6.5 Сварочные трансформаторы

Эти трансформаторы представляют собой понижающие сухие однофазные трансформаторы с вторичным напряжением при холостом ходе 60-75 В. Такие напряжения необходимы для надежного зажигания дуги. При номинальной нагрузке вторичное напряжение уменьшается до 30 В. При работе сварочного трансформатора короткое замыкание является его нормальным эксплуатационным режимом. Поэтому для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги такой трансформатор должен иметь мягкую внешнюю характеристику, а цепь сварочного трансформатора должна обладать значительной индуктивностью (рисунок 6.12).

Рисунок 6.12

6.6 Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы подразделяются в основном на два типа: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Применяются при измерении больших напряжений и токов с помощью электроизмерительных приборов, рассчитанных на меньшие напряжения и токи.

Трансформаторы напряжения, как правило, двухобмоточные понижающие, отличаются классом точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3. Классы точности определяются погрешностями:

а) относительной погрешностью:

γ=[(U₂k-U₁)/U₁]100%,

б) угловой погрешностью – это угол между векторами U₁ и U₂.

Чтобы уменьшить эти погрешности, трансформаторы напряжения выполняют из высококачественных сталей с наибольшей магнитной проницаемостью (μ), наименьшей петлей гистерезиса и малыми активными сопротивлениями обмоток. Рассчитывают их для работы на линейных участках кривых намагничивания. Материалы – холоднокатаная электротехническая сталь и пермолой. Схема включения показана на рисунке 6.13.

Рисунок 6.13

Трансформаторы тока, как правило, двухобмоточнае повышающие. Включаются по схеме, показанной на рисунке 6.14.

Рисунок 6.14

Поскольку сопротивление амперметра мало, то трансформатор тока работает, по сути, в режиме короткого замыкания, при котором токи I₁ и I₂ >>I₀ и при отключении, например, амперметра от вторичной обмотки возникают большие перенапряжения , которые могут пробить изоляцию обмоток трансформатора и даже чувствительно поразить оператора. Поэтому перед отключением амперметра вторичную обмотку трансформатора следует закоротить, к тому же она должна быть обязательно заземлена.

Виды погрешностей и классы точности, применяемые материалы у трансформаторов тока аналогичные, как и у трансформаторов напряжения.

6.7 Высокочастотные и импульсные трансформаторы

Такие трансформаторы должны передавать на вторичные обмотки напряжения высокой частоты (от 5-10 до 20-30 кГц и выше) без потери амплитуды, фазы и формы сигнала (напряжения) (рисунок 6.15).

Рисунок 6.15

Для высокочастотных (ВЧ) и импульсных (И) трансформаторов применяют магнитные материалы, которые должны иметь узкую петлю гистерезиса, большую индукцию насыщения, малые потери на вихревые токи и перемагничивание, его магнитные свойства не должны зависеть от температуры, давления и времени. К таким материалам, которые используются для ВЧ и И трансформаторов относятся ферриты, альсиферы, пресспермы – это магнито-диэлектрики на основе пермаллоя.

Высокочастотные трансформаторы обычно работают на линейном участке кривой намагничивания до насыщения.

Импульсные трансформаторы работают на двух участках кривой намагничивания: линейном и насыщенном (рисунок 6.16).

Рисунок 6.16

На линейном участке кривой намагничивания происходит трансформация напряжения (импульса) из первичной обмотки во вторичную обмотку, в связи с тем, что при этом происходит изменение магнитного потока в сердечнике трансформатора. После насыщения железа сердечника, изменения магнитного потока не происходит, ЭДС самоиндукции близко к нулю и всё напряжение U₁ падает на резисторе R, при этом U₂0.

Лекция №5