживания, по которому проводится периодическая проверка устройства. Персонал обязан следить за состоянием обмоток катушек. Перед проведением проверки трансформатор отключается и подключаются шунтирующие закоротки и заземление обмотки.

Похожие темы:

Регулировка сварочного тока | Лаборатория сварки

Существуют различные способы регулировки сварочного тока, но, можно сказать, что самое широкое распространение в народе получил очень простой и надежный способ регулировки тока — с помощью включенного на выходе вторичной обмотки балластного сопротивления. Способ не только прост и надежен, но к тому же полезен, так как улучшает внешнюю характеристику трансформатора, увеличивая крутизну ее падения. В некоторых случаях балластные сопротивления применяются сугубо для исправления жесткой характеристики сварочного аппарата.

Величина балластного сопротивления для регулятора сварочного тока составляет порядка сотых-десятых долей Ома и подбирается, как правило, экспериментально. В качестве балластного сопротивления издавна применяются мощные проволочные сопротивления, использовавшиеся в подъемных кранах, троллейбусах, или отрезки спиралей ТЭНов (теплоэлектронагревателей), куски толстой высокоомной проволоки. Несколько уменьшить ток можно даже с помощью растянутой дверной пружины из стали. Балластное сопротивление может включаться либо стационарно.


Схема регулятора сварочного тока

Либо так, чтобы потом можно было относительно легко регулировать сварочный ток. Один конец такого сопротивления подключается к выходу трансформатора, а конец сварочного провода оборудуется съемным зажимом, который легко перебрасывается по длине спирали сопротивления, выбирая нужный ток.


Схема регулировки сварочного тока
Нихромовая проволока в качестве балластного сопротивления (диаметром 4 мм и длиной 8 м). Проволока может быть и меньшего диаметра, и при этом будет нужна меньшая длина, но она будет больше нагреваться.
Регулирование сварочного тока балластным сопротивлением

Большинство проволочных резисторов большой мощности изготовлены в виде открытой спирали, установленной на керамический каркас длиной до полуметра, как правило, в спираль смотана и проволока от ТЭНов. Если резистор изготовлен из магнитных сплавов, то в случае его спиральной компоновки, а тем более с какими-либо стальными элементами конструкции внутри спирали, при прохождении больших токов спираль начинает сильно вибрировать. Ведь спираль — это тот же соленоид, а огромные сварочные токи порождают мощные магнитные поля. Уменьшить влияние вибраций можно, растянув спираль и зафиксировав ее на жесткой основе. Кроме спирали, проволоку можно сгибать также змейкой, что тоже уменьшает размеры готового резистора. Сечение токопроводящего материала резистора следует подбирать побольше, потому что при работе он сильно греется. Слишком тонкая проволока или лента будет раскаляться докрасна, хотя даже это, в принципе, не исключает эффективность использования ее в качестве регулятора тока для сварочного аппарата. О реальном значении сопротивления балластных проволочных резисторов судить трудно, так как в нагретом состоянии свойства материалов сильно меняются.

В промышленных сварочных аппаратах способ регулировки тока с помощью включения активных сопротивлений, из-за их громоздкости и нагрева, не получил распространения. Зато очень широко применяется реактивное сопротивление — включение во вторичную цепь дросселя. Дроссели имеют разнообразные конструкции, часто объединенные с магнитопроводом трансформатора в одно целое, но сделаны так, что их индуктивность, а значит, реактивное сопротивление регулируется, в основном, перемещением частей магнитопровода. Заодно дроссель улучшает процесс горения дуги.

Регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Через регулирующие устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости. Другое неудобство — переключение. Для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи примерно в пять раз меньше, переключатели для которых являются ширпотребом. Последовательно с первичной обмоткой, так же, как и в предыдущем случае, можно включать балластные сопротивления. Только в этом случаи сопротивление резисторов должно быть на порядок большим, чем в цепи вторичной обмотки. Так, батарея из нескольких параллельно соединенных резисторов ПЭВ-50…100 суммарным сопротивлением 6-8 Ом способна понизить выходной ток вдвое, а то и втрое, в зависимости от конструкции трансформатора. Можно собрать несколько батарей и установить переключатель. Если же в распоряжении нет мощного переключателя, то можно обойтись несколькими выключателями. Установив резисторы по схеме изображенной ниже, можно, например, сделать регулятор сварочного тока с комбинацией: 0; 4; 6; 10 Ом.


Регулятор тока для сварочного аппарата
Резисторы ПЭВ

Правда, при включении балластного сопротивления в первичной цепи, теряется выгода, которую придает сопротивление во вторичной, — улучшение падающей характеристики трансформатора. Но зато и к каким-либо отрицательным последствиям в горении дуги включенные по высокому напряжению резисторы не приводят: если трансформатор хорошо варил без них, то с добавочным сопротивлением в первичной обмотке он варить будет.

В режиме холостого хода трансформатор потребляет небольшой ток, а значит, его обмотка обладает значительным сопротивлением. Поэтому дополнительные несколько Ом практически никак не сказываются на выходном напряжении холостого хода.

Вместо резисторов, которые при работе будут сильно греться, в цепь первичной обмотки можно установить реактивное сопротивление — дроссель.


Самодельный дроссель

Эту меру следует рассматривать скорее как выход из положения, если никаких других средств понижения мощности не имеется. Включение реактивного сопротивления в цепь высокого напряжения может сильно понижать выходное напряжение холостого хода трансформатора. Падение выходного напряжения наблюдается у трансформаторов с относительно большим током холостого хода — 2-3А. При незначительном потреблении тока — порядка 0,1А — падение выходного напряжения почти незаметно. Кроме того, включенный в первичной обмотке трансформатора, дроссель может приводить к некоторому ухудшению сварочных характеристик трансформатора, хотя и не настолько, чтобы его нельзя было эксплуатировать. В последнем случае все еще сильно зависит от свойств конкретного трансформатора. Для некоторых сварочных аппаратов, включение дросселя в первичную цепь трансформатора никак не сказывается, по крайней мере согласно субъективным ощущениям, на качестве горения дуги.

В качестве дросселя сварочного аппарата, для регулировки тока, можно использовать готовую вторичную обмотку какого-нибудь трансформатора, рассчитанного да выход около 40В и мощностью 200-300 Вт, тогда ничего переделывать не придется. Хотя все же лучше сделать самодельный дроссель, намотав провод на отдельном каркасе от такого же трансформатора — 200-300 Вт, например от телевизора, сделав отводы через каждые 30-60 витков, подключенные к переключателю.


Схема обмотки дросселя для сварочного аппарата

Самодельный дроссель можно изготовить и на незамкнутом — прямом сердечнике. Это удобно, когда уже есть готовая катушка с несколькими сотнями витков подходящего провода. Тогда внутрь нее надо набить пакет прямых пластин из трансформаторного железа. Необходимое реактивное сопротивление выставляется подбором толщины пакета, ориентируясь по сварочному току трансформатора. Для примера: дроссель, изготовленный из катушки, содержащей предположительно около 400 витков провода диаметром 1,4 мм, был набит пакетом железа с общим сечением 4,5 см2, длиной, равной длине катушки, 14 см. Это позволило уменьшить сварочный ток трансформатора 120А примерно в два раза. Дроссель такого типа можно сделать и с регулируемым реактивным сопротивлением. Для этого можно менять глубину ввода стержня сердечника в полость катушки. Катушка без сердечника обладает низким сопротивлением, при полностью введенном стержне ее сопротивление максимально. Дроссель, намотанный подходящим проводом, мало греется, но у него сильно вибрирует сердечник. Это надо учитывать при стяжке и фиксации набора пластин железа.

Для самодельных сварочных аппаратов легче всего, еще при намотке обмоток, сделать их с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно разве что для подстройки тока, нежели для его регулировки в широких пределах. Ведь, чтобы уменьшить ток в 2-3 раза, придется слишком увеличивать количество витков первичной обмотки, что неизбежно приведет к падению напряжения во вторичной цепи. Либо же придется наращивать витки всех катушек, что приведет к чрезмерному расходу провода, увеличению габаритов и массы трансформатора.

