4. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з правилами безпеки праці при роботі з зварювальними джерелами живлення.

2. Вивчити конструкцію і ознайомитись з принциповою електричною схемою випробування генератора (рисунок 1.2).

3. Після складання схеми випробування для збереження приладів перевірити її в умовах мінімального струму навантаження при U_г =18...20 В. Допускати роботу генератора в режимі короткого замикання не можна, тому, що при постійній напрузі (жорстка зовнішня характеристика) струм короткого замикання збільшиться настільки, що може вивести генератор з ладу.

4. Знімання характеристики холостого ходу. Вимкнути обмотку L₁ контактором К₂. ввімкнути генератор і виміряти його ЕРС. Потім ввімкнути L₁ і за допомогою R_р встановити струм I_н = 0,1 А. Виміряти ЕРС генератора. Поступово збільшуючи I_н через 0,5 А виміряти ЕРС генератора. Останій відрахунок зробити при I_н = 3,6 А.

5. Знімання зовнішньої характеристики. Характеристику зняти при U_г=18 В, U_г=26 В, U_г =35 В. Для кожного вказаного значення напруги U_г потрібно ввімкнути генератор в режим холостого ходу (К2 повинен бути вимкнутий). Зробити перший відлік U_д. Ввімкнути К₁ і перші рубильники РБ – 315, встановивши мінімальний струм I_д. Зробити відлік U_д і I_д. Далі послідовно вмикаючи ІІ, ІІІ, IV і V рубильники баластних реостатів фіксувати значення напруги і струму навантаження генератора.

4. Обробка результатів, їх аналіз і висновки

1. Описати технічні характеристики зварювального перетворювача.

2. Описати будову зварювального перетворювача.

3. За отриманими даними побудувати зовнішню характеристику та характеристику холостого ходу перетворювача ПСГ-500-1УЗ.

6. Контрольні запитання

1.1) Будова перетворювача ПСГ – 500 – 1УЗ.

1.2) Технічна характеристика перетворювача ПСГ – 500 – 1УЗ.

1.3) Призначення перетворювача.

1.4) Принцип роботи перетворювача.

1.5) Порядок знімання характеристики холостого ходу.

1.6) Порядок знімання зовнішньої характеристики.

Лабораторна робота № 2 вивчення конструкції та дослідження роботи трансформатора для ручного дугового зварювання типу тд - 500у2

1. Мета роботи

1) Вивчити призначення, будову, принцип роботи і технічну характеристику трансформатора типу ТД – 500У2.

2) Освоїти методику знімання характеристик трансформатора.

2. Програма роботи

Лабораторна робота розрахована на 2 години аудиторних занять, під час яких вивчаються призначення, будова, принцип роботи і технічна характеристика трансформатора типу ТД – 500У2.

3. Основні теоретичні положення. Опис устаткування

Зварювальний трансформатор ТД – 500У2 призначений для живлення одного зварювального поста при ручному дуговому зварюванні, різанні і наплавленні металів змінним струмом частотою 50 Гц.

Технічна характеристика зварювального трансформатора ТД – 500У2

Параметр	Значення
Номінальний зварювальний струм, А	500
Межі регулювання зварювального струму, А
в діапазоні малих струмів	85...240
в діапазоні великих струмів	240..560
Номінальна первинна напруга, В	380/220
Первинний струм, А
при виконанні на 220 В	145
при виконанні на 380 В	84
Вторинна напруга холостого ходу, В
в діапазоні малих струмів	76
в діапазоні великих струмів	60
Номінальна робоча напруга, В	40
ТВ, %	60
Номінальна потужність, кВА	33
Маса, кг	210

Трансформатор ТД – 500У2 складається з магнітопроводу, стержневого типу, первинної і вторинної обмоток, перемикача діапазонів струмів, струмовказівного механізму. Обмотки ТД – 500У2 мають по дві котушки, розташовані попарно на спільних стержнях магнітопроводу. Котушки первинної обмотки з скляною ізоляцією, нерухомі, закріплені біля нижнього ярма, котушки вторинної обмотки рухомі, намотані на ”ребро” з ізольованої алюмінієвої шини. Через верхнє ярмо трансформатора пропущено ходовий гвинт, при обертанні якого рукояткою пересуваються вторинні котушки, змінюючи тим самим відстань між обмотками.

