Шаот трансформатора – Схема на ШАОТ ABB. (Страница 1) — Релейная защита и автоматика трансформаторов, реакторов и автотрансформаторов — Советы бывалого релейщика

Содержание

ШАОТ Шкаф автоматического управления охлаждением трансформаторов

Продукция > Функциональное оборудование
Тип Номинальное напряжение, В Номинальное напряжение цепей управления и сигнализации, В Номинальное напряжение изоляции, В Номинальный ток, А Масса, кг, не более Ширина х глубина х высота, мм
ШАОТ ДЦ-2       28   800 х 400 х 1600
ШАОТ ДЦ-2 ALFA       56
ШАОТ ДЦ-2 K       34
ШАОТ ДЦ-3       42
ШАОТ ДЦ-3 ALFA       84
ШАОТ ДЦ-3 K       51
ШАОТ ДЦ-3 ВГУ       42   800 х 600 х 1960
ШАОТ ДЦ-3 К ВЕТА 3       64 200 800 х 400 х 1600
ШАОТ ДЦ-4 ≈ 380 = 220 ≈ 660 56
ШАОТ ДЦ-4 К       68
ШАОТ ДЦ-4 ALFA      
112
ШАОТ ДЦ-4 ВГУ       56   800 х 600 х 1960
ШАОТ ДЦ-5       70   800 х 400 х 1600
ШАОТ ДЦ-5 ALFA       140
ШАОТ ДЦ-5 К       85
ШАОТ ДЦ-5 ВГУ       70   800 х 600 х 1960
ШАОТ ДЦ-6 К Т26 ВЕТА 2       104 200 800 х 600 х 1960
ШАОТ ДЦ-6 К Т26 ВЕТА 3       127 200 800 х 600 х 1960

Сделать заказ и запросить дополнительную информацию по ШАОТ Шкаф автоматического управления охлаждением трансформаторов Вы можете здесь.

Назад

Автоматическое управление системой охлаждения силового трансформатора

Управление работой системы охлаждения осуществляется автоматически. Охлаждающие устройства в системах охлаждения мощных трансформаторов разбиты на несколько групп, которые последовательно включаются в работу в зависимости от изменения условий работы трансформаторов. Электрическая схема управления системой охлаждения типа ДЦ должна обеспечивать: 1. Автоматическое включение основной группы охлаждающих устройств одновременно с включением трансформатора на номинальное напряжение в режиме холостого хода. 2. Автоматическое включение первой дополнительной группы при повышении нагрузки трансформатора свыше 40% номинальной. 3. Автоматическое включение второй дополнительной группы при повышении нагрузки трансформатора свыше 75% номинальной. 4. Автоматическое отключение охлаждающих устройств при указанном выше изменении нагрузки и отключении трансформатора. 5. Автоматическое включение резервного охладителя вместо вышедшего из строя в результате аварии рабочего. 6. Автоматическое включение резервного питания при недопустимом снижении или исчезновении напряжения в основной питающей цепи, а также обратное переключение в основную цепь при восстановлении в ней допустимого напряжения. 7. Возможность ручного управления каждым охладителем. 8. Сигнализацию на щит управления о прекращении работы системы охлаждения, о включении в работу резервного охладителя, о включении резервного питания. 9. Защиту электродвигателей от токов короткого замыкания, перегрузок и работы на двух фазах. Применяемая в электрической схеме аппаратура приведена ниже:

Наименование

Тип

Назначение

Магнитный нереверсивный пускатель

ПАЕ-ЗП

Для включения и отключения основного и резервного ввода питания, электродвигателей маслонасосов и вентиляторов
Выключатель автоматический

А3124

Для защиты электродвигателей от перегрузок
Универсальный переключатель

УП5312-С71

Для автоматического и местного управления охлаждающими устройствами
Реле промежуточное