Для более тонкой регулировки сварочного тока в меньшую сторону, можно использовать индуктивность сварочного кабеля, укладывая его кольцами. Но не стоит перебарщивать, т.к. кабель будет нагреваться.

В последнее время некоторое распространение получили тиристорные и симисторные схемы регулировки тока сварки. При подаче на управляющий вывод тиристора или симистора напряжения определенной величины регулятор открывается и начинает свободно пропускать через себя ток. В схемах регулирования тока, работающих от переменного напряжения, управляющие импульсы обычно поступают на каждом полупериоде. Регулятор открывается в строго определенные (задаваемые) моменты времени, обрезая таким образом начало каждого полупериода синусоиды тока, что уменьшает суммарную мощность проходящего электрического сигнала.


Осциллограмма для трансформатора с тиристорным регулятором

Естественно, ток и напряжение после этого не имеют синусоидальную форму. Такие схемы позволяют регулировать мощность в широких пределах. Человек, разбирающийся в радиоэлектронике, сможет изготовить подобную схему самостоятельно, хотя, надо сказать, устройства такого рода нельзя признать совершенными. При использовании регуляторов данного типа процесс горения дуги несколько ухудшается. Ведь теперь при уменьшении мощности дуга начинает гореть отдельными, все более кратковременными вспышками. У большинства из схем тиристорных регуляторов шкалы не линейны, а калибровка меняется с изменением напряжения сети, ток через тиристор постепенно увеличивается во время работы из-за нагрева элементов схемы. Кроме того, обычно заметно гасится выходная мощность даже при максимальном положении отпирания регулятора, к чему сварочные трансформаторы очень чувствительны. Такой способ регулировки тока сварки, из-за сложности изготовления и невысокой надежности, не получил большого распространения среди самодельных регуляторов сварочного тока.

Измерение сварочного тока

Для измерения больших токов, в данном случае до 200А, требуются приборы, которые обладают своей спецификой и в быту мало-распространены. Одним из наиболее простых решений будет воспользоваться токоизмерительными клещами.


Токоизмерительные клещи

Специфика измерения этим прибором состоит в том, что для измерения не требуется подключаться в электрическую цепь. Сила тока измеряется на расстоянии от провода без прикосновения к нему. У прибора есть специальный разводящийся контур, отчего и название — «клещи», которым охватывается провод с током. Электромагнитное поле тока протекающего в охваченном проводе наводит ток в замкнутом контуре, который и измеряется. На корпусе «клещей» находится переключатель пределов измерения тока, максимальные значения которого обычно достигают — от 100А до 500А для разных моделей приборов. Токоизмерительными клещами можно оперативно воспользоваться практически в любой ситуации, не оказывая никакого влияния на электрическую цепь. Измерять ими можно лишь переменный ток, который создает переменное электромагнитное поле, для постоянного тока этот инструмент бесполезен. Класс точности в данном случае весьма невысок, поэтому можно судить, скорее, только о приблизительных значениях.

Другой способ измерять ток сварки: вмонтировать в электрическую цепь изготавливаемого сварочного аппарата или дорабатываемого промышленного аппарат амперметр, рассчитанный на большие значения тока, а то и просто включать его на время в разрыв цепи сварочных проводов.

Включение амперметра в сварочную цепь также отмечается некоторой спецификой. Дело в том, что последовательно в цепь включается не сам прибор (стрелочный указатель), а его шунт (резистор), стрелочный же индикатор подключается к шунту параллельно.


Схема амперметра для измерения больших токов

Шунт обладает собственным сопротивлением: предположительно сотые доли Ома (так как измерить его обычным омметром не удается). На вид это кусок металла в несколько сантиметров в длину прямоугольного сечения с мощными контактными площадками с обеих сторон. От точности сопротивления шунта зависит и точность показания прибора. Для каждой модели амперметра предусмотрен шунт определенного сопротивления, и они должны продаваться вместе.


Амперметр с шунтом

И уж чего ни в коем случае не нужно делать, так это пробовать включить стрелочный прибор в цепь вообще без шунта. Если у вас где-то завалялся стрелочный прибор, на шкале которого значатся сотни ампер, то это вовсе не значит, что он сам их измеряет. Проверьте его: и сам по себе прибор окажется всего-то микро- или миллиамперметром. Иногда попадаются стрелочные приборы, у которых шунт вмонтирован внутри корпуса и к нему дополнительно ничего больше подключать не нужно. Как правило, такие отличаются огромными размерами и невысоким классом точности.

Немалое значение имеет способность стрелочного указателя измерительного прибора устанавливаться на текущее значение, преодолевая колебательные переходные процессы при изменении тока, иначе стрелка будет судорожно плясать по шкале уже при незначительных изменениях тока, которые неизбежны при горении сварочной дуги.

Электрощит Самара

Выбор региона

Азербайджан

Армения

Белоруссия

Грузия

Дальнее зарубежье

Казахстан

Киргизия

Молдова

Монголия

Прибалтика

Таджикистан

Туркменистан

Узбекистан

Украина

Москва

Санкт-Петербург

Алтайский край

Амурская область

Архангельская область

Астраханская область

Белгородская область

Брянская область

Владимирская область

Волгоградская область

Вологодская область

Воронежская область

Еврейская автономная область

Забайкальский край

Ивановская область

Иркутская область

Кабардино-Балкарская Республика

Калининградская область

Калужская область

Камчатский край

Карачаево-Черкесская республика

Кемеровская область

Кировская область

Костромская область

Краснодарский край

Красноярский край

Курганская область

Курская область

Ленинградская область

Липецкая область

Магаданская область

Московская область

Мурманская область

Ненецкий автономный округ

Нижегородская область

Новгородская область

Новосибирская область

Омская область

Оренбургская область

Орловская область

Пензенская область

Пермский край

Приморский край

Псковская область

Республика Адыгея

Республика Алтай

Республика Башкортостан

Республика Бурятия

Республика Дагестан

Республика Ингушетия

Республика Калмыкия

Республика Карелия

Республика Коми

Республика Марий Эл

Республика Мордовия

Республика Саха (Якутия)

Республика Северная Осетия-Алания

Республика Татарстан (Татарстан)

Республика Тыва

Республика Хакасия

Ростовская область

Рязанская область

Самарская область

Саратовская область

Сахалинская область

Свердловская область

Смоленская область

Ставропольский край

Тамбовская область

Тверская область

Томская область

Тульская область

Тюменская область

Удмуртская республика

Хабаровский край

Ханты-Мансийский автономный округ

Челябинская область

Чеченская республика

Чувашская республика (Чувашия)

Чукотский автономный округ

Ямало-ненецкий автономный округ

Ярославская область

Регулировка напряжения по первичной обмотке трансформатора

Все знают, что автомобильный аккумулятор заряжается при движении. Если такая машина по каким-либо причинам долгое время стояла в гараже, то аккумулятор очень быстро разрядится. Поэтому понадобится специальная зарядка, с которой производится регулировка напряжения по первичной обмотке трансформатора. При зарядке важна скорость тока, при его высоких показателях скорость зарядки увеличивается, но слишком высокие параметры скорости приведут к перегреву аппарата. Требуется в таком случае регулировка выходных показателей.

Управление трансформатором по первичной обмотке

Скорость зарядки батареи зависит от протекающего по аккумулятору току. Зарядный ток аккумулятора обычно составляет не более 10% от его емкости. Например, в автомобиле аккумулятор 60Ач, значит его можно заряжать током не более 6 А. Резерв напряжения требуется для того, чтобы можно было  регулировать и ограничивать зарядный ток. Для каждой модели оборудование, этот процесс происходит по своему:

  • наличие дополнительных резисторов, которые загораются после диодного моста – конструкция простая, но большая по размерам;
  • наличие транзистора – по управлению обладает высокой точностью, но сама схема считается достаточно сложной;
  • тиристорное управление –  для регулировки необходим тиристорный переключатель, который установлен в цепи первичной обмотки.

Последний вариант используется чаще всего, поскольку  он предлагает ручную и автоматическую регулировку.

Принцип действия тиристорного регулятора

Регулировка по первичной обмотке трансформатора происходит с помощью тиристорного регулятора. У него есть два типа работы: замкнутое состояние и разомкнутое. Последнее возникает в случае, когда ток идет через электрод затвора. Если ток идет через тиристор, то он остается в закрытом состоянии.

