Máy hàn điện xoay chiều

2.2.2.1 Nguyên lý chung a. Khái niệm cơ bản

Là thiết bị chuyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều từ áp này sang áp khác không phảI là thiết bị biến đổi năng lượng. Đối với dòng điện ba pha: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn có công suất là

P = 3U.I.cos() Q = f(R.I) = R.I2.t

Nếu P = const U tăng lên 2 lần thì I giảm đi 2 lần dẫn đến tổn hao nhiệt giảm đi 4 lần.

b. Cấu tạo nguyên lý làm việc của máy biến thế

* Cấu tạo

B

§Çu vµo §Çu ra

Hình2-20: Cấu tạo biến áp hàn

Gồm hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Cuộn sơ cấp có số vòng dây là W1. Cuộn thứ cấp có số vòng dây là W2.

* Nguyên lý làm việc

Nếu cho cường độ dòng điện xoay chiều vào cuộn sơ cấp. Từ trường H = 1

. 1

l W I

W1: số vòng dây cuộn sơ cấp l1 : độ dài toàn bộ dây sơ cấp

I: cường độ donmgf điện qua cuộn dây sơ cấp Giá trị cảm ứng điện từ B = .H (: độ từ thẩm)

31

Từ thông sinh ra trong lõi thép:  = B.S (S: tiết diện của lõi thép) Cường độ dòng điện (I) biến thiên dẫn đến  biến thiên.

Giả sử  = const, I = Io.sin(w.t)   cũng biến đổi tức thời là t =

max.sin(w.t)

max : từ thông cục đại; w = 2..f.

Từ thông biến đổi sinh ra suất điện động E1 max= max .w.W1.sin(w.t), với sin(w.t) = 1 thì ta có E1 max= max .w.W1 = E1 max= max W1. 2..f

Cuộn thứ cấp E2 max= max .w.W2 = E2 max= max W2. 2..f E1 max= max .w.W1 = E1 max= max W1. 2..f

E2 max= max .w.W2 = E2 max= max W2. 2..f Xét tỉ số: 2 1 2 1 2 1 . 2. . . max . 2. . . max max E max E W W f W f W      

Tỉ số đó được ký hiệu là:  (vêta)

Bởi vì năng lượng mất đi một cách vô ích khoảng 2- 3% trong ký thuật người ta tính công suất U1.I1  U2.I2

E1 U1; E2 U2  2 2 2 1 2 1 2 1 I I W W U U E E   

Tỷ số giữa dòng điện chạy trong các cuộn dây thứ cấp và vô cấp bằng tỷ số giữa các vòng dây sơ cấp và thứ cấp, cường độ dòng điện tỷ lệ với số vòng dây.

2.2.2.2. Máy hàn xoay chiều có lõi từ di động

a. Cấu tạo

A

B

§Çu vµo §Çu ra

32 b. Nguyên lý

- Khi không tải: Dòng điện qua cuộn day sơ cấp W1 sinh ra từ thông o phân nhánh thành hai nhánh qua sun từ Avà qua B. Từ thông 2 gây ra điện áp U2 phụ thuộc vào khe hở của (a) của sun từ A và B. Néu khe hở (a) mà lớn thì từ thông 1 qua sun từ A nhỏ, từ thông qua B tăng lên dẫn đến điện áp U2 tăng và ngược lại. U2 = U1 K W W . 2 1 (K: hệ số liên quan từ)  K : = 0 2   : o = 2 - 1

Hình 2-22:Sơ đồ nguyên lý của máy hàn xoay chiều kiểu 1HX - 230

- Khi có tải: Cường độ dòng điện I qua cuôn dây thứ cấp gây từ thông tải và tạo suất điện động E2 = - 4,44f.W. 2, khi thay đổi khe hở (a) thay đổi từ thông đi qua sun từ A làm cho điện cảm kháng 2 thay đổi dẫn đến cường độ dòng điện I2 tăng và từ thông 2 tăng, làm cho áp ở cuộn dây thứ cấp giảm rõ rệt.