РП-252

Для коммутации в цепях управления
Пакетный выключатель

ПВМ2-25

Для включения нагревателей
Выключатель путевой

ВПК-2110

Для включения и отключения освещения шкафа
Реле времени

ЭВ-142

Для включения электродвигателей охлаждающих устройств с выдержкой времени
Аппаратуру схемы управления системой охлаждения помещают в шкафах управления. В шкафу кроме аппаратуры установлены кабельные муфты и сальники для ввода силовых и контрольных кабелей, клеммные сборки для подсоединения кабелей, осветительная лампа и нагреватели, предназначенные для поддержания температуры, требуемой для нормальной работы аппаратуры. Нагреватели включают при температуре окружающего воздуха — 25°С автоматически с помощью термодатчика либо вручную. Заводами выпускаются несколько типоисполнений шкафов управления типа ШАОТ-ДЦ: — основной шкаф для одного резервного охладителя, двух охладителей основной группы и одного охладителя дополнительной группы; — основной шкаф для одного резервного охладителя, одного охладителя основной группы и одного охладителя дополнительной группы; — дополнительные шкафы соответственно для двух, трех и четырех рабочих охладителей. Систему охлаждения мощного силового трансформатора комплектуют одним или несколькими шкафами, обеспечивающими заданный режим работы. На рисунке 1 показана принципиальная схема управления работой охлаждающих устройств системы охлаждения типа ДЦ. Силовые цепи электродвигателей насосов и вентиляторов питаются от сети трехфазного переменного тока напряжением 220 или 380 В; цепи управления и сигнализации питаются от сети однофазного переменного и постоянного тока напряжением 220 В.
схема управления системой охлаждения типа ДЦ1Qa, 1Qb, 1Qc — контакты выключателей трансформатора; К20 — промежуточное реле включения рабочего и резервного вводов питания; S1F—S8F, S30F, S31F — автоматические выключатели; K2S — реле времени; K11, К12— магнитные нереверсивные пускатели рабочего и резервного вводов питания; К1—К4 — магнитные нереверсивные пускатели охлаждающих устройств; l—IV — охлаждающие устройства соответственно: резервного охладителя, рабочего охладителя, рабочего охладителя первой дополнительной группы и рабочего охладителя второй дополнительной группы; S1—S4, S21 — универсальные переключатели; К21-К26 — реле промежуточные; h2 — лампа сигнальная; К31, К32 — контакты реле тока; E1, Е2 — контакты термосигнализатора
Рисунок 1 — Принципиальная электрическая схема управления системой охлаждения типа ДЦ Для автоматического управления универсальные переключатели устанавливают в положение «Автоматическое», а автоматические выключатели в положение «Включено». При включении трансформатора в сеть размыкаются вспомогательные контакты выключателей трансформатора и обесточивают катушку промежуточного реле К20. Контакты этого реле замыкаются, что приводит к включению охлаждающих устройств основной группы. При повышении нагрузки трансформаторов свыше 40% номинальной закрываются контакты токового реле К32 в цепи управления выключателей трансформатора. Это приводит к срабатыванию реле К22, которое закрывает свои контакты в цепи управления охлаждающих устройств первой дополнительной группы. Охлаждающие устройства включаются в работу. При повышении нагрузки трансформаторов более 75% номинальной закрываются контакты токового реле К31 в цепи управления выключателей трансформатора. Это приводит к включению охлаждающих устройств второй дополнительной группы. Отключение охлаждающих устройств происходит аналогично. При выходе из строя одного из рабочих охлаждающих устройств замыкаются контакты пускового реле этого устройства в цепи управления резервного охлаждающего устройства, которое с выдержкой времени включается в работу. Резервное охлаждающее устройство включается в работу также при повышении темпера: туры масла в трансформаторе выше допустимых значений. Для этого в схему управления выключателями трансформатора введены контакты термосигнализаторов, контролирующих температуру масла. При срабатывании контактов термосигнализатора происходит включение или отключение промежуточного реле, имеющего контакты в цепи управления резервным охлаждающим устройством. При снижении напряжения в рабочем вводе питания ниже 85% номинального или при полном его исчезновении отключается магнитный пускатель рабочего ввода, который замыкает свои контакты в цепи магнитного пускателя резервного ввода. Магнитный пускатель резервного ввода включает резервное питание. При падении напряжения до 85% номинального в рабочем и резервном вводах питания произойдет возврат реле минимального напряжения. Своим замыкающим контактом в цепи сигнализации реле дает сигнал о падении напряжения. Ручное управление каждым охлаждающим устройством осуществляется установкой универсального переключателя в схеме его управления в положение «Местное». Защита электродвигателей насосов и вентиляторов осуществляется автоматическими выключателями. Электрическая схема управления системой охлаждения типа Ц должна обеспечивать: 1. Автоматическое включение всех рабочих электронасосов при подаче напряжения на трансформатор, если температура верхних слоев масла в баке равна или превышает 15°С. 2. Автоматическое отключение всех рабочих электронасосов при снятии напряжения с трансформатора или при снижении температуры верхних слоев масла в баке трансформатора ниже +15°С, но только после закрытия моторных задвижек подачи воды. 3. Автоматическое включение пускового электронасоса при подаче напряжения на трансформатор, если температура слоев масла в баке трансформатора ниже 15°С. 4. Автоматическое отключение пускового насоса при снятии напряжения с трансформатора или при включении в работу рабочих электронасосов. 5. Автоматическое включение резервного питания при недопустимом снижении или исчезновении напряжения в основной цепи, а также обратное переключение на основную цепь при восстановлении в ней допустимого напряжения. 6. Автоматическое включение резервного маслонасоса вместо аварийно отключенного рабочего. 7. Сигнализацию о включении и отключении пускового электронасоса, о включении и отключении каждого рабочего электронасоса, о включении резервного электронасоса вместо вышедшего из строя рабочего, о прекращении работы всех рабочих электронасосов, о включении резервного источника питания. 8. Сигнализацию о закрывании и открывании автоматических задвижек на линии подачи воды в маслоохладители. 9. Автоматическое включение циркуляции воды через маслоохладители только после включения рабочих электронасосов циркуляции масла. Автоматическое отключение циркуляции воды при снижении температуры масла ниже 15°С или при снятии напряжения с трансформатора. На рисунке 2 показана принципиальная электрическая схема управления системой охлаждения типа Ц. схема управления системой охлаждения
схема управления системой охлаждения трансформатора1Qa, 1Qb, 1Qc — контакты выключателей трансформатора; К20 — реле промежуточное для включения рабочего и резервного ввода питания; S1F—S3F, S30F, S31F — автоматические выключатели; K1, К2 — магнитные нереверсивные пускатели рабочего и резервного ввода питания; КЗ—К5 — магнитные нереверсивные пускатели управления электронасосом; I — пусковой (резервный) электронасос; II, III — рабочие электронасосы; S1—S3 — универсальные переключатели; К21, К22 — реле промежуточные; E1, Е2 — контакты термосигнализатора Рисунок 2 Принципиальная электрическая схема управления системой охлаждения типа Ц Для автоматического управления работой системы охлаждения автоматические выключатели необходимо установить в положение «Включено», а универсальные переключатели — в положение «Автоматическое». В случае включения трансформатора при температуре масла в нем ниже 15°С включается только пусковой насос, рабочие насосы не включаются благодаря наличию нормально открытых контактов пускового реле в их пусковой цепи. При повышении температуры масла более 15°С замыкаются контакты термосигнализатора, срабатывает пусковое реле, включаются пусковые .цепи рабочих маслонасосов и одновременно разрываются цепи питания пускового насоса. Одновременно с пусковым реле срабатывает реле открывания задвижек, которое с выдержкой времени включает электрическую цепь открытия задвижек по воде. При понижении температуры масла ниже 15°С вначале срабатывает электрическая цепь закрытия задвижек по воде, а затем цепь отключения рабочих охладителей и включения пускового насоса. Аппаратура управления работой системы охлаждения располагается в шкафах типа ШАОТ-Ц или ШАОТ-ЭЦ.