В сети идет синусоидальное переменное напряжение. Если тиристор включен в цепь, то он открывается в определенный момент полуволны. Этот момент у специалистов называется «угол раскрытия». По итогу заметно, что ток не всегда проходит через утсройство, а лишь после того, как прибор перешел в открытое состояние.

Тиристор способен пропускать через себя только показатели с одной полярностью. Это означает, что в момент подключения необходимо обязательно использовать диодный мост с 4 диодами. Они будут подключаться к цепи разомкнутого типа последовательно с переключателем или последовательно с ним. В итоге диодный мост будет необходим для выпрямления напряжения, после чего на тиристор будет попадать лишь одна полярность.

Можно применять одновременно два тиристора. Тогда управляющие выходы следует подключить через переменный резистор. Каждый из элементов будет открываться со своим видом полярности и вместе они будут параллельно регулировать напряжение при нагрузке.

Угол открытия можно контролировать двумя способами:

  1. Переменные показатели сопротивления между  анодом и  управляющим электродом. В момент первой половины полуволны параллельно увеличивается ток и направляющее напряжение. К недостаткам относится ограниченный диапазон возможной регулировки, но его вполне хватает для управления трансформатором зарядного устройства.
  2. Управление импульсами, которые подаются отдельной цепью на управляющий электрод.

В процессе управления допустимый ток, а также конкретное напряжение зависят от конкретной модели тиристора. Вот несколько наиболее распространенных вариантов:

  1. КУ202Н — 400В, 30А. Закрепляется с использованием резьбы М6. При регулировке обмотки, у которой ток ниже показателей 1 А может применяться без радиатора.
  2. КУ 201л — 300В, 30А. Крепление аналогично предыдущему – М6. Разрешено применять в первичной обмотке.
  3. КУ 201а — 25В, 30А. Фиксируется также с помощью М6 и при этом может применяться только с регулируемыми радиаторами после трансформатора.
  4. КУ 101г — 80В, 1А. СМхож с транзистором и не применяется в силовых цепях, а подходит лишь для цепей управления.
  5. КУ104а — 6В, 3А. Также не применяется в цепях питания.

Что такое симистор

Тиристор используется попарно или вместе с диодным мостом, поскольку у данного оборудования на выходе получается постоянное напряжение, вместо переменного. Симистор лишен этого минуса.

Они похожи тем, что симистор также открывается импульсом тока, который проходит через управляющий электрод. Но при этом симистор пропускает через себя обе волны и способен выдать на выходе переменное напряжение. Устройство у них аналогичное, но симистор управляется обеими полярностями, а потому нет необходимости применять диодный мост. Схема импульсного управления также упрощена, поскольку не играет роли полярность управляющего напряжения.

Несколько дополнительных способов регулировки

Регулировка трансформатора по первичке может осуществляться и другими способами. Среди наиболее распространенных способов регулировки:

  1. С помощью переключения выводов у первичной обмотки. Недостаток этого способа в том, что такие выводы нужно делать еще в момент намотки катушек.
  2. Подключение зарядного устройства после лабораторного трансформатора. В таком случае показатели мощности зарядки должны быть не менее 160 Вт.
  3. Переменный резистор, который последовательно подключили к трансформатору.  Параметры его зависят от конкретного зарядного устройства. Обычно они колеблются в диапазоне 50-100 Ом при мощности 50 Вт.

При работе с трансформаторами  достаточно часто возникает необходимость регулировки вторичного напряжения. У некоторых трансформаторов для того, чтобы  регулировать  нужный диапазон напряжения, существует возможность менять соотношение витков, чтобы в итоге изменялся коэффициент трансформации. Такой тип регулировки можно выполнять как  непосредственно под нагрузкой, так и в момент, когда трансформатор полностью обесточен или заземлен.

Существует и универсальная конструкция, которая может заряжать аккумуляторы кислотного типа с  6 и 12 вольт. Регулировка  тока трансформатора по первичной обмотке проходит плавно. В отличие от предыдущих вариантов тиристор здесь подключен к сети первичной обмотки. Это снижает мощность, рассеиваемую над ней, и при этом  нет необходимости устанавливать тиристор на радиатор. Но тиристор нужно  обязательно включить в диагональ диодного моста, поскольку он сам не сможет работать с переменным напряжением. Ток будет регулироваться через угол открытия  тиристора. Сам угол контролируется через блок управления, который собран на однопереходном резисторе.

Принцип работы сварочного трансформатора

Регулировка тока в сварочном трансформаторе осуществляется по двум основным схемам:

  1. В первом случае применяется трансформатор с нормальным рассеянием магнитного поля, которое осуществляется совмещённым или отдельным дросселем. Непосредственно сама регулировка сварочного тока производится изменением воздушного зазора в магнитопроводе дросселя;
  2. Во втором случае регулировка гаджета осуществляется за счет управления рассеянием магнитного поля.
  3. Этот процесс может осуществляться следующими методами:
  • изменением размеров воздушного промежутка между первичной и вторичной обмотками;
  • согласованным изменением числа витков первичной и вторичной обмоток;
  • применением подмагничиваемого шунта. Он изменяет магнитную проницаемость между стержнями магнитопровода, чем и осуществляется регулировка сварочного тока.

Конструкция и органы управления однопостовым сварочным трансформатором с подвижными обмотками (т. е. работающим по первой схеме) приведены на рисунке.

Магнитопровод с катушками и механизмами помещается в защитный кожух, который имеет жалюзи для охлаждения. Регулировка величины сварочного тока в таком СТ осуществляется с помощью подвижной обмотки, которая перемещается посредством ходовой гайки и вертикального винта с ленточной резьбой. В движение последний приводится при помощи рукоятки.

Сварочные провода подключаются к специальным зажимам. СТ представляет собой массивную конструкцию (очень тяжёлый сердечник). Поэтому, для погрузо-разгрузочных работ, он оснащён рым-болтом, а для перемещения по рабочему объекту – транспортной тележкой и ручкой.

Устройство и классификация трансформаторов, применяемых в сварочных аппаратах

Любой трансформатор для сваривания металлических различных элементов состоит из:

  1. Магнитопровода;
  2. Изолированную первичную обмотку;
  3. Вторичная обмотка;
  4. Вентилятор, для охлаждения.

В зависимости от сварочных работ происходит и управление процессом сварки,все сварочные агрегаты делятся аппараты переменного и постоянного тока. Конечно же, сам трансформатор не может работать на постоянном токе поэтому сам процесс выпрямления осуществляется после понижения напряжения. Для этого применяются:

  • управляемые тиристоры, которые непросто дают постоянный ток для сварки элементов, но осуществляют изменение силы тока во время этого процесс;
  • неуправляемые вентили диоды, вместе с дросселем.

Назначение сварочного трансформатора

Сварочный понижающий трансформатор является ключевым элементом, создающим дугу во время сварки металлических деталей. Напряжение на выходе этого понижающего устройства, работающего в режиме короткого замыкания, допускается не более 80 Вольт. Для процесса ручной дуговой сварки обязательно нужны электроды. Бытовые трансформаторы для дома выполнены по однофазной схеме обладают небольшими токами при сваривании. Главное, в бытовых условиях также стоит следить и за наличием хорошего контакта в розетке, так как токи в первичной обмотке для квартир и домов тоже очень существенны и не каждая розетка их выдержит.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Такая конструкция считается самой не дорогой, но в то же время обладающей неплохими характеристиками сварки чёрных металлов. Для того чтобы регулировать ток и соответственно дугу во время этого процесса сварочный агрегат оборудован раздвижной системой, увеличивающей расстояние между катушками, а также площадь сердечника. Они из-за своей ценовой категории очень распространены на производстве, особенно в цехах с устаревшим оборудованием. Обладают довольно крупными размерами и зачастую устанавливаются стационарно.

И также как регулятор тока для сварочного аппарата, применяются отдельно расположенные дросселя, который добавляет индуктивности в цепь. Самый простой способ, но самый эффективный, регулировки напряжения и силы тока во время выполнения сварочных работ — это вывод нескольких контактных точек со вторичной обмотки. Кончено же, плавности изменения силы дуги в таком аппарате не получится добиться.

