[go: up one dir, main page]

RU2170651C1 - Ventilated transformer - Google Patents

Ventilated transformer Download PDF

Info

Publication number
RU2170651C1
RU2170651C1 RU99121479/02A RU99121479A RU2170651C1 RU 2170651 C1 RU2170651 C1 RU 2170651C1 RU 99121479/02 A RU99121479/02 A RU 99121479/02A RU 99121479 A RU99121479 A RU 99121479A RU 2170651 C1 RU2170651 C1 RU 2170651C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
arc
electric
transformer
circuit
Prior art date
Application number
RU99121479/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99121479A (en
Inventor
В.И. Власов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority to RU99121479/02A priority Critical patent/RU2170651C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2170651C1 publication Critical patent/RU2170651C1/en
Publication of RU99121479A publication Critical patent/RU99121479A/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: equipment for electric welding or electric steel melting in different branches of metallurgical industry and machine engineering. SUBSTANCE: transformer includes primary winding 1, magnetic circuit 2, secondary winding having winding 4 for initially exciting electric arc and winding 3 for sustaining electric arc burning. Cooling system is in the form of ventilating electric motor 8. One circuit 6 of two circuits for full-wave rectifying is connected with winding 4 and other circuit 5 - with winding 3 respectively. Winding of electric motor 8 is connected in series with winding 4 before or after respective full-wave rectifying circuit. Such design of transformer allows to decrease energy losses, mass and dimension of transformer and also cost price of furnace and welding transformers. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно электросталеплавильному и электросварочному оборудованию, позволяет снизить непроизводительные потери, весогабаритные показатели и себестоимость печных и сварочных трансформаторов. The invention relates to the field of electrical engineering, namely, electric steelmaking and electric welding equipment, allows to reduce unproductive losses, weight and size indicators and the cost of furnace and welding transformers.

Известны печные и сварочные трансформаторы с обдувом для снижения теплонапряженности обмоток (см., например, Н.В. Окороков. Дуговые сталеплавильные печи. Издательство "Металлургия", Москва, 1971 год, стр. 17-19, л. 1). Но для электропривода вентиляторов обдува известных трансформаторов необходим дополнительный расход электроэнергии от постороннего источника. КПД таких трансформаторов не превышает 50%. Known furnace and welding transformers with blowing to reduce the thermal stress of the windings (see, for example, N.V. Okorokov. Arc steel-smelting furnaces. Metallurgy Publishing House, Moscow, 1971, pp. 17-19, l. 1). But for the electric drive fans blowing well-known transformers need additional energy consumption from an external source. The efficiency of such transformers does not exceed 50%.

Известно также, что для работы печных и сварочных трансформаторов необходима так называемая "падающая" вольт-амперная характеристика (ВАХ), поскольку для первоначального возбуждения дуги необходимо напряжение в несколько раз больше, чем для осуществления процесса поддержания дуги, т.е. собственно плавки металла. Это достигается применением дросселей, добавочных сопротивлений, магнитных систем с повышенным рассеянием магнитного потока и т.д., что в 2-3 раза завышает требуемую для плавки и электросварки мощность (см., например, Титов О.И. Справочник электросварщика ручной сварки. Новосибирское книжное издательство, 1939 год, л. 2). It is also known that the operation of furnace and welding transformers requires the so-called “falling” current-voltage characteristic (CVC), since the initial arc excitation requires a voltage several times higher than for the arc maintenance process, i.e. actually melting metal. This is achieved by the use of chokes, additional resistances, magnetic systems with increased magnetic flux scattering, etc., which is 2–3 times higher than the power required for melting and electric welding (see, for example, Titov OI, Manual Manual Electric Welder. Novosibirsk Book Publishing House, 1939, p. 2).

Существует также принцип формирования "падающей" ВАХ способом управления углом отсечки синусоидального напряжения (см., например, В.Баранов Маломощный электросварочный аппарат, Радио N 7, 1996, л. 3). There is also the principle of forming a “falling” I – V characteristic by controlling the cutoff angle of the sinusoidal voltage (see, for example, V. Baranov Low-power electric welding machine, Radio N 7, 1996, p. 3).