Трансформатор має ємнісний фільтр, який складається з двох конденсаторів С₁ і С₂.

Спадна зовнішня характеристика забезпечується конструкцією трансформатора виконаного з підвищеною індуктивністю розсіювання.

Плавне регулювання зварювального струму І_д здійснюється за рахунок зміни віддалі між первинною і вторинною котушками обмоток. Зближення обмоток зменшує індуктивність розсіювання, що приводить до збільшення зварювального струму. Збільшення віддалі між обмотками збільшує індуктивність розсіювання і відповідно зменшує І_д.

Ступінчасте регулювання струму проводиться шляхом одночасного перемикання котушок первинної і вторинної обмоток, паралельне вмикання обмоток відповідає діапазону великих струмів, послідовне – малих струмів. Діапазони струму змінюються за допомогою перемикача барабанного типу, рукоятка якого знаходиться на кришці кожуха. Орієнтовний відлік струму проводиться по шкалі через віконце на кришці кожуха.

Напруга холостого ходу трансформатора U₂₀ залежить від віддалі між котушками: більша U₂₀ при зсунутих обмотках, менша при розсунутих.

Зовнішній вигляд трансформатора показаний на рисунку 2.1, а принципова електрична схема – на рисунку 2.2.

Рисунок 2.1 – Загальний вигляд трансформатора

ТД- 500У2

Трансформатор може працювати при таких режимах: холостий хід, навантаження, коротке замикання.

При холостому ходу: І_д=0, тоді

, (2.1)

де U₁ – напруга живлення трансформатора; К – коефіцієнт трансформації.

При навантаженні трансформатора вторинна напруга холостого ходу - U₂₀ зрівноважується напругою дуги U_д і падінням напруги на активному і індуктивному опорах вторинної обмотки трансформатора:

U₂₀= U_д+І_д(Х_m+R_m), (2.2)

де Х_m, R_m – індуктивний і активний опір трансформатора.

Враховуючи, що R_m=0, будемо мати

U₂₀=U_д+І_д Х_m (2.3)

Рисунок 2.2 – Принципова електрична схема трансформатора ТД – 500 У2

Векторна діаграма трансформатора із збільшеним розсіюванням, яка відповідає спрощеній схемі заміщення. Зображена на рисунку 2.3.

Рисунок 2.3 – Векторна діаграма схеми заміщення трансформатора.

З векторної діаграми випливає:

; (2.4)

. (2.5)

В наведених формулах

(2.6)

де w - кутова частота; W₂ – кількість витків вторинної обмотки; R_m - повний магнітний опір на шляху потоку розсіювання; s - коефіцієнт розсіювання.

При розсуванні обмоток (метод плавного регулювання) потік розсіювання зростає, оскільки R_m зменшується. Величина s збільшується. Відповідно, для індуктивного опору Х_m трансформатора спостерігається зворотна картина.

При короткому замикані

(2.7)

Величину І_к.з. можна змінювати двома способами:

а) плавним регулюванням за рахунок зміни X_m, змінюючи віддаль між обмотками;

б) ступінчатим регулюванням за рахунок зміни коефіцієнта трансформації К.

Виконання роботи полягає в зніманні з трансформатора ТД – 500У2 зовнішньої і регулювальної характеристик.

Зовнішня характеристика – це функціональна залежність зміни напруги на затискачах трансформатора від величини струму навантаження, тобто:

U₂=f(І_д). (2.8)

Характеристика знімається при двох значеннях струму короткого замикання І_к.з = 200 А і І_к.з = 300 А при U₁=const шляхом поступового збільшення струму навантаження, змінюючи опір баластних реостатів РБ – 315.

Регулювальна характеристика – це залежність струму короткого замикання від величини індуктивного опору трансформатора Х_m.

Оскільки Х_m змінюється пропорційно віддалі l між котушками первинної і вторинної обмоток трансформатора, а віддаль між котушками змінюється кількістю обертів рукоятки регулятора n_p , то

Х_m=f(l)=f(n_p). (2.9)

Регулювальна характеристика є залежністю

Ік.з.=f(n_p). (2.10)