Сварочные трансформаторы постоянного тока

Такие приборы более эффективны для сваривания различных материалов обладают меньшими габаритами и плавным регулированием силы тока. Любой трансформатор не может работать на постоянном токе, это факт. На рисунке показана простейшая схема такого агрегата, которую можно сделать и своими руками. Она гарантирует стабильные выходные характеристики сварочного тока и дуги, которая является ключевым аспектом любой сварки.

Сварщики знают, что при работе от положительного зажима выделяется больше тепла, чем от отрицательного. Следовательно для разной толщины металла стоит вырабатывать свою методику. Существуют и новые разработки в этой отрасли так называемые сварочные аппараты инверторного типа. Трансформатор здесь работает на повышенных частотах, что даёт возможность снизить и габариты устройства, его вес, и токи первичной обмотки без последствий для создания качественной дуги.

Сварочный трансформатор ВДМ

Аппараты ВДМ производственного сварочного многопостового выпрямителя, устанавливается зачастую стационарно и предназначен для сварочных постов дуговой электросварки с помощью металлического электрода. Очень часто ВДМ подключаются к трёхфазной сети 380 Вольт. Во взрывоопасной среде, насыщенной пылью разной фракции, или же содержащей едкие газовые пары, разрушающие сталь и изоляцию, эксплуатация строго запрещена. Конструктивно в ВДМ есть возможность регулировать величину тока реостатом и дросселем.

Устройство аппарата

В основе типового трансформатора заключается металлический сердечник с обмотками из тонкой проволоки (алюминиевой или медной). Обмотки имеют два уровня – первичный и вторичный. Соответственно, одна обмотка подключается к сетевому питанию, а вторая обеспечивает энергией электрод. Первичный уровень образуют две катушки, неподвижно зафиксированные внизу сердечника. Что касается вторичной обмотки, то и она образуется парой катушек, но также предусматривается возможность ее перемещения относительно сердечника.

С точки зрения внешнего устройства, сварочный трансформатор – это металлический короб, который имеет широкую инфраструктуру для электротехнического подключения. Как правило, в устройстве предусматриваются также средства предохранения, защита от замыканий и выводы для соединения с заземляющими элементами. Для удобной работы с трансформатором в конструкции также присутствуют рукоятки, эргономичные регуляторы, а в новейших моделях и цифровые панели управления.

Принцип действия

Исходить следует из того, что главная задача таких приборов заключается в преобразовании энергии для последующего энергоснабжения сварочной рабочей оснастки. Попадая на первичный уровень обмотки, исходный ток преобразуется в электромагнитную энергию, после чего поступает во вторичную обмотку. В процессе этого перехода сокращается показатель напряжения. Действие этого регуляционного принципа сварочного трансформатора обусловлено конструкционными особенностями катушек.

Поскольку на второй обмотке меньше витков, при поступлении в нее тока происходит снятие лишнего напряжения до необходимого показателя. Иными словами, обычный сетевой ток трансформируется в сварочный ток. Разумеется, величина данной коррекции условна, поскольку не существует четкого понятия тока, требуемого для сварочных работ. Оператор может регулировать зазор между катушками, тем самым настраивая характеристики на нужную величину в соответствии с выполняемой задачей.

Значение силы тока трансформатора

Существует прямая зависимость возможностей термической обработки металлических изделий от применяемой силы тока. В качестве расчетного параметра обычно используется толщина электрода. Усредненный диапазон составляет 5-10 мм. Такие электроды можно использовать в сварке силовой несущей конструкции с решетками, рамами и толстыми прутьями. В данном случае сила тока сварочного трансформатора может составлять 140-160 А.

Это оптимальная величина для средних рабочих операций, в которых, к слову, важна не только мощность. Например, тот же уровень тока при эксплуатации небольших аппаратов с рутиловыми электродами толщиной до 10 мм не столько обеспечит силовую поддержку термического заряда, сколько обусловит стабильность горения дуги. В некоторых случаях повышение данного показателя также способствует легкому удалению шлака.

Мощность трансформатора

Мощностный диапазон в среднем варьируется от 2,5 до 20 кВт и более. На что влияет данная характеристика сварочного трансформатора? Вопреки распространенному мнению, мощность в данном случае не указывает на способности оборудования работать с теми или иными заготовками. Как уже отмечалось выше, производительность в большей степени зависит от силы тока. Однако, мощность определяет энергетический потенциал устройства с точки зрения возможностей обслуживания определенных задач с подключением силы тока конкретной величины.

В качестве примера стоит рассмотреть один из самых мощных на российском рынке профессиональных сварочных трансформаторов – «ТДМ-402» от предприятия «Уралтермосвар». Его мощностный показатель составляет 26,6 кВт. Именно благодаря этой величине данный преобразователь позволяет работать с силой тока в диапазоне от 70 до 460 А. Очевидно, что вырастают и требования к напряжению – используется трехфазная сеть на 380 В.

Что это дает на практике? Аппарат позволяет работать при интенсивных нагрузках с повышенной силой тока в длительных временных сеансах. Если бы речь шла об аналогичных рабочих показателях, но с меньшей мощностью, то в процессе выполнения тех же операций оборудование могло бы перегреваться и в принципе не поддерживать достаточную производительность.

Показатели напряжения

Грубо говоря, весь ассортимент условно делится на модели, работающие от однофазных сетей, и аппараты, подключающиеся к трехфазным линиям энергоснабжения, как в случае с версией «ТДМ-402». Соответственно, первые работают под напряжением в 220 В, а вторые – 380 В. Очевидно, что однофазная сеть менее требовательна к мощностям и покрывает ресурсы, которые задействуются в мелких операциях. Такие модели подойдут скорее для гаражно-дачных работ.

Однако есть и промежуточная группа аппаратов с «плавающим» напряжением. Сварочные трансформаторы этого типа могут подключаться к сетям обоих видов. Причем данная особенность важна и для рядовых пользователей, и для специалистов. Речь идет даже не столько об универсальности, сколько о преимуществах, которые дает возможность работы от разных источников.

Например, при наличии двух сетей владелец аппарата с номинально небольшими характеристиками выиграет от подключения к сети на 380 В, так как на фоне сбалансированного распределения нагрузки будут отсутствовать скачки напряжения. Что касается владельцев профессионального оборудования, то в их случае подключение к однофазной сети будет выгоднее при работе на минимальной рабочей нагрузке.

Продолжительность нагрузки

Коэффициент продолжительности нагрузки (ПН) указывает на способность аппарата работать определенный промежуток времени без необходимости отключения. Под отключением понимается вынужденный перерыв, связанный с перегревом или электрическими перегрузками. Продолжительность нагрузки сварочного трансформатора – это процентная величина, представляющая долю рабочего времени из 10-минутного интервала. Иными словами, сколько условных минут сможет проработать конкретный прибор без остановки из 10 мин. Диапазон ПН варьируется от 10 до 90% в зависимости от модели.

Но возможен ли в принципе ПН на 100%? Стоит ли искать такие аппараты? Это невозможно и даже высокие показатели от 70-80% опытные сварщики считают маркетинговой уловкой, так как в любом случае работа в условиях перегрузок рано или поздно приведет к неполадкам в той или иной части конструкции.

Функции современных трансформаторов для сварки

Производители данного оборудования стремятся продумывать эргономичные системы управления, в которых предусматривают широкие средства настройки и регулировки рабочих параметров. Базовой функцией такого типа является возможность плавной настройки силы переменного тока с помощью контроллера на пользовательской панели сварочного трансформатора. Это же касается и выбора активной фазы напряжения – на 220 или 380 В. Для удобного отслеживания текущего состояния рабочего процесса предусматриваются индикаторы перегрева, рабочей температуры и перенапряжения.

Особенности профессиональных трансформаторов

Данный тип вспомогательного сварочного оборудования рассчитывается на повышенные нагрузки, причем не только электротехнические. В проекты таких устройств закладывается несколько уровней конструкционной защиты, которая предотвращает проникновение грязи, пыли, а иногда и воды, хотя в принципе использовать подобные аппараты даже в условиях высокой влажности запрещается. Что касается электротехнических показателей, то они выражаются в возможности подключения к трехфазным сетям и широких диапазонах настройки силы тока.