Điện áp hàn Uhq = U2 - E2 (E2 phụ thuộc vào sun từ A) U2 = Uhq- E2. - Khi gắn mạch: Dòng điện tăng lên rất lớn dẫn đến E2 tăng và điện áp hàn giảm xuống bằng không (Uhq = 0) và khi đó U2 = |E2|

Đây là loại máy hàn có từ thông tản cao. Đặc điểm của máy hàn có lõi từ di đông cho phép điều chỉnh được vô cấp dòng điện hàn và có khả năng điều chỉnh được rất chính xác (hay còn gọi là điều chỉnh kỹ). Bằng cách thay đổi khe hở (a) giữa sun từ Avà B, nếu khe hở (a) mà lớn thì từ thông 1 qua sun từ A nhỏ dẫn đến từ thông 2 qua B tăng khi đó điện áp U2 tăng và cường độ dòng điện hàn giảm và ngược lại.

33

Để mở rộng điều chỉnh dòng điện hàn, người ta phân chia cuộn thứ cấp ra làm nhiều phần riêng (hình2-21). Phương pháp này là tổ hợp của hai phương pháp điều chỉnh phân cấp và điều chỉnh vô cấp.

Đưa điện vào 2 đầu A – X. Lấy điện ra 2 đàu a –x

Trong từng phần riêng của cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy đều có khả năng điều chỉnh phân cấp và vô cấp được. Do điều chỉnh tổ hợp dòng điện hàn như vậy nên có thể thay đổi được đồng thời điện thế không tải trong một khoảng nhất định thích ứng với dòng điện hàn, bảo đảm gây được hồ quang dễ dàng và cháy ổn định.

2.2.2.3. Máy hàn xoay chiều có các cuộn dây chuyển động

Đại diện cho nhóm máy này có kiểu TD và TD -500

* Cấu tạo:

Kiểu TĐ gồm những lá thép dạng thanh (1) làm bằng những lá thép kỹ thuật điện kẹp với nhau bằng vít cấy và được cách điện với lõi thép và êcu. Tại lõi thép đặt hai cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp (3) làm bằng nhôm, còn ở đầu ra có hàn thêm tấm đồng. Cuộn sơ cấp bắt cố định ở giàn dưới, cuộn thứ cấp là cuộn di động. Nó được bắt với êcu vào thanh dưới và thanh trên, nó có thể thay đổi hành trình bằng vít răng (4) kẹp (5) gắn cuộn sơ cấp vào ổ chẹn để cho hành

trình của vít đi qua lỗ trong giàn và bố trí ở cửa của biến áp. Trên trục vít có bắt bánh răng chuyển động khi quay tay quay (6) dẫn đến trục vít và ê cu chuyển động lên trên hay xuống dưới phụ thuộc vào hướng quay của tay và đồng thời làm chuyển động cuộn dây thứ cấp.

* Nguyên lý làm việc:

- Khi thay đổi khoảng cách (l) giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp dẫn đến thay đổi điện kháng (L): L = W12.0. g. (l - l0) + L0

Tromg đó:

W1: là số vòng dây của cuộn sơ cấp.

§Çu vµo 380V 220V

§Çu ra

34 0: là hệ số từ.

G: là tính dẫn từ của thanh giữa và cuối khung (tính dẫn từ trên một dơn vị chiều dài của thanh).

L0: khoảng cách nhỏ nhất giữa các cuộn dây khi biến áp có điên camr L0. Xba là trở kháng của biến áp: Xba = w.L = 2f.L .

Trở kháng của biến áp (Xba) phụ thuộc vào điện kháng (L), điện kháng (L) phụ thuộc vào khoảng cách giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp (l) dẫn đến trở kháng (Xba) phụ thuộc vào khoảng cách (l)

- Khi có tải: Điện áp hàn Uhq = ( 2 ( . )2) 2 Ihq Xba U  Từ đó ta có Ihq= ba hq X U U ) ( 2 2 2 

- Khi gắn mạch: Điện áp hàn giảm xuống bằng không (Uhq=0) dẫn đến Ih =

ba

X

U2

Khi thay đổi khoảng cach (l) dẫn đến trở kháng thay đổi khi đó cường độ dong điện (Ihq) thay đổi. Nếu khoảng cách (l) mà nhỏ thì cường độ dòng điện phụ thuộc nhiều vào (l). Ngược lại, nếu khoảng cách (l) mà lớn thì cường độ dòng điện it phụ thuộc vào (l).