Do elektrycznego spawania lukowego pradem zmiennym przy natezeniach pra¬ du okolo 60 — 70 A stosuje sie napiecie stanu jalowego okolo 60 V. Stosujac pra¬ dy o coraz mniejszym natezeniu trzeba dla uzyskania elastycznego luku, aby na¬ piecie stanu jalowego zwiekszalo sie sto¬ pniowo tak, zeby dla malych pradów oko¬ lo 15 A napiecie stanu jalowego wynosilo okolo 80 — 90 V.Poza tym transformatory do spawania powinny byc zaopatrzone w urzadzenie regulacyjne, umozliwiajace otrzymywanie calego szeregu wartosci posrednich po¬ miedzy najmniejsza i najwieksza warto¬ scia pradu spawania, przy czym stosunek tych wartosci wynosi najczesciej okolo 1 : 10, Najkorzystniej jest gdy prady spa¬ wania mozna regulowac w danym zakresie w sposób ciagly, to znaczy nie skokami.Znane sa wykonania, w których trans¬ formator jest zespolony z dlawikiem i w których prad spawania moze byc regulo¬ wany badz za pomoca zaczepów na dla¬ wiku, badz tez przez zmiane przynajmniej jednej szczeliny powietrznej w rdzeniu zelaznym dlawika. Aby otrzymac odpo¬ wiednie napiecie stanu jalowego przy da¬ nym pozadanym natezeniu pradu spawa¬ nia, na uzwojeniu transformatorowym sto¬ suje sie zaczepy lub przelaczenia, np. sze¬ regowo - równolegle, poprowadzone dozacisków* Zaleznie od wielkosci potrze* bnego napiecia kable, doprowadzajace prad Sb miejsca ipawama, zostaja przy¬ laczone d nie komplikowac zbytnio budowy trans¬ formatorów poprzestawano najczesciej na dwóch napieciach stanu jalowego.Znane jest równiez rozwiazanie, we¬ dlug którego prady mozna regulowac za pomoca zaczepów, a przy tym uklad jest dobrany tak, ze przy uzyciu zaczepów na mniejsze prady otrzymuje sie coraz to wieksze napiecie stanu jalowego. Pomimo uzyskanych przez to korzysci urzadzenie to ma te wade, ze wymaga wielu kosz¬ townych zaczepów oraz kosztownego prze¬ lacznika stopniowego, a pomimo to jest gorsze od urzadzenia, w którym regulacja natezenia pradu odbywa sie w sposób cia¬ gly.Starano sie zatem stosowac konstruk¬ cje, w których prad spawania mozna by bylo regulowac w sposób ciagly za pomoca zmiany szczelin powietrznych w obwo¬ dach magnetycznych. We wszystkich zna¬ nych urzadzeniach wraz ze zmiana pradu spawania wtórne napiecie stanu jalowego nie zmienia sie jednak badz wcale, badz tez zmienia sie w sposób niewlasciwy, gdyz przy duzych pradach wystepuja wy¬ sokie napiecia stanu jalowego, przy ma¬ lych zas pradach powstaja takze niskie napiecia stanu jalowego.Transformator do spawania lukowego wedlug niniejszego wynalazku stanowi urzadzenie, pozwalajace na regulowanie pradu w sposób ciagly, gdyz zastosowany jest w nim dlawik, w którym przynaj¬ mniej jedna szczelina powietrzna jest zmieniana w sposób ciagly dla regulowa¬ nia pradu spawania. W stosunku do zna¬ nych dotychczas konstrukcyj do regulo¬ wania pradu w sposób ciagly transforma¬ tor wedlug wynalazku wykazuje te duza zalete, ze przy ciaglej regulacji pradu spa¬ wania napiecie stanu jalowego zmienia sie jednoczesnie i samoczynnie i przy tym takze w sposób ciagly. Zmiana ta odbywa sie przy tym w sposób bardziej prawidlo¬ wy odpowiednio do fizycznych wlasciwo¬ sci luku swietlnego, to jest przy duzej szczelinie dlawika, a tym samym przy du¬ zym pradzie spawania wystepuje stosun¬ kowo niskie napiecie stanu jalowego, na¬ tomiast przeciwnie wraz ze zmniejszeniem szczeliny powietrznej w sposób ciagly nie tylko zmniejsza sie prad spawania, ale je¬ dnoczesnie w sposób nieprzerwany zwie¬ ksza sie odpowiednio takze i napiecie sta¬ nu jalowego.Zaleznie od warunków pracy transfor¬ matora wielkosc pradu moze byc dobrana tak, ze dla duzych pradów okolo 100 — 120 A najmniejsze napiecie stanu jalowe¬ go pozostaje w przyblizeniu stale okolo 60 V, natomiast w miare zmniejszania sie pradu napiecie stanu jalowego wzrasta najpierw powoli, a po tym coraz szybciej wedlug funkcji hyperbolicznej, i wreszcie przy najmniejszym pradzie okolo 20 A najwieksze napiecie stanu jalowego wy¬ nosi okolo 80 — 90 V. Przelaczanie prze¬ wodów, doprowadzajacych prad do miej¬ sca spawania, w celu uzyskania zmiany napiecia staje sie wiec zbyteczne, a wszel¬ kie z tego powodu mogace powstac bledy wykluczone. Proponowana konstrukcja, jak wyjasniono nizej, pozwala równiez na obliczenie wlasciwego uzwojenia transfor¬ matora na znacznie mniejsze napiecie, ani¬ zeli potrzebne w danym przypadku napier cie stanu jalowego. Odpowiednio do tego transformator moze byc mniejszy, pobiera mniejsza moc pozorna z sieci i posiada korzystniejszy wspólczynnik mocy.Poza tym byly proponowane transfor¬ matory do spawania lukowego o ciaglej regulacji pradu, których wielka wada by¬ ly znaczne rozproszenia. Rozproszenia te powoduja duze straty i rozgrzewanie ce¬ wek, a zwlaszcza sasiednich konstrukcyj zelaznych. Poza tym na skutek znacznego — 2 —rozproszenia zakres regulacji pradu dla danej najwiekszej zmiany szczeliny po¬ wietrznej dlawika zmniejsza sie bardzo znacznie. Wl niniejszym wynalazku wad tych uniknieto w ten sposób, ze zmienna szczelina powietrzna moze byc przeniesio¬ na do wnetrza uzwojenia dlawika.Tak samo znane sa transformatory do spawania lukowego, zespolone z dlawi¬ kiem o ciaglej regulacji szczeliny powietrz¬ nej, w których dlawik jest umocowany na ruchomej czesci uzwojenia, a przy zmianie szczeliny powietrznej porusza sie równiez.Wada takiego urzadzenia jest to, ze prze¬ wody, doprowadzajace prad do dlawików, musza byc bardzo gietkie, w przeciwnym bowiem razie ulegaja przerwaniu. Poza tym, jak wiadomo, w konstrukcjach takich na skutek czesto zachodzacych drgan ru¬ chomego rdzenia zelaznego zamocowanie cewki obluznia sie z biegiem czasu, a drga¬ nia, przenoszone na zwoje, moga z bie¬ giem czasu doprowadzic do uszkodzenia izolacji, a tym samym zwarcia zwojów oraz innych bledów. Wedlug niniejszego wynalazku uzwojenie jest umieszczone tak, ze przy zmianie szczeliny powietrznej jest ono nieruchome, a porusza sie tylko rdzen zelazny bez zadnych uzwojen.W transformatorach do spawania luko¬ wego o ciaglej regulacji pradu za pomoca ruchomego rdzenia rdzen ten jest powo¬ dem drgan i halasu, gdyz nie jest latwe takie wykonanie rdzeni dlawików, aby przy dostatecznej swobodzie ruchu byly scisniete z odpowiednia sila. Równiez i te trudnosci zostaly rozwiazane wedlug ni¬ niejszego wynalazku w sposób dogodny i bez zwiekszenia kosztów, a mianowicie ruchomy rdzen przynajmniej na jednym koncu jest zczepiony za pomoca odpowie¬ dnich wystepów ze stalymi czesciami rdzenia.Szczególy wynalazku sa wyjasnione na kilku przykladach. Fig. 1 —5 przedsta¬ wiaja rdzen transformatora 1 z pierwo¬ tnym uzwojeniem 4 i wtórnym uzwoje¬ niem 5. Srodkowy rdzen 2 nie jest uzwo¬ jony. Rdzen 3 jest osadzony ruchomo, np. obrotowo na osi 6. Uzwojenie dlawikowe 7 jest umocowane na jarzmie /', a wiec podczas ruchu rdzenia 3 nie porusza sie.W stanie jalowym przez rdzen 1 prze¬ plywa strumien magnetyczny, który, jak zaznaczono strzalkami, rozklada sie na rdzenia 2 i 3, a mianowicie w odwrotnym stosunku oporów magnetycznych oby¬ dwóch dróg. Wtórne uzwojenie 5 jest po¬ laczone w szereg z uzwojeniem dlawiko¬ wym 7, tak