К примеру, сварочный трансформатор «ТД-500» номинально работает при 500 А, а на практике регулировка позволяет достигать и 560 А. С другой стороны, базовый уровень не опускается ниже 100 А, что ограничивает возможности применения агрегата в мелких сварочных операциях. К недостаткам промышленных преобразователей относят также массивность конструкции и высокий расход энергии.

Особенности универсальных трансформаторов для сварки

Большая часть сварочных работ производится с применением электродов, толщина которых варьируется от 2 до 10 мм. Особенно это касается мастерских, где сварка задействуется для крепления разноформатных металлических элементов. Наилучшим выбором для поддержки таких задач будет универсальный аппарат. В процессе работы сварочный трансформатор такого типа сможет обеспечить возможность качественного проплава с тонкими материалами и выполнить соединения толстых заготовок без завышения мощностей и энергоресурсов.

Что еще важно в таких моделях, это разнообразие аксессуаров, набор которых также ориентируется на производство сварки в различных условиях. Как минимум в такие комплекты входят держатели, средства заземления, щетки для снятия шлака и даже приспособления для индивидуальной защиты.

Плюсы трансформаторов

Главное преимущество — возможность удобной и точной регулировки силы тока, что очень важно для тех, кто регулярно сталкивается с необходимостью соединения металлических деталей. Причем качественный сварочный аппарат-трансформатор имеет высокую стойкость к нагрузкам разного рода, а его КПД составляет около 80%. Также по объемам потребляемой энергии такой помощник оказывает выгоднее, чем большая часть альтернативных решений для выполнения ручной сварки.

Минусы трансформаторов

В их числе организационные издержки, нестабильность дуги и высокие требования к квалификации сварщика. Повышается и процент разбрызгиваемого расплава, что также обуславливает необходимость выполнения зачистки в рабочей зоне.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Трансформаторы тока в напряжение в сравнении с трансформаторами тока в ток Magnelab

Многие производители измерительных приборов и другие организации задаются вопросом, зачем использовать стандартный трансформатор выходного тока (ТТ) Magnelab с предварительной нагрузкой для контроля мощности вместо традиционного трансформатора выходного тока (ТТ) на 5 ампер, который использовался десятилетиями. Между двумя типами ТТ есть несколько сходств и различий: сходство заключается в том, что оба ТТ работают на одних и тех же принципах теории магнитного поля, оба они обеспечивают изоляцию между первичными и вторичными проводниками и оба обычно используют одновитковую первичную обмотку.Поскольку различия более сложны, я расскажу о характеристиках каждого из них.

Точность:
Точность 5-амперного трансформатора тока на выходе зависит исключительно от числа витков вторичной обмотки. После завершения намотки в ТТ нельзя вносить какие-либо корректировки. Любая регулировка точности должна производиться в измерительном устройстве. Это означает, что витки должны иметь нулевой допуск, а измерительное устройство должно иметь высокоточный шунт или быть перестраиваемым для достижения точных показаний.

Точность ТТ с выходом напряжения регулируется на предприятии-изготовителе с использованием калиброванного оборудования. Как напряжение, так и фазовый сдвиг можно отрегулировать до указанного допуска, поэтому калибровка в полевых условиях не требуется.

Безопасность:

ТТ с выходом 5 А представляет угрозу безопасности, если вторичная обмотка разомкнута, а первичная обмотка активна. Это условие вызовет выброс высокого напряжения на вторичной обмотке. При установке устройства требуется закорачивающий блок, чтобы избежать высокого потенциала напряжения на вторичной обмотке.

ТТ на выходе напряжения имеет внутреннее шунтирование и будет выдавать только номинальное напряжение (0,333 В) на вторичной обмотке, даже если он установлен на активной первичной обмотке с разомкнутой вторичной обмоткой. Это защищает оператора от скачков высокого напряжения.

Низкий ток:

Как правило, выходные устройства на 5 ампер можно использовать только при силе тока около 50 ампер без многократного включения первичной обмотки. Все, что ниже, обычно вызывает проблемы с точностью.

ТТ с выходным напряжением может точно измерять до долей ампера в зависимости от конструкции.Вторичные витки можно отрегулировать вместе с шунтом нагрузки для создания точно откалиброванного выходного напряжения сигнала для точного измерения.

Лид-расширение:

Длина провода и/или сечение провода могут быть проблемой для трансформатора тока с выходным током 5 А. Калибр проводов должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать 5 ампер без образования значительного сопротивления, вызывающего большое напряжение на проводах. Это напряжение увеличит уровни магнитного потока в сердечнике ТТ, что увеличит потери и ошибки.

Длина провода ТТ с выходом напряжения практически не влияет на выходной сигнал. Поскольку напряжение устанавливается внутри трансформатора тока, токи проходят по очень низким уровням тока и, следовательно, вырабатывается очень малое напряжение.

Эрик Кристенсен

Магнелаб, Инк.

Директор по проектированию и продажам

Трансформатор постоянного тока — стр. 5

Трансформатор постоянного тока

Трансформатор постоянного тока, обычно называемый регулятором, имеет подвижную вторичную обмотку, которая автоматически меняет положение для обеспечения постоянного тока для любой нагрузки в пределах номинальной нагрузки.Точка баланса между весом катушки и магнитной силой может быть отрегулирована для обеспечения желаемого выходного тока.

Рекомендуется использовать регулятор с подвижной катушкой, поскольку для работы уличного освещения требуется точное регулирование. Он состоит из неподвижной первичной обмотки и подвижной вторичной обмотки на ламинированном сердечнике (рис. 1-6). Напряжение, подаваемое на первичную обмотку, вызывает наведение напряжения во вторичной обмотке. Когда вторичный контур замкнут, магнитное поле во вторичной обмотке реагирует с полем первичной катушки, толкая подвижную катушку вверх.Точка баланса между весом катушки и магнитной силой предназначена для обеспечения желаемого вторичного тока (обычно 6,6 ампер).

Поскольку перегрузка по току всего на 1 процент сокращает срок службы лампы на 20–25 процентов, необходима точная регулировка. Это достигается за счет подвижного груза на балансировочном рычаге. Первичный ток остается постоянным для всех нагрузок, но коэффициент мощности зависит от нагрузки, тем самым изменяя первичный вход. Поскольку вторичное напряжение увеличивается с нагрузкой, размер регулятора должен быть ограничен, чтобы поддерживать вторичное напряжение в желаемых пределах.

Рис. 1-6.\Регулятор постоянного тока с подвижной катушкой.

В большинстве существующих установок регулятор постоянного тока относится к наружному типу (рис. 1-7). Для этих регуляторов используются три основных типа установки: двухполюсная платформа, однополюсная платформа с деревянной или стальной конструкцией и установка на столбе. Любой регулятор мощностью более 20 киловольт-ампер должен быть установлен на платформе.

Стабилизаторы постоянного тока должны быть загружены как можно ближе к 100 процентам, так как эффективность и коэффициент мощности при этой нагрузке являются наилучшими.Спецификации Американского института инженеров-электриков (AIEE) требуют, чтобы трансформаторы постоянного тока обеспечивали номинальный вторичный ток при 10-процентной перегрузке. Регулятор большего размера не следует устанавливать до достижения этой низкопроцентной перегрузки. Если необходимо установить регуляторы большего размера, но их нет в наличии, можно использовать повышающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к последовательной уличной цепи, а первичные обмотки подключены к первичному фидеру, питающему регулятор (рис.1-8). Поскольку трансформаторы, используемые для этой цели, должны иметь вторичные вводы, изолированные для высокого напряжения последовательной уличной цепи, то для использования с регуляторами постоянного тока мощностью 10 киловатт и выше предпочтительнее использовать специальный вольтодобавочный трансформатор перед обычным распределительным трансформатором. При использовании добавочного трансформатора первичная обмотка должна быть

Рис. 1-7.\Регулятор для монтажа на столб.