По принципу действия это регулируемый выпрямитель, требующий сложной элементной базы, поэтому для более мощных трансформаторов неприемлем. According to the principle of operation, this is an adjustable rectifier that requires a complex elemental base, therefore it is unacceptable for more powerful transformers.

Прототипом может быть принят печной трансформатор, содержащий корпус с системой охлаждения, первичную обмотку высокого напряжения, магнитопровод стрежневого типа или броневого типа, вторичную обмотку низкого напряжения, а также сопутствующее оборудование: разъединитель, высоковольтный выключатель, дроссель, высоковольтный выключатель для шунтирования дросселя, шины низкого напряжения, приборы контроля и систем у регулирования электрической мощности (л-1, стр. 17-19). A prototype can be a furnace transformer containing a housing with a cooling system, a high-voltage primary winding, a rod-type or armor-type magnetic circuit, a low-voltage secondary winding, as well as related equipment: a disconnector, a high-voltage switch, a choke, a high-voltage switch for shunting the inductor, low busbars voltage, control devices and systems for electric power regulation (l-1, p. 17-19).

Прототипу свойственны следующие недостатки:
низкий КПД, сложность, металлоемкость, высокая себестоимость и неудовлетворительные эксплуатационные показатели.
The prototype has the following disadvantages:
low efficiency, complexity, metal consumption, high cost and unsatisfactory performance.

Техническая задача - снижение металлоемкости и стоимости сталеплавильного и сварочного оборудования, повышение КПД и улучшение их эксплуатационных показателей. The technical task is to reduce the metal consumption and cost of steelmaking and welding equipment, increase efficiency and improve their performance.

Это достигается:
- отказом от сложных систем регулирования электрической мощности со стороны обмотки высокого напряжения (первичной обмотки);
- разделением вторичной обмотки каждой фазы на две части, подключаемые к одному электроду через запирающую диодную развязку по току, из которых одна рассчитана на полную электрическую мощность и низкое напряжение поддержания горения дуги, а другая, являющаяся продолжением первой и дающая вместе с ней напряжение зажигания дуги во всех реальных режимах, выполнена минимальной мощности;
- применением магнитопровода с минимальным магнитным рассеянием, например, в виде тора и отказом от применения дросселей;
- последовательным соединением обмотки первоначального возбуждения дуги с обмоткой электродвигателя обдува (ЭДО) трансформатора и в пределе отказом и от применения добавочного сопротивления для выравнивания напряжения двух частей вторичной обмотки и получения "падающей" ВАХ.
This is achieved:
- rejection of complex systems for regulating electric power from the side of the high voltage winding (primary winding);
- dividing the secondary winding of each phase into two parts, connected to one electrode through a locking diode current isolation, one of which is designed for full electric power and low voltage for maintaining the arc burning, and the other, which is a continuation of the first and giving the arc ignition voltage with it in all real modes, the minimum power is made;
- the use of a magnetic circuit with minimal magnetic scattering, for example, in the form of a torus and the refusal to use chokes;
- serial connection of the coil of the initial excitation of the arc with the winding of the blower motor (EDF) of the transformer and, in the limit, the refusal and the use of additional resistance to equalize the voltage of the two parts of the secondary winding and obtain a "falling" CVC.

Сущность изобретения заключается в использовании нового принципа получения "падающей" ВАХ. Регулирование крутизны "падения" ВАХ для стабилизации горения дуги в этом случае происходит автоматически за счет противо-ЭДС электродвигателя обдува по мере его разгона с вентиляторной нагрузкой с одновременным выполнением функции снижения теплонапряженности обмоток. The essence of the invention is to use the new principle of obtaining a "falling" I-V characteristic. In this case, the slope of the I – V characteristic for the stabilization of the arc burning is regulated automatically due to the counter-EMF of the blower motor as it accelerates with the fan load while performing the function of decreasing the thermal stress of the windings.

Проведенный патентный поиск показал отсутствие печных и сварочных трансформаторов с предлагаемой совокупностью признаков. A patent search showed the absence of furnace and welding transformers with the proposed set of features.