Системы охлаждения силовых трансформаторов | Режимщик

Устройства охлаждения силовых трансформаторов (автотрансформаторов)

Согласно ПТЭ на трансформаторах (автотрансформаторах) и реакторах и реакторах должны применяться автоматические устройства охлаждения.

 

К ним можно отнести шкаф охлаждения (ШД), шкаф автоматического управления охлаждением трансформатора (ШАОТ) — которые предназначены для автоматического и ручного управления электродвигателями системы охлаждения.

 

ШАОТ-ДЦ (ЦН) для управления системы охлаждения с принудительной циркуляцией масла через обмотки (с направленным движением масла через обмотки).

 

 

Схема сигнализации обеспечивает сигналы о трех основных аварийных ситуациях:

— отключение всех электродвигателей рабочих охлаждающих устройств;

— о включении электродвигателей резервного охлаждающего устройства;

— о включении резервного источника питания.

 

Дополнительно имеется сигнализация:

— о снижении или полном исчезновении напряжения в питающих выводах; неисправности магнитных пускателей в цепях управления питающих ввод; неисправности автоматических выключателей в силовых цепях питающих вводов;

— об отключении электродвигателей вентиляторов или электронасоса любого работающего охлаждающего устройства;

— о снижении или полном исчезновении напряжения в рабочем вводе, неисправности магнитного пускателя в цепи управления рабочего ввода; неисправности автомата в силовой цепи рабочего ввода.