Рис. 1-8.\Способ разгрузки слегка перегруженных регуляторов с помощью распределительного или вольтодобавочного трансформатора.

изолированы от вторичной катушки, что требует удаления любого внутреннего провода, соединяющего две катушки. Дополнительная нагрузка, воспринимаемая этим устройством, равна произведению тока уличной сети на вторичное напряжение трансформатора. Таким образом, при использовании трансформатора на 2400/240 вольт дополнительная нагрузка, которую может нести уличная сеть, составляет 240 вольт 6,6 ампера или 1,584 киловатта.

В таблице 1-1 показано максимальное количество последовательных ламп различных размеров, которые можно использовать для полной нагрузки регулятора. Среднее количество потребляемой энергии в ваттах для лампы каждого размера можно рассчитать, поскольку рейтинги регуляторов основаны на их мощности. Таким образом, можно рассчитать нагрузку цепи, состоящей из ламп разного размера.

Пример: Регулятор какого размера потребуется для питания следующих ламп?

25 1000 люмен, 6.6-амперные лампы прямого ряда.

50 2500 люмен, 6,6 ампер, лампы прямого ряда.

10 Лампы на 6000 люмен, 20 ампер с изолирующим трансформатором.

Решение: Таблица 1-1 показывает, что среднее энергопотребление лампы на 1000 люмен, 6,6 ампер, последовательно соединенной с пленочным вырезом, составляет 69 Вт на лампу. Точно так же среднее энергопотребление лампы на 2500 люменов составляет 167 Вт, а лампы на 6000 люменов на 20 ампер с разделительным трансформатором — 405 Вт.Суммарная комбинированная нагрузка показывает следующее:

Следовательно, потребуется регулятор на 15 киловатт.

ПРИМЕЧАНИЕ. В таблице приведены допуски на потери в линиях в средних последовательных уличных цепях.

Серия

CCT40/50 | Трансформатор тока — это недорогая альтернатива для измерения мощности и контроля работы вентиляторов, насосов или другого оборудования.Приложения включают BAS и HVAC.

Все сроки доставки зависят от наличия товара на момент отгрузки.

Несмотря на то, что мы прилагаем все усилия, чтобы обеспечить непрерывную поставку нашей продукции, случайные обстоятельства могут привести к тому, что у нас временно закончится продукт или возникнут задержки с доставкой. Если это произойдет, клиенты будут уведомлены вскоре после размещения каких-либо заказов на такие продукты, и, если применимо, товары будут отложены. Для заказов, требующих ускоренной доставки, можно связаться с нашей службой поддержки клиентов, чтобы подтвердить наличие продукта

Модель Описание
ССТ40-100 Трансформатор тока, вход 10/20/50 А, выход 4-20 мА, разъемный сердечник.
ССТ40-102 Трансформатор тока, вход 10/20/50 А, выход 0-5 В, разъемный сердечник.
ССТ40-200 Трансформатор тока, вход 10/20/50 А, выход 4-20 мА, сплошной сердечник.
ССТ40-202 Трансформатор тока, вход 10/20/50 А, выход 0-5 В, сплошной сердечник.
ССТ40-203 Трансформатор тока, вход 10/20/50 А, выход 0-10 В, сплошной сердечник.
ССТ50-100 Трансформатор тока, вход 100/150/200 А, выход 4-20 мА, разъемный сердечник.
ССТ50-102 Трансформатор тока, вход 100/150/200 А, выход 0-5 В, разъемный сердечник.
ССТ50-200 Трансформатор тока, вход 100/150/200 А, выход 4-20 мА, сплошной сердечник.
ССТ50-202 Трансформатор тока, вход 100/150/200 А, выход 0-5 В, сплошной сердечник.
ССТ50-203 Трансформатор тока, вход 100/150/200 А, выход 0-10 В, сплошной сердечник.

Выбор трансформаторов тока — электроника Janitza

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации представляет собой отношение между номинальным током первичной обмотки и номинальным током вторичной обмотки и указывается на паспортной табличке в виде неупрощенной дроби.

Чаще всего используются трансформаторы тока х/5 А. Большинство измерительных приборов имеют высший класс точности на 5 А. По техническим и тем более экономическим соображениям трансформаторы тока х/1 А рекомендуются при большой длине измерительного кабеля. Потери в линии с трансформаторами на 1 А составляют всего 4 % по сравнению с трансформаторами на 5 А. Однако измерительные приборы здесь часто демонстрируют меньшую точность измерения.

Номинальный ток

Номинальный или номинальный ток (ранее обозначение) — это значение первичного и вторичного тока, указанное на паспортной табличке (первичный номинальный ток, вторичный номинальный ток), на которое рассчитан трансформатор тока.Нормируемые номинальные токи составляют (кроме классов 0,2 S и 0,5 S) 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 А, а также их десятичные кратные и доли. Стандартные вторичные токи составляют 1 и 5 А, предпочтительно 5 А.

Стандартные номинальные токи для классов 0,2 S и 0,5 S составляют 25 – 50 – 100 А и их десятичные кратные, а также вторичные (только) 5 А.

Правильный выбор первичного номинального тока важен для точности измерения.Рекомендуемое соотношение немного превышает измеренный/определенный максимальный ток нагрузки (In).

Пример: In = 1,154 А; выбранный коэффициент трансформации = 1250/5.

Номинальный ток также можно определить на основе следующих соображений:

  • В зависимости от номинального тока сетевого трансформатора время прибл. 1.1 (следующий размер трансформатора)
  • Защита (номинальный ток предохранителя = первичный ток ТТ) измеряемой части системы (LVDSB, распределительные щиты)
  • Фактический номинальный ток, умноженный на 1.2 (если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя, следует выбрать этот подход)

Следует избегать завышения параметров трансформатора тока, иначе точность измерения значительно снизится, особенно при малых токах нагрузки.

Рис.: Расчет номинальной мощности Sn (медная линия 10 м)

Номинальная мощность

Номинальная мощность трансформатора тока является произведением номинальной нагрузки на квадрат вторичного номинального тока и выражается в ВА.Стандартные значения: 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 ВА. Также допустимо выбирать значения более 30 ВА в зависимости от случая применения. Номинальная мощность описывает способность трансформатора тока «пропускать» вторичный ток в пределах погрешности через нагрузку.

При выборе соответствующей мощности необходимо учитывать следующие параметры: Потребляемая мощность измерительного прибора (при последовательном соединении), длина линии, сечение линии. Чем больше длина линии и меньше сечение линии, тем выше потери при подаче, т.е.е. номинальная мощность ТТ должна быть выбрана достаточно высокой.

Потребляемая мощность должна быть близка к номинальной мощности трансформатора. Если потребляемая мощность очень низкая (недогрузка), то коэффициент перегрузки по току будет увеличиваться, и измерительные приборы будут недостаточно защищены в случае короткого замыкания при определенных обстоятельствах. Если потребляемая мощность слишком высока (перегрузка), это негативно влияет на точность.

Трансформаторы тока часто уже встроены в установку и могут использоваться в случае дооснащения измерительным устройством.В этом случае необходимо обратить внимание на номинальную мощность трансформатора: Достаточно ли ее для питания дополнительных измерительных приборов?

Классы точности

Трансформаторы тока делятся на классы в зависимости от их точности. Стандартные классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 с; 0,2 с; 0,5 S. Знак класса соответствует кривой ошибок, относящейся к погрешностям тока и угла.

Классы точности трансформаторов тока связаны с измеренным значением.Если трансформаторы тока работают с малым током по отношению к номинальному току, то точность измерения снижается. В следующей таблице показаны пороговые значения погрешности с учетом номинальных значений тока:

Мы всегда рекомендуем трансформаторы тока с таким же классом точности для измерительных устройств UMG. Трансформаторы тока1 с более низким классом точности ведут в полной системе — трансформатор тока + измерительный прибор — к более низкой точности измерения, которая в данном случае определяется классом точности трансформатора тока.Однако применение трансформаторов тока с меньшей точностью измерения, чем у измерительного прибора, технически возможно.