Таким образом, в данном случае известные элементы объединены новыми связями, придают печным и сварочным трансформаторам новые свойства, проявившиеся в положительных эффектах, вследствие чего решение может быть признано имеющим изобретательский уровень. Thus, in this case, the known elements are combined with new bonds, give the furnace and welding transformers new properties, manifested in positive effects, as a result of which the solution can be recognized as having an inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана принципиальная схема однофазного сварочного трансформатора с электродвигателем обдува переменного тока; на фиг. 2 показан вариант трансформатора с облегченной вторичной обмоткой, ее полупериодном разделении тока в нулевой точке (со знаком -) и электродвигателем обдува постоянного тока; на фиг. 3 показан трехфазный вариант схемы печного или сварочного трансформатора с условными обозначениями:
1 - первичная обмотка трансформатора;
2 - магнитопровод;
3 - часть вторичной обмотки-обмотка поддержания дуги;
4 - часть вторичной обмотки-обмотка первоначального возбуждения дуги;
5 - двухполупериодная схема выпрямления тока горения дуги;
6 - двухполупериодная схема выпрямления тока возбуждения дуги;
7 - регулируемое добавочное сопротивление;
8 - электродвигатель обдува (ЭДО);
9 - электроды;
10 - свариваемая деталь.
The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of a single-phase welding transformer with an AC blower motor; in FIG. 2 shows a variant of a transformer with a lightweight secondary winding, its half-period separation of current at zero point (with a - sign) and a DC blowing motor; in FIG. 3 shows a three-phase version of the furnace or welding transformer circuit with the legend:
1 - primary winding of the transformer;
2 - magnetic circuit;
3 - part of the secondary winding-winding maintain the arc;
4 - part of the secondary winding-winding of the initial excitation of the arc;
5 - two-half-wave rectification circuit of the arc burning current;
6 is a two-half-wave rectification circuit of the arc excitation current;
7 - adjustable additional resistance;
8 - blower motor (EDO);
9 - electrodes;
10 - welded part.

Как видно из фиг. 1 устройство обмоток 1, 3, 4 и схемы их соединения выполнены аналогично указанному в л-4, но вместо добавочного регулируемого сопротивления 7 последовательно обмотке первоначального возбуждения дуги включена обмотка электродвигателя обдува 8. As can be seen from FIG. 1, the windings 1, 3, 4 and their connection schemes are made similarly to those specified in l-4, but instead of the additional adjustable resistance 7, the winding of the blowing motor 8 is connected in series with the initial excitation coil of the arc.

В общем случае для снижения расчетной мощности электродвигателя обдува 8 возможно полное или частичное шунтирование его обмоток сопротивлением 7, как показано на фиг. 2 и 3. In the general case, in order to reduce the rated power of the blowing motor 8, it is possible to completely or partially bypass its windings with resistance 7, as shown in FIG. 2 and 3.

При этом обмотка электродвигателя обдува 8 может быть выполнена в варианте коллекторной машины постоянного (фиг. 2) или переменного тока, а такие бесконтактной машины переменного однофазного (фиг. 1) или трехфазного (фиг. 3) тока. In this case, the winding of the blower motor 8 can be made in the form of a collector machine of direct (Fig. 2) or alternating current, and such a contactless machine of alternating single-phase (Fig. 1) or three-phase (Fig. 3) current.

В зависимости от этого последовательно обмотке первоначального возбуждения дуги 4 электродвигатель обдува 8 включается до (для переменного тока) или после (для постоянного тока) схемы выпрямления тока возбуждения дуги 6. Depending on this, sequentially the winding of the initial excitation of the arc 4, the blower motor 8 is turned on before (for alternating current) or after (for direct current) the rectification circuit of the excitation current of the arc 6.

Для мощных печных трансформаторов может быть применен не один, а несколько включенных параллельно друг другу электродвигателей обдува 8. For powerful furnace transformers, not one, but several blowing motors 8 connected in parallel to each other can be used.