 

Шкаф ШД обеспечивает охлаждение трансформаторов с системой охлаждения М и Д и обеспечивает включение двигателей вентиляторов при достижении температуры внешних слоев масла 55 градусов Цельсия или при достижении тока, равного 1,05 номинального, независимо от температуры верхних слоев масла; отключение двигателей вентиляторов при снижении температуры верхних слоев масла до 50 градусов Цельсия, если при этом ток нагрузки менее 1,05 номинального.

Падение напряжения в установках потребителей
Составление однолинейной схемы электроснабжения квартиры
Метод накладной рамки

 

 

Комплектующие и запчасти к силовым трансформаторам по низким ценам

Комплектующие и запчасти к силовым трансформаторам по низким ценам

Основное направление деятельности компании – производство и поставка комплектующих к силовым трансформаторам.

ПРЯМАЯ ПОСТАВКА С ЗАВОДОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

Высоковольтные частотные преобразователи и устройства плавного пуска

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ МОТОРНЫХ ПРИВОДОВ, СНЯТЫХ С ПРОИЗВОДСТВА


СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ПОДСТАНЦИИ ОТ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ

ООО «Лидер-Энерго» сотрудничает со многими компаниями и заводами-производителями трансформаторов и трансформаторного оборудования, что позволяет нам предлагать своим заказчикам широкий спектр трансформаторной продукции.

НАШИ ПАРТНЕРЫ

РЕМОНТ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Компания Лидер-Энерго проводит ремонты силовых трансформаторов различной сложности, отечественных и зарубежных производителей, как в стационарных условиях, так и по месту эксплуатации трансформаторов В результате выполнения ремонтных работ Заказчик получает обновленный трансформатор, способный экономично работать в штатном режиме без каких-либо ограничений, зачастую, с более высокими техническими характеристиками, фактически получая новый ресурс для длительной беспроблемной эксплуатации. Учитывая стремительно растущие цены на все основные материалы, своевременно и качественно выполненный ремонт часто оказывается более экономичным для Заказчика решением, чем заказ нового трансформатора.


УЗНАЙТЕ ПОДРОБНОСТИ

ДОСТАВКА

Доставка трансформаторной продукции по России и странам СНГ

ГАРАНТИИ

На продукцию предоставляется гарантия 1 год.

РЕМОНТ

Ремонт и диагностика силовых трансформаторов

22.04.2019

6a9cd4379b2a93618751cefaa2dde1689eee604f
План цифровизации электросетей на ближайшие три года

Филиал ПАО «МРСК Центра и Приволжья» — «Рязаньэнерго» обеспечивает реализацию Концепции ПАО «Россети» «Цифровая трансформация …

01.04.2019

img_top
Вступили в силу новые требования относительно подстанционного оборудования

В конце марта вступили в силу нормативные акты, которые приняты Правительством и Министерством энергетики Российской …

22.03.2019

e3a062f6a0d66e47a8e94875076191ddb9a035e6
Рязаньэнерго реализует проекты в рамках годовой инвестпрограммы

Один из значимых проектов в рамках годовой инвестпрограммы филиала ПАО «МРСК Центра и Приволжья» — …

09.07.2018

181816
Красноярские энергетики запустили подстанцию 110 кВ «Озерная»

Подстанция «Озерная» построена в рекордно короткие сроки — менее чем за год. Она полностью автоматизирована, присутствие рабочего персонала …

Преобразовательные агрегаты для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока

Выпрямители серии В-ТПЕД и В-ТППТ предназначены дляпреобразования переменного тока промышленной частоты в постоянный на тяговых подстанциях электрофицированных железных дорог.

Продукция:

– Неуправляемые (диодные) выпрямители для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока

Выпрямитель В-ТПЕД-3,15к-3,3к-1-У3 (12-пульсная схема выпрямления)

Выпрямитель В-ТПЕД-3,15к-3,3к-2-У3 (6-пульсная мостовая схема выпрямления)

– Управляемые (тиристорные) выпрямители для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока

Выпрямитель В-ТППТ-3,15к-3,3к-1-У3 (12-пульсная схема выпрямления)

Условия эксплуатации:

верхнее предельное значение температуры окружающей среды,°С

+45

нижнее предельное значение температуры при эксплуатации,°С

минус 25

верхнее значение относительной влажности воздуха при +25°С, %

98

высота над уровнем моря, м

2000

Конструктивные особенности:

Выпрямитель собран по 12-пульсной схеме выпрямления тока, образуемой последовательным соединением двух мостов, питаемых от обмоток трансформатора со сдвигом напряжений 30 градусов электрических.