Измерительный трансформатор тока по сравнению с защитным трансформатором тока

В то время как измерительные трансформаторы тока предназначены для достижения точки насыщения как можно быстрее, как только они превышают свой рабочий диапазон тока (выражаемый коэффициентом перегрузки по току FS) — во избежание увеличения вторичной обмотки. ток с неисправностью (т.грамм. короткое замыкание) и для защиты подключенных устройств. Насыщение защитных трансформаторов должно находиться как можно дальше.

Защитные трансформаторы

используются для защиты системы в сочетании с необходимым распределительным устройством. Стандартные классы точности защитных трансформаторов – 5P и 10P. «P» здесь означает «защита». Номинальный коэффициент перегрузки по току ставится после обозначения класса защиты (в %). Поэтому, например, 10P5 означает, что при пятикратном номинальном токе отрицательное отклонение вторичной стороны от ожидаемого значения будет не более 10 % в соответствии с отношение (линейное).

Для работы измерительных приборов UMG настоятельно рекомендуется использование измерительных трансформаторов тока.

Стандартная шина трансформатора тока

IEC-60909 Короткое замыкание в EasyPower

Введение

EasyPower предлагает полное и точное решение для расчета короткого замыкания в трехфазных системах переменного тока с использованием стандарта IEC-60909. Вы можете вводить данные и параметры оборудования через удобный интерфейс.Результаты соответствуют требованиям IEC-60909 и соответствуют примеру, приведенному в IEC TR 60909-4, раздел 6. В пользовательском интерфейсе и отчетах используется стандартная терминология IEC.

EasyPower поддерживает следующие четыре типа условий короткого замыкания согласно IEC 60909:

  • 3-фазное короткое замыкание
  • Междуфазное короткое замыкание
  • Междуфазное короткое замыкание с заземлением (двойная фаза-земля)
  • Короткое замыкание линии на землю.

Расчетные значения

Вы можете получить следующие значения токов короткого замыкания в месте повреждения как для максимального, так и для минимального тока короткого замыкания:

  • Начальный симметричный ток короткого замыкания ( I k )
  • Пиковый ток короткого замыкания ( i p )
  • Симметричный ток отключения при коротком замыкании ( I b ) при 0.02 с, 0,05 с, 0,1 с и 0,25 с
  • Постоянная составляющая ( i постоянная ) тока короткого замыкания во время отключения
  • Установившийся ток короткого замыкания ( I k )


Рисунок 1 : Отображение токов короткого замыкания

Вы можете просматривать токи в различных форматах, таких как фазные токи для фаз A, B и C или в симметричных компонентах: прямой последовательности, обратной последовательности, нулевой последовательности и значение 3I0 (3-кратный ток нулевой последовательности).Соответствующие напряжения могут отображаться на шинах. Значения могут отображаться в виде величины, величины и угла или в действительной и мнимой величинах.


Рисунок 2 : Токи короткого замыкания затухают с течением времени

Методология

EasyPower использует источник эквивалентного напряжения в месте короткого замыкания, полное сопротивление симметричных компонентов сети и коэффициент напряжения c, как описано в разделе 2.3 стандарта. Полное сопротивление короткого замыкания для электрического оборудования модифицируется с использованием поправочных коэффициентов полного сопротивления, которые рассчитываются на основе раздела 3.Поправочные коэффициенты импеданса применяются для сети или общего пользования ( K Q ), генераторов ( K G ), блоков электростанций с устройством РПН ( K S ), блоков электростанций без устройство РПН ( K SO ), а также двух- и трехобмоточные трансформаторы ( K T ). Сопротивление кабелей, линий электропередач и шинопроводов для расчетов максимального тока короткого замыкания основано на температуре проводника при 20°C.Для минимальных токов короткого замыкания сопротивления основаны на расчетной температуре в конце состояния короткого замыкания. Отношения сопротивления к реактивному сопротивлению ( R / X ) для различного оборудования могут быть рассчитаны в соответствии с рекомендациями стандарта или введены пользователем в соответствии с данными производителя. Для расчетов минимального короткого замыкания влияние двигателя исключено. Конденсаторы и невращающиеся нагрузки в расчеты не включаются. Программа предназначена для устранения коротких замыканий в ячеистых сетях.

Коэффициенты напряжения (с)

Коэффициент напряжения c используется для масштабирования эквивалентного источника напряжения в расчетах с учетом изменений напряжения в системе. Этот коэффициент также используется при расчете поправочных коэффициентов импеданса. EasyPower использует следующие коэффициенты c по умолчанию для максимальных и минимальных условий короткого замыкания. Вы можете изменить эти значения по мере необходимости в параметрах короткого замыкания.


Таблица 1 : C-фактор напряжения по умолчанию

Поправочные коэффициенты импеданса

EasyPower применяет коэффициенты коррекции импеданса при расчете короткого замыкания на основе стандарта IEC-60909-0.

Поправочные коэффициенты импеданса трансформатора

Поправочный коэффициент трансформатора K T для блоков с двумя обмотками с устройством РПН (LTC) или без него рассчитывается согласно уравнению (12a) раздела 3.3.3 следующим образом.

Где

Поправочные коэффициенты для трехобмоточных трансформаторов с LTC или без них рассчитываются с использованием следующих уравнений.

Поправочный коэффициент импеданса синхронного генератора

Поправочный коэффициент полного сопротивления синхронного генератора K G для генераторов без блочных трансформаторов рассчитывается следующим образом в соответствии с разделом 3.6.1 уравнения (17) и (18).

Где

Поправочный коэффициент импеданса для блоков электростанций с переключателями ответвлений под нагрузкой       

Скорректированный импеданс Z S и поправочный коэффициент импеданса K S для целых блоков электростанции с устройством РПН рассчитываются следующим образом в соответствии с уравнениями (21) и (22) раздела 3.7.1.

Где

Поправочный коэффициент импеданса для блоков электростанций без переключателей ответвлений под нагрузкой   

Скорректированный импеданс Z SO и поправочный коэффициент импеданса K SO для всего блока электростанции без устройства РПН рассчитываются следующим образом в разделе 3.7.2 уравнения (23) и (24).

Где

Начальный симметричный ток короткого замыкания (

I k )

Начальный симметричный ток рассчитывается на основе раздела 4.2. Это первый шаг к получению большинства значений. Сверхпереходные импедансы используются для вращающихся машин с поправочными коэффициентами импеданса. Как описано в методике, решение получается с использованием эквивалентного источника напряжения в месте короткого замыкания, импеданса симметричных компонентов сети и коэффициента напряжения c.

Пиковые токи (

I p )

EasyPower рассчитывает пиковые токи (i p ) на основе раздела 4.3 стандарта IEC-60909-0. Следующие методы поддерживаются для ячеистых сетей согласно разделу 4.3.1.2:

  1. Пиковый ток на основе метода (b) : В этом методе в качестве консервативного подхода применяется коэффициент умножения 1,15, как это предусмотрено в уравнении (58) стандарта.

Коэффициент 1,15 используется только тогда, когда отношение импеданса R/X любой ветви, влияющей на место короткого замыкания, равно или больше 0.3. Продукт 1.15 κ (b) ограничен 1,8 для низкого напряжения и 2,0 для высокого напряжения.

Описанный выше метод предназначен для трехфазного короткого замыкания. Для несимметричного короткого замыкания (фаза-линия, фаза-земля и двойная линия-земля) коэффициент κ рассчитывается на основе отношения R/X трехфазного короткого замыкания в том же месте. Реализация соответствует разделам с 4.3.2 по 4.3.4 стандарта.

  1. Пиковый ток на основе метода (c) : Этот метод использует расчет эквивалентной частоты ( f c ) на основе отношения R/X.Согласно разделу 4.3.1.2(c), отдельный расчет сети выполняется для всех индуктивных реактивных сопротивлений, уменьшенных до 40% частоты системы (24 Гц для систем с частотой 60 Гц и 20 Гц для систем с 50 циклами). Также во всех синхронных машинах используется сопротивление R Gf вместо R G в соответствии с разделом 3.6. Значения по умолчанию для R Gf рассчитываются на основе напряжения и номинального значения МВА машины. Из эквивалентной сети R/X получается путем умножения частоты f c импеданса Thevenin R c /X c на 0.4, как указано в уравнении (59а) стандарта. Этот R/X затем используется для расчета коэффициента κ.