Все схемы выполнены таким образом, что при отсутствии дуги тока в частях 3, 4 вторичной обмотки трансформатора и электродвигателя обдува 8 нет, а к электродам 9 подходит полное напряжение зажигания дуги во всех реальных режимах работы трансформатора, равное сумме напряжений двух частей 3 и 4 вторичной обмотки. All circuits are designed in such a way that in the absence of a current arc in parts 3, 4 of the secondary winding of the transformer and the blower motor 8 there is no blowing, and the electrode ignition voltage 9 is suitable for the total arc ignition voltage in all real operating modes of the transformer, equal to the sum of the voltages of the two parts 3 and 4 of the secondary windings.

Это возможно благодаря применению запирающей диодной развязки по току, состоящей из схем двухполупериодного выпрямления тока первоначального возбуждения дуги 6 и двухполупериодного выпрямления тока поддержания горения дуги 5. This is possible due to the use of a locking diode current isolation, consisting of two-half-wave rectification of the current of the initial excitation of the arc 6 and two-half-wave rectification of the current to maintain the burning of the arc 5.

При зажигании дуги через обмотку возбуждения дуги 4 и обмотку электродвигателя обдува 8 протекает ток, прямо пропорциональный приложенному суммарному напряжению вторичной обмотки 3, 4 и обратно пропорциональный сумме внутренних сопротивлений вторичной обмотки 3, 4, обмоток электродвигателя обдува 8 и переходному сопротивлению в дуге. When the arc is ignited, a current flows through the arc excitation winding 4 and the winding of the blowing motor 8, which is directly proportional to the applied total voltage of the secondary winding 3, 4 and inversely proportional to the sum of the internal resistances of the secondary winding 3, 4, the windings of the blowing motor 8 and the transition resistance in the arc.

Этот ток обеспечит ионизацию межэлектродной среды и токопроводящий канал плазмы, включающий непосредственно часть 3 вторичной обмотки, которая поддерживает горение дуги и плавку металла. This current will provide ionization of the interelectrode medium and the conducting channel of the plasma, which directly includes part 3 of the secondary winding, which supports arc burning and metal melting.

По мере разгона электродвигателя обдува 8 в соответствии со свойством саморегулирования электрических машин приложенное к электродвигателю 8 напряжение будет уменьшаться за счет противо-ЭДС, автоматически обеспечивая "падение" ВАХ и стабилизацию горения дуги при наличии магнитопровода 2 с минимальным магнитным рассеянием, например, в виде тора. As the blowing motor 8 accelerates in accordance with the property of self-regulation of electric machines, the voltage applied to the electric motor 8 will decrease due to the counter-EMF, automatically ensuring a “drop” of the I – V characteristic and stabilization of the arc burning in the presence of magnetic circuit 2 with minimal magnetic scattering, for example, in the form of a torus .

Механическая энергия электродвигателя 8 передается вентилятору, который интенсивно охлаждает рабочие обмотки трансформатора без дополнительного расхода электроэнергии. The mechanical energy of the electric motor 8 is transmitted to the fan, which intensively cools the working windings of the transformer without additional energy consumption.

Это позволяет значительно снизить теплонапряженность обмоток, допустить большую плотность тока, а значит и меньший их вес и габариты при максимальном КПД трансформатора, т.к. внутреннее сопротивление его вторичной обмотки и магнитный поток рассеяния всегда меньше по сравнению с сопротивлением и потоком рассеяния известных трансформаторов. This allows you to significantly reduce the thermal stress of the windings, to allow a greater current density, and therefore less weight and dimensions at the maximum efficiency of the transformer, because the internal resistance of its secondary winding and the magnetic flux of scattering are always less in comparison with the resistance and flux of scattering of known transformers.