Каждый диод оборудован схемой диагностики проводимости.

Выпрямитель оборудован микропроцессорной системой защиты и диагностики на основе контроллера производства ESTEL и пульта оператора c жидкокристаллическим дисплеем.

В микропроцессорной системе реализован внутренний осциллограф, позволяющий осуществлять непрерывный мониторинг контролируемых параметров: тока, напряжения, проводимости диодов, температуры при работе преобразовательного агрегата, а также получать осциллограммы аварийных сигналов, в случае их возникновения.

Схемы выпрямления:

1. 12-пульсная схема.

2. 6-пульсная мостовая схема;

3. две обратные звезды с уравнительным реактором;

Технические характеристики В-ТПЕД:

Наименование параметра

Значение

1. Выходные параметры

1.1 Номинальная активная мощность, кВт

10400

1.2 Номинальное напряжение, В

3300

1.3 Номинальный ток, А

3150

1.4 Ток перегрузки относительно номинального значения и время допустимых перегрузок, с

125 %– 900 с, 1 раз в 2 часа*

150 %– 120 с, 1 раз в 1 час*

200 % – 10 с, 1 раз в 2 мин**

* – среднеквадратичное значение тока за каждые 8 часов не должно превышать номинальное значение тока

** – среднеквадратичное значение тока за каждые 30 минут не должно превышать номинальное значение тока

2. Входные параметры

2.1 Номинальное напряжение, В

1305

2.2 Номинальная частота питающего напряжения, Гц

50

2.3 Число фаз силового питающего напряжения

2х3

2.4 Схема выпрямления

12-пульсная с последовательным соединением двух трехфазных мостов

2.5 Номинальный ток, А

2571

2.6 Напряжение питания собственных нужд (частота 50 Гц), В

220

2.7 Напряжение резервного питания собственных нужд (постоянный ток), В

220

3. Охлаждение

воздушное, естественное

4. Коэффициент мощности (расчётный), не менее, %

0,95

5. КПД (расчётный), не менее, %

0,98

6. Степень защиты оболочки

– силовой схемы

– системы управления

IP20

IP54

7. Габаритные размеры (ШxВxГ), мм

3000х2300х1275

8. Масса, не более, кг

2300

Технические характеристики В-ТППТ:

Наименование параметра

Значение

1. Номинальная активная мощность, кВт

10400

2. Номинальное напряжение, В

3300

3. Максимально допустимое выпрямленное напряжение, В

– на шинах выпрямленного тока

– на шинах переменного тока

не более 9000

не более 9000

4. Номинальный выпрямленный ток, А

3150

5. Ток перегрузки относительно номинального значения и время допустимых перегрузок, с

125 %– 900 с, 1 раз в 2 часа* 

150 %– 120 с, 1 раз в 1 час*

200 % – 10 с, 1 раз в 2 мин**

*среднеквадратичное значение тока за каждые 30 минут, не должно превышать номинальное значение тока

6. Охлаждение

воздушное, естественное

7. КПД (расчётный), не менее, %

0,98

8. Габаритные размеры (ШxВxГ), мм

3200х2200х1000

9. Масса, не более, кг

2300

ПОЛУЧИТЬ КОММЕРЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ НА ПОСТАВКУ

Также ООО «Лидер-Энерго» поставляет:

Трансформаторы ТМЖ

ТРАНСФОРМАТОРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТИПА ОМЖ и ТМЖ

Силовые масляные понижающие трехфазные двухобмоточные трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии, а так же для питания различных потребителей в железнодорожных сетях переменного тока.

Вводы ВН и НН наружной установки, съемные, изоляторы проходные фарфоровые, расположены на крышке. При токе ввода 1000А и выше в верхней части токоведущего стержня крепится специальный контактный зажим с лопаткой, обеспечивающий подсоединение плоской шины.

Маслорасширитель обеспечивает наличие масла при всех режимах работы трансформатора и колебаниях температуры окружающей среды. Указатель масла для контроля уровня масла, закрепленный на торце маслорасширителя, имеет три контрольные метки, соответствующие уровню масла в неработающем  трансформаторе при различных температурах.

Трансформатор однофазный масляный типа ОМЖ с естественным охлаждением, включаемый в сеть переменного тока частотой 50 Гц, предназначен для преобразования однофазного переменного тока напряжением 27,5 кВ в однофазный переменный ток напря-жением 0,23 кВ.
Трансформатор соответствует требованиям СТ АО 00010033-026-2010.