 

Описанный выше метод предназначен для трехфазного короткого замыкания. Для несимметричного короткого замыкания (фаза-линия, фаза-земля и двойная линия-земля) EasyPower предлагает возможность использования коэффициента κ на основе коэффициента импеданса несимметричного короткого замыкания Тевенина, эквивалентного R/X , или на основе трехфазное короткое замыкание в том же месте.Реализация соответствует разделам с 4.3.2 по 4.3.4 стандарта.

Симметричные токи отключения короткого замыкания (

I b )

Для вращающихся машин влияние тока на короткое замыкание со временем уменьшается. Токи отключения рассчитываются как 0,02 с, 0,05 с, 0,1 с и 0,25 с на основании раздела 4.5 с использованием метода ячеистой сети. Коэффициент уменьшения тока µ применяется для увеличения реактивных сопротивлений генераторов и двигателей, а дополнительный коэффициент уменьшения тока q используется для асинхронных двигателей с использованием уравнений (70) и (73) соответственно.µ устанавливается равным 1, когда отношение kG /I rG меньше 2.

Где,

Компонент постоянного тока (

i d c )

Постоянная составляющая тока короткого замыкания во время отключения: Следуя разделу 4.4 и уравнению (64), постоянные токи рассчитываются на основе начального симметричного тока короткого замыкания и таблицы соотношения R/X эквивалентной частоты для ячеистой сети.

Установившийся ток короткого замыкания (

I k )

Установившийся ток короткого замыкания ( I k ) рассчитывается на основании раздела 4.6 для ячеистых сетей с использованием уравнений (84) и (85). Моторные вклады исключены. Для неуравновешенных разломов используются уравнения (86), (87), (88) и (89).

Асимметричные токи

Асимметричные токи для начального и четырех временных интервалов отключения также рассчитываются для использования при координации защитных устройств. Асимметричные токи рассчитываются как среднеквадратичное значение симметричной и постоянной составляющих.

Асимметричные значения могут использоваться с защитными устройствами, реагирующими на асимметричные токи.

Дистанционные токи и напряжения

Также рассчитываются токи, протекающие через источники, кабели, линии, трансформаторы и другое оборудование. Также предусмотрены напряжения на удаленных шинах. Эти удаленные токи и напряжения полезны для настройки реле.

EasyPower Результаты по сравнению с примером в IEC 60909-4

IEC 60909-4, раздел 6, содержит пример расчета в качестве эталонного теста для программ для сравнения. Сравнение результатов приведено ниже.


Таблица 2 : Токи трехфазного короткого замыкания для начального симметричного среднеквадратичного значения (I k ) и пикового (I p )


Таблица 3 : Трехфазные токи короткого замыкания при отключении (I b при 0,1 с) и в установившемся режиме (I k )


Таблица 4 : Линейные токи короткого замыкания на землю для начальных симметричных среднеквадратичных и пиковых токов

Расчет режима короткого замыкания

EasyPower сравнивает результаты короткого замыкания с номиналами короткого замыкания защитных устройств и отображает результаты в текстовом отчете и на однолинейной схеме.Для высоковольтных автоматических выключателей пиковый ток сравнивается с включающей способностью, а отключающий ток сравнивается с номинальной отключающей способностью. Номиналы предохранителей и низковольтных автоматических выключателей сравниваются с начальными токами. Переключатели используют пиковый ток для сравнения с включающей способностью. На основании испытательного отношения X/R, указанного в соответствующих стандартах IEC для оборудования, рассчитанные рабочие токи короткого замыкания корректируются, когда короткое замыкание X/R больше, чем испытательное X/R. Данные высоковольтного автоматического выключателя поставляются с постоянной времени постоянного тока.Эти данные используются для расчета испытательного отношения X/R для автоматического выключателя. Библиотека EasyPower содержит данные для автоматических выключателей, предохранителей и переключателей. Рейтинг короткого замыкания является частью библиотеки данных.


Рисунок 3 : Пример номиналов высоковольтных выключателей в библиотеке устройств


Рисунок 4 : Номинальные параметры высоковольтного выключателя в файле проекта, загруженном из библиотеки

В отчете о режиме короткого замыкания оборудования комментарии и цвет текста указывают на проблемные области.Когда ток короткого замыкания превышает номинальные значения для устройства, результаты отображаются красным цветом, а вывод комментария — НАРУШЕНИЕ. EasyPower предоставляет возможность отображения предупреждения, когда процент режима короткого замыкания превышает установленный пользователем порог безопасности, но ниже уровня нарушения. Пороговое значение по умолчанию составляет -10% от рейтинга для предупреждения.


Рисунок 5 : Результаты режима короткого замыкания отображаются на однолинейном чертеже


Таблица 5 : Дежурный отчет оборудования короткого замыкания

Анализ чувствительности к напряжению

Короткое замыкание на какой-либо шине приводит к падению напряжения на других соседних шинах в системе.Вы можете установить порог чувствительности к напряжению в параметрах таким образом, чтобы любая шина с напряжением ниже этого значения была выделена красным в однострочном представлении и показана в отчете о чувствительности к напряжению.


Рисунок 6 : Подсветка шин, когда напряжение ниже порогового значения


Рисунок 7 : Отчет о чувствительности к напряжению для шин с напряжением ниже порогового значения

Трансформатор фазового сдвига

Расчет короткого замыкания обеспечивает угол сдвига фаз ответвленных токов и напряжения шины на различном оборудовании.Отображаемые фазовые углы относятся к приложенному эквивалентному источнику напряжения, находящемуся под нулевым углом. Трансформаторы, имеющие различные конфигурации обмотки, такие как соединение треугольником с одной стороны и соединением звездой (звездой) с другой стороны, имеют определенный сдвиг фазовых углов токов и напряжений. Для удаленных шин и ответвлений через трансформаторы фазовый сдвиг применяется соответственно при расчетах короткого замыкания.

Стандарт

IEC 60076-1 определяет обозначение числа часов и их соответствующий фазовый сдвиг для трансформаторов.EasyPower обеспечивает необходимый фазовый сдвиг удаленных напряжений и токов для трансформаторов с номиналом IEC при анализе короткого замыкания IEC. Для трансформаторов с соединением обмотки треугольником и пуском (звездой) в базе данных поддерживаются обозначения часов 1, 3, 5, 7, 9 и 11. Они имеют фазовый сдвиг 330, 270, 210, 150, 90 и 30 градусов соответственно на основе стороны высокого напряжения, принятой в качестве эталона. Для трансформаторов с номиналом ANSI применяется фиксированный фазовый сдвиг +30/-30 градусов.


Рисунок 8 : Сдвиг угла тока через трансформатор треугольник-звезда

Интеграция с координацией защитных устройств

Результаты короткого замыкания IEC 60909 интегрированы с инструментами координации защитных устройств в EasyPower.Поддерживаются следующие функции:

  • Вид однолинейной диаграммы на графике времятоковых характеристик (TCC) для защитных устройств.
  • Вы можете указать неисправность одной шины или всех шин на однолинейной схеме, чтобы просмотреть токи короткого замыкания на неисправных шинах. Вы также можете просмотреть токи удаленных ветвей и напряжения удаленной шины.
  • Ток короткого замыкания через любое защитное устройство можно использовать для ограничения кривой TCC устройства. Это будет отображать кривую только до максимального тока, который увидит устройство.Для ограничения TCC вы можете выбрать один из начальных, отключающих и установившихся токов.
  • Вы можете вставить галочки (стрелки) на график TCC, чтобы указать ток короткого замыкания через устройство. Вы можете отобразить метки короткого замыкания для начального, отключающего и установившегося тока. Для тока отключения вы можете выбрать 0,02 с, 0,05 с, 0,1 с или 0,25 с.
  • Для отсечения фаз ТСС и засечек EasyPower автоматически выбирает асимметричные токи для низковольтных автоматических выключателей, предохранителей и электромеханических реле.Для реле с фильтром смещения постоянного тока применяются симметричные токи. Для фазных токов используется максимальный ток трех фаз.
  • Функции отключения заземления для низковольтных автоматических выключателей или реле используют симметричный ток заземления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.