203169. lajstromszámú szabadalom • Szabályozótranszformátor ívfény- és plazma-hegesztőberendezésekhez
1 HU 203 169 B 2 vikus szabályozást jelent az 1 vasmag 3 nyitott kiegészítőrészének a transzformátor függőleges síkja mentén történő elcsúsztatása - 7. ábra illetőleg a transzformátor függőleges tengelye körül történő elforgatása. Az 1 vasmag 3 nyitott kiegészítőrészének elcsúsztatására szolgáló eszköz két, egymással szinkronizálva elforgatható 13 és 14 csavarból áll, amelyek egyik vége az 1 vasmag 2 zárt vasmagrészénél felerősített 15 és 16 csapágyakban helyezkedik el, míg a 13 és 14 csavarok másik vége 17 és 18 csapágyakkal van csapágyazva, mely utóbbiak a transzformátorházhoz vannak erősítve. A 13 és 14 csavarok szinkronizált elfordításit egy 20, 21 és 22 fogaskerekekkel ellátott 19 forgatókar segítségével valósítjuk meg. A 19 forgatókar csapágya a transzformátorházhoz van erősítve. A 13 és 14 csavarok az 1 vasmag mozgatható 3 nyitott vasmagrészével 23 és 24 menetes furatokon keresztül vannak összekapcsolva. A találmány szerinti transzformátor működését az alábbiakban ismertetjük: A transzformátorban a szabályozás a 8 tirisztorpár (lásd 2. ábrát) gyújtásszögének változtatásával történik. A terhelési áramszabályozás alsó tartományát (lásd 3. ábra „a” görbéjét), begyújtott 8 tirisztorpár esetében kapjuk. Ebben az esetben a transzformátor rövidzárási ellenállását 6 primer tekercsrész (Zip) és az 5 szekunder tekercs 4 primer tekercsrészének (Zi0) ellenállásértékeinek összege határozza meg, és így kapjuk meg a minimális rövidzárási áramot (Imi»). A transzformátor üresjáratában a 6 primer tekercsrész ellenállása a nemmágneses légrés miatt kicsi, és gyakorlatilag a teljes hálózati feszültség a 4 primer tekercsrészre jut. Emiatt a transzformátor szekunder feszültségét az alábbi összefüggéssel lehet meghatározni üresjáratban: és a feszültség értéke maximális. Ekkor Ui a primer hálózat feszültsége, W2 a szekunder tekercs menetszáma, Wia a 4 primer tekercsrész menetszáma. A terhelési áram - szabályozási tartomány felső határát (a 3. ábrán a „b” és „c” görbéket) akkor érjük el, amikor a 8 tirisztorpár a teljes periódus alatt be van kapcsolva. Ekkor a 6 primer tekercsrész rövidre van zárva, és a transzformátor rövidzárási ellenállása, melyet ekkor csak az 5 szekunder tekercs 4 primer tekercsrészének ellenállása (Zia) határoz meg, minimális értékű. Ha a 4 primer tekercsrész és az 5 szekunder tekercs egymáshoz képest koncentrikusan van elrendezve, a külső paramétervonal (3. ábra „b” görbe) gradiense kicsi, míg a másik legkülső esetben, amikor a 4 primer tekercsrész és az 5 szekunder tekercs (lásd az 1. ábrát) különböző ágakon vannak elrendezve, a külső paramétervonal lekerekítve esik (3. ábra „c” görbe). Ha a 8 tirisztorpár bekapcsolási szögét fokozatmentesen változtatjuk (lásd a 2. ábrát), egy mesterséges külső paramétervonal sereg képződik, melyek az „a” és „b” vagy „b” és „c” természetes külső paramétervonalak által határolt területen helyezkednek el (lásd a 3. ábrát). A transzformátor üresjárási feszültsége ekkor gyakorlatilag állandó marad és maximális értékű. A terhelési áram - szabályozási tartományt az alábbi összefüggéssel lehet meghatározni: ZiCt Ziß + Zitx ahol Zip a 6 primer tekercsrész ellenállását jelenti. A találmány szerinti transzformátort a 4 primer tekercsrész és 5 szekunder tekercs koncentrikus elrendezésével impulzus üzemű hegesztőberendezéseknél lehet előnyösen használni, amelyekben a 8 tirisztorpár csak a periódusidő egy részében van begyújtva, és az összes külső üzemi paramétervonalat mesterségesen alakítjuk ki. A hagyományos ívfényes- és plazmahegesztésnél a terhelési áram görbe minimális torzításai szükségesek, és ezért a 4 primer tekercsrészt és az 5 szekunder tekercset egymástól távol helyezik el, ezáltal a transzformátor mágneses szórása megnő. Ekkor a „c” külső paramétervonal (lásd a 3. ábrát) gradiense a teljes periódusidő alatt begyújtott 8 tirisztorpár esetében akkora, amekkora a hegesztés névleges lefutásához szükséges. Az „a” és „c” természetes külső paramétervonalak alkalmazása (lásd az 1. ábrát) a hegesztéshez azzal jár, hogy az áram görbéjének alakja a hegesztés során lényegesen kisebb mértékben lesz torzított. A megnövelt mágneses szórás azonban nagy járulékos veszteségekhez vezet, és ezért a transzformátorház előállításánál drága és nem mindig rendelkezésre álló nemmágneses anyagra van szükség. A 4. és 5. ábrák szerinti transzformátorban a 4 primer tekercsrész és az 5 szekunder tekercs koncentrikus elrendezése következtében a szórt mágneses fluxusokat minimális mértékűre csökkentettük. Ennek következtében egy ilyen transzformátornak nagyobb a hatásfoka és a ház előállításához olcsó acélból készült hagyományos szerkezeti anyagokat lehet alkalmazni. Egy ilyen transzformátor azonban valamivel (10-15 %-kal) nehezebb, mivel az 1. vasmag a 10 nyitott kiegészítőrésszel és a 11 primer tekercsrésszel van kiegészítve. Ezért az 1. és 2. ábrák szerinti transzformátort, melynek nagyobb a 4 primer tekercsrészének és az 5 szekunder tekercsének mágneses szórása, előnyösen olyan esetekben lehet alkalmazni, amikor a berendezés kisebb súlya döntő tényező, például szerelési munkákra alkalmas hegesztőberendezéseknél, míg más esetekben célszerű a 4. és 5. ábrák szerinti transzformátor alkalmazása, ahol a 4 primer tekercsrész és az 5 szekunder tekercs egymáshoz képest koncentrikusan van elrendezve. A találmány szerinti szabályozótranszformátor a következőképpen működik: Minimális hegesztőáramot a bekapcsolt 8 tirisztorpár esetében (lásd a 4. ábrát) kapunk, az 1. és 2. ábrák szerinti transzformátorokhoz hasonló módon. Ekkor a transzformátor induktív ellenállásának maximális értékét a 4 primer tekercsrész, 5 szekunder tekercs és 6 primer tekercsrész, valamint a 11 primer tekercsrész erősáramú tekercsiészeinek menetei határozzák meg, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