Трансформатор трехфазный масляный типа ТМЖ мощностью 25-1600 кВА с естественным масляным охлаждением, с переключением без возбуждения, включаемые в сеть переменного тока частотой 50 Гц, предназначен для преобрзования электроэнергии трехфазного перемен ного тока напряжением 27,5 кВ в электроэнергию переменного тока напряжением 0,4 кВ для питания электро-оборудования железных дорог. Трансформатор изготавливается в соответствии с ГОСТ 11677 и ТУ 659 РК 0001 0033-14-95. Трансформатор предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом, при высоте установки над уровнем моря не более 1000 м.
Трансформатор не рассчитан для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, в химически активной и взрывоопасной среде. Температура окружающего воздуха от -45С до +40С. Относительная влажность воздуха — не более 80% при +25С.

Трансформатор предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом, при:

Невзрывоопасной и химически активной среде;

Высоте установки над уровнем моря не более 1000 м;

Температуре окружающего воздуха -45С до +40С;

Относительной влажности воздуха не более 80% при +25С.

СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ: ТМЖ-Х/27,5-У1:

О — Однофазный трансформатор

Т — Трансформатор трехфазный

М — Масляное охлаждение с естественной циркуляцией воздуха и масла

Ж — Железнодорожный 
X — Номинальная мощность, кВА 
27,5 — Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ 
У1 — Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150

 

Скачать опросный лист на трансформатор ТМЖ

РадиоКот :: Секреты классического трансформатора.

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Секреты классического трансформатора.

                  «Спотер» это не порода собак, это сварочный аппарат автомеханика.»

                                                                            Из разговора на автофоруме.

В электротехнике есть специфические ниши, где без классических 50гц трансформаторов не обойтись. Одна из таких ниш это аппараты контактной сварки. Сегодня пока очень и очень дорого изготовить инверторный агрегат для такой, казалось бы, простой задачи.

Агрегат действительно кажется элементарно простым. Мощный трансформатор, механизм подающий сварочные электроды и устройство формирующее необходимый импульс сварочного тока. Увлекаюсь аппаратам контактной сварки, конкретно «Спотером» — аппаратом односторонней контактной сварки для нужд автомастерской. Обьяснять на пальцах трудно назначение этого аппарата, ролик посмотреть удобнее: https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=ZZ_PKDwYuZM

 

Я расскажу об этом агрегате, но основной целью этой статьи показать, что простыми средствами и простыми приборами самодельщику можно раскопать темные и практически не освещенные моменты в теме, которая жевана, пережевана еще в XIX и XX веке, такой например как классический трансформатор на 50Гц. О его работе и проектировании написано столько, что каравана верблюдов не хватит эту литературу везти.

Проектирование аппарата началось с вскрытия фирменных существующих аналогов, поиском информации, спорами и советами на одном из популярных форумов автомаляров и рихтовщиков.

Сопоставление различных марок привело к двум противоположностям. Это супер Китайская дешевка с электронным таймером и управлением силовым трансформатором с помощью реле (пускателя) и навороченными электроникой европейским агрегатам. Разработав блок схему, пришел к выводу, что в хороших аппаратах не так все просто, как написано в популярной и учебной литературе по проектированию контактных сварок. Слишком много, на первый взгляд, электроники было лишней. Фирмы своих know how  не откроют, пришлось начать путь с первой ступени.

Задача стояла одна: повысить КПД агрегата, так как сварка нагружает сеть 30-60Амперным рабочим током. Больше из сети 220в реально не высосать.

Наш «кролик» выглядит так:

 

Сечение железа 25см2, первичка «укорочена» до тока ХХ=2Амперам, вторичка на 6вольт, сечением S=90мм2 

Специфика трансформатора этого агрегата, это «укороченная» первичная обмотка, для уменьшения веса и габаритов. Трансформатор имеет, минимальный ПВ (период включения) и это выход из положения. Замерять Вольт-Амперную Характеристику тока ХХ классически долго и нудно. Существует метод по визуализации петли Гистерезиса:

 Но для 220вольт делать так опасно.  Сделал с помощью датчика тока на ACS715 (см. статью «Измерение больших токов»), миниатюрного трансформатора и осциллографа с функцией X/Y. Не обязательно иметь «железный» двулучевой прибор. Осциллограф на звуковой карте прекрасно с этим справится.

Установка крайне простая:

 

Датчик тока:

Трансформатор 380в/20в 3Вт (что бы сам разделительный трансформатор не попадал в насыщение):

 

Получил результат при  напряжении 220в:

 

 

Цифры не волнуют, на вольтметре их смотрим, главное форма графика. А она явно показывает, что трансформатор попадает в зону насыщения. По другому и не может быть, слишком большой ток (2А) Холостого Хода.