Claims (1)

Трансформатор с обдувом для дуговой плавильной печи или электросварки, содержащий первичную обмотку, магнитопровод, вторичную обмотку, состоящую из обмотки первоначального возбуждения дуги и обмотки поддержания дуги, и систему охлаждения, выполненную в виде электродвигателя обдува, отличающийся тем, что в него введены две двухполупериодные схемы выпрямления, одна из которых соединена с обмоткой первоначального возбуждения дуги, а вторая - соответственно с обмоткой поддержания горения дуги, при этом обмотка электродвигателя обдува последовательно подключена к обмотке первоначального возбуждения дуги до или после соответствующей двухполупериодной схемы выпрямления. A blow transformer for an arc melting furnace or electric welding, comprising a primary winding, a magnetic circuit, a secondary winding consisting of an initial arc excitation winding and an arc supporting winding, and a cooling system made in the form of an electric blowing motor, characterized in that two half-wave circuits are introduced into it rectifications, one of which is connected to the winding of the initial excitation of the arc, and the second, respectively, to the winding of maintaining the combustion of the arc, while the winding of the electric motor blowing pos is connected to the winding of the initial arc excitation before or after the corresponding two-half-wave rectification circuit.
RU99121479/02A 1999-10-11 1999-10-11 Ventilated transformer RU2170651C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121479/02A RU2170651C1 (en) 1999-10-11 1999-10-11 Ventilated transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121479/02A RU2170651C1 (en) 1999-10-11 1999-10-11 Ventilated transformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2170651C1 true RU2170651C1 (en) 2001-07-20
RU99121479A RU99121479A (en) 2001-08-20

Family

ID=20225761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99121479/02A RU2170651C1 (en) 1999-10-11 1999-10-11 Ventilated transformer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2170651C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2371890C1 (en) * 2008-04-29 2009-10-27 Валентин Иванович Власов Welding arc power supply

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2060123C1 (en) * 1992-01-30 1996-05-20 Научно-исследовательский институт систем охлаждения электрооборудования Portable welding unit
RU2106711C1 (en) * 1992-05-12 1998-03-10 Георгий Борисович Черников Shell-type magnetic core
RU2115520C1 (en) * 1997-04-01 1998-07-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Electric welder
RU2125310C1 (en) * 1996-06-18 1999-01-20 Сюксин Эспер Аркадьевич High-frequency transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2060123C1 (en) * 1992-01-30 1996-05-20 Научно-исследовательский институт систем охлаждения электрооборудования Portable welding unit
RU2106711C1 (en) * 1992-05-12 1998-03-10 Георгий Борисович Черников Shell-type magnetic core
RU2125310C1 (en) * 1996-06-18 1999-01-20 Сюксин Эспер Аркадьевич High-frequency transformer
RU2115520C1 (en) * 1997-04-01 1998-07-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Electric welder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОКОРОКОВ Н.В. Дуговые сталеплавильные печи. - М.: Металлургия, 1971, с.17-19. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2371890C1 (en) * 2008-04-29 2009-10-27 Валентин Иванович Власов Welding arc power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05111766A (en) Arc welding machine
JPH05277731A (en) Arc welding machine
RU2170651C1 (en) Ventilated transformer
Jung et al. Stability improvement of V/f-controlled induction motor drive systems by a dynamic current compensator
JPH07115182B2 (en) Arc welder
JP2003189697A (en) Power supply provided with alternating-current generator
Takahashi et al. A 500 Hz power system-applications
US5340963A (en) Alternating current power source for welding
RU2053072C1 (en) Power supply source for electric arc welding
RU2138843C1 (en) Electric arc process voltage control device
US3292038A (en) D. c. power supply
RU2095935C1 (en) Device for excitation of synchronous electric motor
EP0533740A1 (en) A dc arc torch power supply
JPH077999A (en) Ac generator
RU2172572C2 (en) Transformer
Morack et al. Sealed-tube ignitron rectifiers
US20250287473A1 (en) Induction heating device, system, production line, method and use
RU68777U1 (en) GAS DISCHARGE POWER SUPPLY
RU2371890C1 (en) Welding arc power supply
JPH05111244A (en) Power source for arc welding machine
RU2137147C1 (en) Device for burning-through defective point on electric cable insulation
KR930001225B1 (en) AC Arc Welding Machine Power Supply
JP2003059631A (en) High frequency power supply
SU780111A1 (en) Transformer-type phase number converter with rotating magnetic field
SU678625A1 (en) Synchronous generator self-excitation and voltage regulation device

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20070213

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081012