iz w stanie jalowym strumien magnetyczny, plynacy z rdzenia 1 przez rdzen 3, wzbudza w uzwojeniu dlawika 7 napiecie, które dodaje sie do napiecia wytworzonego w uzwojeniu 5. Im mniej¬ sza jest szczelina powietrzna 8, tym wie¬ kszy jest w stanie jalowym strumien w rdzeniu 3 w stosunku do strumienia w rdzeniu 1 i tym wieksze jest równiez do¬ datkowe napiecie, wzbudzone w uzwoje¬ niu 7. Wielkosc tego dodatkowego napie¬ cia w uzwojeniu 7 mozna regulowac za¬ równo przez odpowiednie uksztaltowanie obydwóch biegunów, tworzacych szczeline powietrzna 8, jak równiez przez zmiane oporu magnetycznego rdzenia 2 i tym sa¬ mym skladowej strumienia w rdzeniu 2.Jak wiadomo, wtórne amperozwoje trans¬ formatora przeciwdzialaj a pierwotnemu strumieniowi magnetycznemu, podobnie jak i amperozwoje uzwojenia 7 dlawika.Z tego powodu przy spawaniu kierunek strumienia w rdzeniu 3 odwraca sie i za¬ myka przez rdzen 2. Indukcja w rdzeniu 2 powinna byc tak dobrana, zeby suma strumieni magnetycznych rdzeni 1 i 3 pod¬ czas spawania przechodzila przez ten rdzen. Strumien magnetyczny, plynacy w stanie jalowym przez rdzen 3, jest poza¬ dany i pozyteczny dla powiekszenia napie¬ cia stanu jalowego, a zatem dla slabych pradów spawania szczelina powietrzna moze byc zmniejszona az do zera. — 3 —Przy takim ukladzie istnieje mozliwosc zmiany pradu spawania w jak najszer¬ szych granicach bez stosowania zaczepów.Na fig. 2 wyjasniono w jaki sposób mozna otrzymac pozadane napiecia stanu jalo¬ wego na wtórnym uzwojeniu 5. Podobnie jak na fig. 1 równiez i na fig. 2 cyfra 2 oznacza rdzen srodkowy, 3 — rdzen ru¬ chomy, 8 — szczeline powietrzna. Szczeli¬ na powietrzna jest zwarta malym pakie¬ tem blaszanym 9, tak iz np. w stanie jalo¬ wym, w wypadku gdy szczelina jest do¬ wolnie duza, strumien magnetyczny plynie z rdzenia 1 poprzez pakiet 9 przez rdzen 3, wywolujac w uzwojeniu dlawikowym 7 dodatkowe napiecie np. 20%. W tym przy¬ padku caly transformator lacznie z dlawi¬ kiem moze byc o 20% mniejszy, jak rów¬ niez i moc krojona jest odpowiednio mniejsza. Oczywiscie, pakiet blaszany 9 oddzialywa równiez na mozliwosc regula¬ cji pradu spawania, lecz tylko w stopniu ograniczonym, gdyz jego wymiary sa do¬ brane tak, ze bocznik jest nasycony juz przy strumieniu, wynoszacym 20% nor¬ malnej wartosci w rdzeniu 3. Jest rzecza korzystna, jezeli material bocznika, zwie¬ rajacego szczeline powietrzna, posiada wielka przenikalnosc magnetyczna i bar¬ dzo wyrazne granice nasycenia, jak np. permalloy. Obok stalego strumienia ma¬ gnetycznego, który w stanie jalowym ply¬ nie przez pakiet 9 przy wszelkim rozwar¬ ciu szczeliny powietrznej 8, plynie wspo¬ mniany wyzej zmienny strumien magne¬ tyczny przez szczeline, rosnacy w miare zmniejszania sie jej. Ten sam cel mozna oczywiscie, osiagnac równiez w inny spo¬ sób, np. jak podano na fig. 3. Wedlug te¬ go rozwiazania nie potrzebne jest od¬ dzielne bocznikowanie magnetyczne przez pakiet 9. Natomiast górne jarzmo jest za¬ opatrzone w przedluzenie 10, przez które w stanie jalowym z rdzenia 1 plynie stru¬ mien magnetyczny w przyblizeniu staly, gdy szczelina powietrzna 8 zwieksza sie lub zmniejsza sie w odpowiednich grani¬ cach. Oczywiscie, równiez i w tym przy¬ padku przedluzenie powinno byc obliczo¬ ne tak, zeby regulacja pradu za pomoca szczeliny powietrznej 8 odbywala sie sprawnie.W wielu przypadkach jest rzecza ko¬ rzystna, jezeli w magnetyczny obwód nie- uzwojonego rdzenia transformatora wla¬ czona zostanie szczelina powietrzna, aby w stanie jalowym strumien plynal w sto¬ pniu wzmozonym przez rdzen dlawika.Na fig. 3 przedstawiono inne regulo¬ wanie strumienia magnetycznego w stanie jalowym w rdzeniu 3. Górne jarzmo V jest osadzone obrotowo, tak iz przy wy¬ chyleniu ruchomego rdzenia 3 przedluze¬ nie 10 obrotowej czesci V jarzma nieco podnosi sie i wychyla do góry ramie T\ wobec czego szczelina powietrzna 19 zwie¬ ksza sie. W ten sposób nawet przy duzym wychyleniu rdzenia 3 zawsze jeszcze do¬ statecznie duza czesc strumienia magne¬ tycznego z rdzenia / plynie w stanie jalo¬ wym poprzez rdzen 3.Równiez nowe jest umocowanie ru¬ chomego rdzenia 3, przedstawione na fig. 4, 7, 8, 9, które ma na celu uniemozliwie¬ nie powstawania drgan. Fig. 7 przedsta¬ wia widok z góry dolnego jarzma 1", fig. 8 — jego widok z boku i fig. 9 — widok z boku ruchomego rdzenia 3. Jak widac, zaczepy jednej czesci wchodza do wyzlo¬ bien w drugiej czesci, tworzac stale grze¬ bieniaste polaczenie obrotowe, które zamo¬ cowane jest i scisniete za pomoca umiesz¬ czonego w otworze 6 sworznia.Nadzwyczaj trwala konstrukcje mecha¬ niczna otrzymuje sie wtedy, gdy ruchomy rdzen 3 równiez i na górnym koncu jest przytrzymany i prowadzony za pomoca odpowiednich wystepów, jak wynika z fig. 4. W stalym górnym jarzmie l'f jak" rów¬ niez na katowniku 22 umocowane sa prze¬ wodzace strumien magnetyczny pakiety blaszane 21, wystajace w ksztalcie zebów — 4 —i wchodzace grzebieniasto w odpowiednie rowki 20 w ruchomym rdzeniu 3. W ten sposób nie tylko uzyskuje sie prowadze¬ nie ruchomego rdzenia 3 na jego górnym koncu, lecz jednoczesnie uzyskuje sie ma¬ gnetyczne zwarcie zmiennej szczeliny po¬ wietrznej, której dzialanie jest bardzo ko¬ rzystne, jak wyjasniono w zwiazku z fig. 2. Na fig. 4a uwidoczniona jest ta kon¬ strukcja z boku wraz z uzwojeniem dlawi¬ kowym.Nastawianie ruchomego rdzenia zela¬ znego uskutecznia sie przez zastosowanie np. jak na fig. 1 sworznia srubowego 12 z gwintem prawym i lewym i nakretkami 13 i 13*. Do odczytywania natezenia pradu moze sluzyc podzialka 14, umieszczona na krazku 14, obracanym przez nawijajaca sie i odwijajaca sie linke lub gietka tasme 15, która moze byc nawijana i odwijana za pomoca bebenka 18, umieszczonego na sworzniu srubowym. Przez otwór 16, znaj¬ dujacy sie w oslonie 17, mozna odczyty¬ wac nastawiona wielkosc natezenia pra¬ du.Gdy transformator taki ma byc przy¬ laczony do trzech faz, to mozna to uzy¬ skac przez zastosowanie ukladu Scott'a, jak przedstawiono na fig. 5 i na schemacie fig. 6, gdzie cyfry 4 i 4' oznaczaja pierwo¬ tne uzwojenia do przylaczenia trójfazowe¬ go, a cyfry 5 i 5' — wtórne uzwojenia.W stanie jalowym z obydwóch rdzeni 1 i 23 plyna dwa strumienie magnetyczne, przesuniete w fazie o 90^ których wypad¬ kowa plynie czesciowo przez rdzen 2 i czesciowo przez ruchomy rdzen 3. Ten wypadkowy strumien magnetyczny w rdzeniu 3 wytwarza w uzwojeniu dlawiko¬ wym 7 napiecie, bedace w fazie z wtór¬ nym uzwojeniem transformatora wedlug fig- 6.Na fig. 1 — 5 uwidoczniono poza tym, ze bieguny, tworzace szczeline powietrzna 8, moga miec rózne ksztalty, aby oddzia¬ lywanie na strumien magnetyczny w rdze¬ niu 3 w stanie jalowym moglo byc róz¬ ne.Poza tym pakiet zwierajacy szczeline moze byc obliczony tak, zeby zwarcie bylo zupelne tylko przy malych szczelinach po¬ wietrznych, natomiast przy wiekszych roz¬ warciach moze byc zbocznikowana tylko czesc szczeliny powietrznej.W razie koniecznosci mozna w trans¬ formatorze wedlug wynalazku zarówno wtórne uzwojenie 5 jak i uzwojenie dla¬ wikowe zaopatrzyc w zaczepy na iózne napiecia. PL