Увеличил напряжение ЛАТРом на трансформаторе до 235в:

Отчетливо виднен рост насыщения трансформатора. Этим методом мгновенно можно определить напряжение насыщения сердечника трансформатора. Собрать установку для этого опыта — минутное дело.

Решил проверить ток ХХ во время пуска трансформатора, так называемого «переходного процесса при включении его в сеть». В нескольких публикациях этот процесс смутно упоминается, но без цифр и фактических данных. Типа: «присутствует, учтите, такое существует, индуктивности не любят когда их включают при переходе фазы через ноль», и все. Результаты опытов не приводятся. 

С реальным, мощным трансформатором Спотера ничего не получилось. Пусковые токи были настолько огромны, что определять их не имело смысла. Сеть 220в  проседала катастрофически, фактические данные были крайне искажены.

Трансформатор, он и в Африке трансформатор, решил взять меньшего габарита и провести апроксимацию. Использовал приличный, заводской трансформатор с током ХХ равным 0.12Ампер.

 Замерен ток холстого хода при включении его в сеть:

 Не удивляйтесь, я сам был шоке, по этому опыт был проведен не один раз. Трансформатор, имеющий в установившемся режиме ток ХХ = 0.12А, потребляет в пусковом режиме 11Ампер!!! Манюнька с габаритами 100Вт. А какие токи гуляют в дебелом трансформаторе спотера? Что самое неприятное, этот процесс длится дольше, чем имульс сварочного тока Спотера! Получается что сеть и трансформатор мы грузим не только рабочим током, но и огромным током холостого хода, сопоставимым с рабочим. Отсюда недопустимые потери в самом трансформаторе и подводящей сети итд итп. Одновременно перекос тока на разных полуволнах со всеми вытекающими гадостями итд итп. 

 Но практика это практика, а теория на то и существует, что бы её под факт подогнать. Посмотрим отчего это происходит.

Стандартное (правильное) представление петли гистерезиса: 

                   Часто публикуемый и совершенно неправильный рисунок, приводящий к                                           ложным выводам:

Понятие «гистерезис» это: «свойство систем , мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией.» Вот это «историческое наследие» и создает такие огромные токи в трансформаторе. Популярно об этом написано в документе STMicroelectronics AN307 – «Применение симисторов на индуктивных нагрузках».  Сомневающимся и заинтересованным рекомендую обязательно его прочесть. Уже после проведенных опытов я нашел  на дне инета статью «Переходные процессы при включении трансформатора в сеть» инженеров Тульского трансформаторного завода с фактическими данными, совпадающими с моими. Но ни один документ не говорит, что 75% включений в сеть приводят к такой гадости. В бытовой технике с 50Гц трансформаторами этот эффект не заметен из-за своего быстродействия, но в Спотере это уже огромная проблема.

Следующим встал вопрос как долго трансформатор сохраняет остаточную намагниченность. Консультация на кафедре сварки одного из ВУЗов этот вопрос не прояснила. Прикинул, что микросхема моего токового датчика ACS715 это датчик Холла и реагирует на внешнее магнитное поле. Снял заднюю крышку коробочки датчика и приложил к трансформатору.

 

Получил регистратор напряженности магнитного поля. Замерил напряжение на выходе датчика сразу и через 30сек после отключения трансформатора. Оно оказалось одинаковым. Получилось, что остаточная намагниченность сохраняется достаточно долго. Дольше, чем длится пауза в работе Спотера.

Решение этой проблемы в нашем отечестве предлагалось крайне простое: «необходимо применять трансформатор с завышенной индуктивностью первичной обмотки». Переводя это с профессорского языка на инженерный: «бери дебелый трансформатор , не жалей провода на катушки, без капризной электроники и будете не иметь проблем». Но это предлагалось когда всё было даром и всего было много. Сегодня это не наш метод. 

Заканчивая лабораторно-теоретическую часть, хочу обратить внимание, что простой в изготовлении прибор как «датчик тока» открыл для меня многое в работе такого консервативного, 50Гц трансформатора и дополнительно дал возможность исследовать некоторые характеристики непосредственно, а не косвенным путем. 99.9% лабораторных опытов в статье приводить нет смысла, они не привели к желаемому результату. Но не стукнув дубиной по голове мамонта, «закон сохранения момента» не откроеш. Сегодня многие тонкости хороших фирменных приборов скрыты за патентами и «ноу-хау» и в открытом доступе выложены не будут, приходиться изобретать велосипед заново.

