Трансформатор с поворотным магнитопроводом

 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в сварочной технике при создании сварочных, преимущественно импульсных, трансформаторов. Изобретение относится к трансформаторостроению и может найти широкое применение в сварочной технике при создании сварочных, преимущественно импульсных, трансформаторов. Известен магнитопровод, содержащий витые ленточные сердечники с разрезами, стяжные элементы, изоляционные распорки . Сердечники установлены один относительно другого с зазором, в котором расположены изоляционные распорки.чеЦель изобретения - повышение качества сварки за счет обеспечения регулирования угла наклона вершины импульса при сварке путем управления моментом включения трансформатора. Трансформатор содержит первичную и вторичную обмотки, разнесенные вдоль оси вращения, и магнитопровод (М), разделенный торцовым зазором. Система контроля положения частей М выполнена в виде смонтированных на разных частях М светоифотодиодов, установленных с возможностью поворота вокруг оси М и осевого совмещения. Обе части М собраны из п элементов, образованных U-образными витыми ленточными сердечниками, состыкованными попарно с углом 2л:/п между собой. Сварка осуществляется импульсами одной полярности за счет двухполупериодной однотактной схемы выпрямления со средней точкой. Трансформатор в каждом конкретном случае позволяет формировать сварочный импульс необходимой формы, что способствует повышению качества сварного соединения.3 ил. ч Ё рез которые в зазоре и вне его пропущены стяжные элементы; стягивающие сердечники . Витые ленточные сердечники разрезаны по наклонным плоскостям, угол наклона которых к горизонтальной плоскости равен 3° а 5°43 . Если известный магнитопровод использовать в импульсном трансформаторе, то форму вершины импульса можно таким трансформатором регулировать лишь в сторону спада и лишь изменением толщины XJ СО 4 ю VJ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4492632/08 (22) 11.10.88 (46) 23.05.92. Бюл. й. 19 (71) Центральное конструкторское бюро технологии оборудования с заводом и Ленинградский электротехнический институт им, В,И.Ульянова (Ленина) (72) О.А.Герасев, Н.В,Коротаев, В.М.Опре и

А. М. Никитин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 746752, кл. Н 01 F 27/26, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 756499, кл. Н 01 F 31/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N1022229,,кл. Н 01 F29/08,,1983.

Авторское свидетельство СССР

М 342229, кл. Н 01 F 31/00, 1972. (54) ТРАНСФОРМАТОР С ПОВОРОТНЫМ

МАГНИТОПРОВОДОМ (57) Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в сварочной технике при создании сварочных, преимущественно импульсных, трансформаторов.

Изобретение относится к трансформаторостроению и может найти широкое применение в сварочной технике при создании сварочных, преимущественно импульсных, трансформаторов.

Известен магнитопровод, содержащий витые ленточные сердечники с разрезами, стяжные элементы, изоляционные распорки. Сердечники установлены один относительно другого с зазором, в котором расположены изоляционные распорки,че„„ Ц „„1734973 А1

Цель изобретения — повышение качества сварки за счет обеспечения регулирования угла наклона вершины импульса при сварке путем управления моментом включения трансформатора. Трансформатор содержит первичную и вторичную обмотки, разнесенные вдоль оси вращения, и магнитопровод (М), разделенный торцовым зазором. Система контроля положения частей М выполнена в виде смонтированных на разных частях

М свето- ифотодиодов, установленных с возможностью поворота вокруг оси M и осевого совмещения. Обе части М собраны из и элементов, образованных 0-образными витыми ленточными сердечниками, состыкованными попарно с углом 2к/и между собой. Сварка осуществляется импульсами одной полярности за счет двухполупериодной однотактной схемы выпрямления со средней точкой, Трансформатор в каждом конкретном случае позволяет формировать сварочный импульс необходимой формы, что способствует повышению качества сварного соединения. 3 ил. рез которые в зазоре и вне его пропущены стяжные элементы; стягивающие сердечники. Витые ленточные сердечники разрезаны по наклонным плоскостям, угол наклона которых к горизонтальной плоскости равен 3 < а< 5 43 .

Если известный магнитопровод использовать в импульсном. трансформаторе, то форму вершины импульса можно таким трансформатором регулировать лишь в сторону "спада" и лишь изменением толщины

1734973 изоляционных прокладок, что неудобно и трудоемко.

