弧焊变压器

第3章弧焊变压器

主要内容

3.1弧焊变压器的基本原理和分类31

3.2串联电抗器式弧焊变压器

32

3.3动铁心式弧焊变压器

3.4动线圈式弧焊变压器

3.5抽头式弧焊变压器

主要内容

本章主要以一般变压器理论为本章主要以般变压器理论为基础，根据弧焊工艺的要求，阐基础根据弧焊工艺的要求阐明弧焊变压器的特殊性，陡降外特性的获得和焊接规范的调节方法。并介绍常见弧焊变压器的结构、原理和特点。

3.1 弧焊变压器的基本原理和分类

弧焊变压器的特点

z弧焊变压器的特点：

（1）为稳弧要有定的空载电压和较大的电感；

）为稳弧要有一定的空载电压和较大的电感；（2）主要用于手工弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊，应具有下降的外特性；

（3）为了调节电弧电流、电压，外特性应可调。

）为了调节电弧电流电压外特性应可调

3.1.1

3.1.1 基本原理

z与普通变压器一样，可通过基本方程式、等效电路和矢量图三个方面来分析。主要是弄清空载电压的建立获得下降外特性的原理和调节立，获得下降外特性的原理和调节焊接规范的方法。

焊接规范的方法

可表示为：

&E

其有效值为10m

444(311)其有效值为：1010m 4.442E f N φ==(3-1-1)

同理有

令0100L0M //(/)K φφφφφ==，M K 为耦合系数，其值在0～1之间变化，

由以上式子得到：(3-1-2)

(312)

式（3-1-2）说明：有漏磁时，空载电压只是由耦合磁通

）说明：有漏磁时空载电压只是由耦合磁通

φ（主磁通）

K=则有：(3-1-3)

建立的；当无漏磁时，M1

在一般变压器理论中常忽略漏磁通，不讨论它的作用。而在弧焊变

压器中，往往要人为地增大漏磁通来加以利用。

E

变压器空载时有漏磁通0φ，在一次绕组中也就产生了漏抗电动势L0

I X。

或感抗压降

01

根据克氏第二定律，可以写出变压器一次电路的复数电压方程式为：

式中，1X、

R分别为一次绕组的漏抗和电阻。

1

2、负载

如图3-2所示，在一次绕组上施加电压1U ，二次绕组与负载fz R 接通。

图3-2 变压器负载运行时的原理图a ）原理图b ）等效电路图

负载

根据变压器基础知识,经计算可以得出：

(3-1-12)

2X K X 分别为变压器二次绕组的漏抗和电抗器的感抗；2R K R 分别为变压器二次绕组的电阻和电抗器的电阻。

33图3-3 接有电抗器的弧焊变压器

令12L X X X ′+=——变压器总漏抗，而1R ′2R 和、K R 值较小可以忽略，且

2f I I =则有：(3-1-13)

令L K Z X X X +=，于是：(3-1-14)

根据以上所述可以得出以下结论：

(1) 式(3-1-12)、(3-1-13)或(3-1-14)是弧焊变压器的电压平衡方程

式也是弧焊变压器的外特性方程式

式，也是弧焊变压器的外特性方程式；(2) 式(3-1-12)说明不仅二次的漏抗，而且一次的漏抗（或）也对

二次的输出电压有影响。二者增大都使变压器的外特性下降得更加

陡。

(3) 在二次电路串联电抗器便有感抗K X ，也可获得下降外特性；

(4) 弧焊变压器的外特性方程式也可以写成以下形式：

(3-1-15)

。

L X K X f I &由式(3-1-15)容易看出，改变或可调节焊接电流。

等

3.1.1.2 等效电路

变压器一、二次电路是靠主磁通联系起来的。根据式(3-变压器次电路是靠主磁通联系起来的根据式(3 1-12)可画出图3-4a所示等效电路图，即用一个等效电路代替了两个相互间有磁联系的电路。通过它能更形象、更具体地理解弧焊变压器地工作原理。

图3-4 弧焊变压器的等效电路

a）一般等效电路b）简化等效电路

3.1.1.3 弧焊变压器的矢量图

在上述分析的基础上，我们可以把弧焊变压器的各量，在上述分析的基础上我们可以把弧焊变压器的各量按其大小和相位关系画出矢量图，如图3-5 所示

图3-5 弧焊变压器空载时的矢量图

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图3-6 弧焊变压器负载时矢量图

为了便于分析弧焊变压器的外特性，还可根据式(3-1-14)或图3-1-4b所示简化等效电路，画出弧焊变压器的简化矢量图于图3 -7。图中，以一次电流为参考矢量，电弧电压与同相，而则比导前90°。

与的矢量和为。于是和三个矢量构成了以为斜边的直角三角形。通过该直角三角形可以分析弧焊变压器的外特性形状。当Z

X

f

I

f Z

I X

U

不变而负载电阻减小时，使和值增大，图中直角三角形的顶点为

的直角角形该直角角形可以分析弧焊变压器的外特性形状当

要沿着以直径的半圆往下移。如虚线所示，对应的

f

U要减小。因此

3-8 弧焊变压器的外特性

3.1.2 弧焊变压器的分类

焊变的分类

根据获得下降外特性的方法不同可分为：

z串联电抗器式由正常漏磁（漏磁很少，可忽略）的变压器串联电抗器构成，按结构不同又分为：

1）分体式变压器和电抗器式独立的个体。BN系列弧焊变压器及BP3×500型多站（BP-3

弧焊变压器属于此类；

(2) 同体式变压器与电抗器铁心组成一体，二者之间非但有电的串联，还有磁的联系。

BX2系列弧焊变压器属于此类。

系列弧焊变压器属于此类

z增强漏磁式在这类变压器中人为地增大了自身的漏抗，而无需再串联电抗器。按增强和调节漏抗的方法不同又可分为：

(1) 动铁心式在一、二次绕组间设置可动的磁分路，以增强和调节漏磁。BXl系列弧

焊变压器即属此类；

(2) 动线圈式通通过增大一、二次绕组之间距离来增强漏磁，改变绕组之间距离以资

(2)通过增大二次绕组之间距离来增强漏磁改变绕组之间距离以资

调节。BX3系列弧焊变压器属于此类；

(3) 抽头式也是将一、二次绕组分开来增加漏磁，通过绕组抽头改变绕组匝数来调节

漏抗。BX6-120型弧焊变压器属于此类。