实验 2 弧焊变压器外特性测试实验

实验2 弧焊变压器外特性测试实验

【实验目的】

（1）了解BX1-300型或BX3-300型弧焊变压器的结构特点、电气性能和主要技术参数；

（2）熟悉弧焊变压器的工作原理及外特性的形状特点；

（3）掌握弧焊电源外特性的一般测定方法，

【实验原理】

1、弧焊电源外特性

在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值U y与输出电流稳定值I y之间的关系U y= f (I y) 称为电源的外特性。电源外特性曲线与电弧静特性曲线必须满足“电源－电弧”系统的稳定条件，才能够保证电弧稳定燃烧，因此，不同的焊接工艺（对应不同的电弧静特性）需要不同外特性的焊接电源才能保证焊接工艺稳定。

弧焊变压器是一种具有下降外特性的降压变压器。其工作原理和一般电力变压器相同。同时，为满足弧焊工艺的要求，弧焊变压器还具有以下特点：

(1) 为了引弧容易，要求具有一定的空载电压U0

焊条电弧焊电源：U0= 55~70 V ；埋弧焊电源U0= 70~90 V。

(2) 常用于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊，为保证交流电弧稳定连续地燃烧，需要有较大漏抗或外加电抗器。

(3)电源外特性要可调节，即改变等效电路中的电抗可调节焊接电流。

2、增强漏磁式弧焊变压器的结构及工作原理

(1) BX1-300型动铁心式弧焊变压器

结构特点如图2-3-1所示。它是一个动铁心II，插入静铁心I的窗口中间。动铁心II提供漏磁分路，从而获得下降外特性；动铁心II可以在窗口里移进或移出来改变漏抗，达到调节电流的作用。

(2) BX3-300型动圈式弧焊变压器

结构特点如图2-3-2所示。它的铁心特点是高而窄，在两侧的芯柱上套有一次绕组W1和二次绕组W2。一般W1在下方固定不动；W2固定在螺杆上可以通过摇动手柄而上下移动，以改变其与W1之间的距离δ12。δ12可调范围较大，使得W1和W2之间磁的耦合不紧密而有很强的漏磁，所产生的漏抗就足以获得下降外特性。调节δ12，电弧电流可得到均匀调节。

图2-3-1 BX1-300型结构特点图图2-3-2 BX3-300型结构特点图【实验设备及材料】

（1）弧焊变压器（BX1-300型或BX3-300型）1台

（2）变阻器（BP300）1台

（3）交流电压表 (0~100V ) 或万用表1块

（4）交流电流表（0~600A）或万用表1块

（5）电流互感器 600/5 1块

（6）接触器（单主触点≥150 A）2个【实验内容及步骤】

CJ2

图2-3-3 实验接线图

1、观察BX1-300型或BX3-300型弧焊变压器的结构特点，了解其基本

构成及外特性调节原理。

2、设计并连接外特性测试实验电路

实验电路如图2-3-3所示，CJ1和CJ2是接触器的常开触点，R是变阻器，LH是互感器。

3、测定外特性曲线

(1) 将焊机调到最小焊接电流的位置，改变图2-3-3中负载电阻Ｒ的阻值，记录焊机输出电流I f 、端电压U f的值。并将结果填入表2-3-1中。

表2-3-1 焊机调到最小电流位置的外特性曲线

I f (A)

U f (V)

(2) 将焊机调到中等电流的位置，改变图2-3-3中负载电阻Ｒ的阻值，记录焊机输出电流I f 、端电压U f的值。并将结果填入表2-3-2中。

表2-3-2焊机调到150A焊接电流位置的外特性曲线

I f(A)

U f(V)

(3) 将焊机调到焊接电流最大的位置，改变图2-3-3中负载电阻Ｒ的阻值，记录焊机输出电流I f 、端电压U f的值。并将结果填入表2-3-3中。

表2-3-3 焊机调到最大电流位置的外特性曲线

I f(A)

U f(V)

【安全及注意事项】

1、一般注意事项：

(1)每测定完一点，及时切断负载电流，不可带电改变图2-3-3中负载电阻Ｒ（焊接电流大，容易拉弧）。

(2)防止焊机长时间通电过热，测短路电流时，将CJ2开关做成“点动”方

式，读完数据后立即放开。

2、实验中可能发生的事故及应急处理措施：

在测量短路电流时，CJ2开关有可能因为电流太大而在切断过程中引起电弧而导致严重的事故，此时，要果断拉下弧焊变压器初级侧的开关来切断电源，不要通过断开CJ1的方法来切断电源，因为切断CJ1的过程中同样会引起严重的电弧。

【实验结果处理与分析】

(1) 绘制弧焊变压器外特性曲线。取电压U f为纵坐标，电流I f为横坐标，绘

出BX1-300型或BX3-300型弧焊变压器的外特性曲线，注意将实验中的三组数据绘在一个坐标系里。

(2) 结合课本知识，分析BX1或BX3系列弧焊变压器是如何获得下降外特

性的。

【问题与讨论】

(1)弧焊变压器的外特性曲线方程式有哪几种表达方式？是怎样的几何形状？

(2)增强漏磁式弧焊变压器有几种形式？它们各有哪些优缺点？

【实验报告撰写要求】

1、实验前要求做好预习，熟悉实验目的、具体实验内容及实验原理，并事先绘制好数据记录表格等准备工作。

2、实验报告内容应包括：⑴实验名称；⑵实验目的；⑶实验内容与实验步骤，包括实验内容、原理分析及具体实验步骤；⑷实验设备及材料，包括实验所使用的器件、仪器设备名称及规格；⑸实验结果，包括实验数据的处理与分析方法，填写实验结果记录表，绘制实验曲线等；⑹回答思考与讨论题目，总结实验的心得体会等内容。

3、实验曲线要求用铅笔手工绘制在坐标纸上。曲线应该刻度、单位标注齐全，比例合适、美观，并针对曲线作出恰当的标注，图要具有自明性。

4、实验报告书写在专用实验报告纸上，要求用钢笔正楷字体规范撰写，绘图要用直尺等绘图工具。