Известен сварочный трансформатор, содержащий магнитопровод со стержнями с установленными на них неподвижной и подвижной обмотками, последняя из которых соединена винтом с реверсивным приводом. Трансформатор снабжен магнитным экраном, выполненным из двух многослойных ферромагнитных пластин, соединенных винтом, ведомой и ведущей шестернями, магнитный экран установлен между первичной и вторичной обмотками на стержнях, перпендикулярно последним, ведомая шестерня установлена на винте магнитного экрана и находится в зацеплении с ведущей шестерней, насаженной на свободный конец винта привода подвижной обмотки.

Недостатком данногоо трансформатора является то, что им можно регулировать форму сварочного импульса лишь в части его амплитуды.

Известен бесконтактный регулятор тока и напряжения, содержащий трехстержневой магнитопровод с первичной обмоткой, выполненной из двух секций, причем секции вторичной обмотки расположены на крайних стержнях, один из которых выполнен поворотным относительно оси, перпендикулярной неподвижным стержням, В данный регулятор введена дополнительная обмотка с последовательно соединенным сопротивлением, размещенная на поворотном стержне.

К достоинствам известного регулятора следует отнести наличие вращающейся части магнитопровода с обмоткой, создающей предпосылки для регулирования угла наклона вершины кривой сварочного импульса, а к недостаткам — возможность регулирования только амплитуды кривой сварочного импульса.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому изобретению является вращающийся токосъемный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, разнесенными вдоль оси вращения и разделенными торцовым зазором, Одна из обмоток размещена на немагнитном каркасе, который выполнен с вставками из магнитомягкого материала, расположенными в зоне торцового зазора.

К достоинствам данного трансформатора следует отнести разнесение обмоток вдоль оси вращения и выполнение трансформатора вращающимся, что расширяет возможности его использования, в частности в роторных сварочных линиях. Однако, поскольку данный трансформатор не содер10

15 жит системы контроля углового положения частей магнитопровода одной относительно другой, невозможно регулировать угол наклона вершины кривой сварочного импульса, требуемый по технологическим соображениям.

Цель изобретения — повышение качества сварки за счет обеспечения возможности регулирования угла наклона вершины сварочного импульса.

Поставленная цель достигается тем, что трансформатор с поворотным магнитопроводом, содержащий первичную и вторичную обмотки, разнесенные вдоль оси вращения, и магнитопровод, выполненный из двух частей, установленных с торцовым зазором, снабжен системой контроля углового положения частей магнитопровода с первичной и вторичной обмотками одна от20 носительно другой, выполненной в виде установленных на разных частях магнитопровода с возможностью осевого совмещения свето- и фотодиодов, по крайней мере один из которых установлен с возможно25 стью регулируемого углового перемещения относительно соответствующей части магнитопровода вокруг оси последнего, при этом части разделенного торцовым зазором магнитопровода србраны из п элементов, 30 образованных собранными попарно U-образными витыми ленточными сердечниками и расположенных по окружности с шагом

2и/п рад.

На фиг. 1 .представлен предлагаемый

35 трансформатор, общий вид; на фиг. 2 — то же, разрез; на фиг. 3 — схема включения трансформатора, Трансформатор содержит первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, разнесен40 ные вдоль оси вращения, и магнитопровод, разделенный торцовым зазором Л на две части 3 и 4. Первичная обмотка 1 размещена на неподвижной части 3 магнитопровода, а вторичная обмотка 2 — на вращающейся

45 части 4 магнитопровода. Трансформатор содержит систему контроля углового положения частей 3 и 4 магнитопровода одной относительно другой, выполненную в виде светодиода 5 и фотодиода 6, размещенных

50 на основаниях 7 и 8 на разных частях 3 и 4 магнитопровода, причем, где установлен светодиод 5, а где фотодиод 6, значения не имеет. По крайней мере, хотя бы один из диодов 5 или 6 (на фиг. 1 это светодиод 5)

55 установлен с возможностью регулируемого углового перемещения по пазу 9 относительно соответствующей части магнитопровода вокруг оси последнего. Диоды 5 и 6 установлены на окружности одного радиуса

1734973

20

30

40 лий при сварке

55

R, что обеспечивает возможность их осевого совмещения, Части 3 и 4 магнитопровода собраны из и элементов 10 (на фиг. 1 и 2 их изображено четыре), об разо ва н н ых 0-образн ыми витыми ленточными сердечниками 11, собранными попарно. При этом элементы, образующие пары, расположены по окружности с шагом 2 /и. рад. Элементы 10 крепятся попарно к основаниям 7 и 8 хомутами

12, причем во избежание образования короткозамкнутого витка возможны варианты: основания 7 и 8 выполнены из диэлектрического материала, а хомуты

12 металлические, металлические хомуты

12 и металлические основания 7 и 8, но хомуты притягиваются к основаниям 7 и 8 через изоляционные прокладки и втулки.

Между элементами 10 имеется зазор д во избежание замыкания шихтовки магнитопровода. Сердечники 11 состыкованы в элементы 10 вплотную, без зазора. Возможно сочленение по гладким полированным поверхностям 13 или пайкой, или другими известными методами.

Схема включения трансформатора (фиг.3) содержит генератор 14 сварочных импульсов, управляемый ключ 15, светодиод 5 и фотодиод 6, подключенные к системе

16 управления, которая при совпадении осей диодов 5 и 6 выдает сигнал на включение ключа 15.

Вращающаяся часть 17 трансформатора содержит вторичную обмотку 2, состоящую из двух полуобмоток 18 и 19 с диодами

20 и 21, Для повышения производительности каждая из полуобмоток 18 и 19 подключена к осевой сварочной головке 22 и 23 через соответствующий диод 20 или 21.

Полуобмотки 18 и 19 наматываются одновременно и симметрично, чем достигается идентичность их пространственного расположения, Трансформатор работает следующим образом.

При подключении к сети генератор 14 формирует двуполя рн ые сварочные импульсы, поступающие на первичную обмотку 1 трансформатора через ключ 15 в момент поступления на него сигнала от системы 16 управления, вырабатываемого ею при совпадении осей диодов 5 и 6. Импульсы разной полярности таким образом разнесены во времени на период между совпадениями осей диодов 5 и 6.

В связи с тем, что в процессе вращения эффективное сечение магнитопровода (площадь перекрытия подвижной 4 и неподвижной 3 частей магнитопровода) изменяется по периодическому закону, по этому же закону изменяется и индуктивность намагничиванияя трансформатора. Дли тел ь ность сварочного импульса на порядок меньше периода изменения эффективного сечения магнитопровода и индуктивности намагничивания. В связи с этим возможно включение импульсного трансформатора в момент нарастания эффективного сечения магнитопровода и индуктивности намагничивания (за время импульса), в момент их уменьшения и в момент практически постоянного значения.

При включении трансформатора в момент нарастания эффективного сечения магнитопровода происходит подъем вершины (плоской части) сварочного импульса.

При включении, трансформатора в момент стабильного эффективного сечения (моменты, близкие к максимальному перекрытию площадей) получается спад вершины импульса такой же, как и при использовании обычного трансформатора бе1 поворотного магнитопровода. При включении трансформатора в момент уменьшения эффективного сечения магнитопровода происходит более резкий спад вершины сварочного импульса.

Для устранения скользящих контактов при снятии сигнала с диода, установленного на основании 8, этотдиод можно установить неподвижно, расположив выше основания

8, а на последнем укрепить диск с отверстием, расположенным на окружности того же радиуса, что и радиус расположения диода.

Этот диск (не показан) должен иметь возможность поворота относительно основания 8, Предлагаемый трансформатор обеспечивает возможность регулирования угла наклона вершины (плоской части) кривой сварочного импульса, повышение качества сварки и повышение выхода годных издеФормула изобретения

Трансформатор с поворотным магнитопроводом, содержащий первичную и вторичную обмотки, разнесенные вдоль оси вращения, и магнитопровод, выполненный из двух частей, установленных с торцовым зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки, он снабжен системой контроля углового положения частей магнитопровода с первичной и вторичной обмотками одна относительно другой, выполненной в виде установленных на разных частях магнитопровода с возможностью осевого совмещения свето- и фотодиодов, по крайней мере один из которых установлен с возможностью регулируемого

1734973 углового перемещения относительно соответствующей части магнитопровода вокруг оси последнего, при этом части разделенного торцовым зазором магнито5 провода собраны из п элементов, образованных собранными попарно U-образными витыми ленточными сердечниками и расположенных по окружности с шагом 2л/и рад..10

1734973

Fur. 3

40

50

Составитель С. Леонтьев

Редактор И. Горная Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1773 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5