 

Практическая часть.     Тяжелая железяка.

Технические характеристики:

Габариты: 330 х 200 х 260мм

Вес: 17кг

Выходное напряжение:   6.3 Вольт

Рабочая сила тока (мах):   1300 Ампер

Долговременная память: 6 режимов

Регулирование мощности: 25-100%

Время импульса: 0.1-2Сек + Off/On режим

Время паузы АвтоСтарта: 0.3-2сек.

Конструкция агрегата состоит из четырех плат:

1. Платы индикации и управления.

2. Основной платы на контроллере Mega16

3. Силовой платы. На ней сделан  блок питания и силовой симисторный блок.

4 Платы АвтоСтарта на Tiny13.

Плата индикации и контроллера составлены бутербродом и крепятся на фейсе агрегата,

Силовая плата и автостарт закреплены на задней стенке.

                Плата Автостарта:

                   Силовая плата:

 

Трансформатор установлен на 1.5мм фальшпол, чтобы не промять днище. На задней стенке находится вентилятор охлаждения, на передней высокотоковые быстросьемы для кабелей, выключатель автостарта и фишка для кнопки ручного старта. Это всё, я поклонник минимализма. Оригинально выполнена вентиляция, отверстия  расположены в нижней части корпуса, под фальшполом. Нагнетаемый вентилятором воздух проходит через щель между фальшполом и полом корпуса. Доступа абразивной пыли нет, от неё и дохнет вся электроника в автомастерских. Природным путем попасть ей в корпус невозможно. Корпус заказной. Расчитан, порезан лазером на фирме и там же погнут. Пыжу спасибо за это большое. 

Высокий КПД сварочного аппарата добиваемся двумя путями:

1. Механика.

Токи в обмотках огромные, надо выполнять все требования по изготовлению силовых трансформаторов. Заранее расчитываем диаметры провода обмоток до полного заполнения окна трансформатора. Провод только медь. Стараемся приблизиться к расчитанной индукции рассеяния. Она получается маленькой, но при токах 30-60Ампер её сопротивление уже сопоставимо с активным сопротивлением катушек. Трудно намотать дома вторичку, она должна быть 70-120мм2. Я ее выполнил сварочным кабелем. Удалил резиновую изоляцию и сделал новую, матерчатой изолентов. Но все равно, трудно было без оснастки.

 

 Замерил основные параметры трансформатора: Активное сопротивление первички = 0,64 Ом, сопротивление вторички = 0.00033 Ом  (приведенное к первичке  0.44 Ом). Индукция рассеяния первички 2.03mГн при расчетной 1.8 mГн. Вполне нормально для кустарного изготовления. С помощью молотка и газового паяльника отформовал клеммы на быстросьёмы. Заодно проверил полное сопротивление этого узла. Получилось в среднем 0.00012 Ом. Многовато, но этот узел куплен лучший из лучшего.

Сделаю медные болты крепления вторички к быстросьёму, должно стать меньше сопротивление. Как я измерял такие малые сопротивления? Методикой самого Ома, с помощью пояса Роговского, лабораторного вольтметра и тока силой 500Ампер. Как уменьшить потери в «железе» и коту понятно, хотя и дорого выходит в реалии. Но «какая рыбка, такая и уха».

Из первой части статьи понятно, что для увеличения КПД аппарата огромный эффект  принесет правильное управление силовым трансформатором. КПД нас волнует не для экономии энергии, а для уменьшения потерь в самом агрегате и что очень важно в подводящей силовой линии.

2. Электроника и виртуальная часть.

Силовая плата. 

 

Состоит из двух блоков. Блока вторичного питания электроники и блока управления симистором. Блок питания стандартный на импульсном стабилизаторе LM2574. На схеме перед трансформатором TR1 сделан антипомеховый фильтр. Его задача не пропускать помехи от силового трансформатора TR2. Стабилизатор IC2 запитывает небольшой вентилятор.

Блок управления симистором стандартный и слизан с брендового аппарата, те в свою очередь применили рекомендации производителей электронных компонентов. М.схема OK3 для перестраховки.

Нижняя часть схемы на реле К1 в натуре не сделана. Это «выключатель» питания аппарата, так как дебелый рубильник ставить на фейс аппарата не хотелось. В качестве реле предполагалось поставить малогабаритный пускатель, управляемый слаботочным выключателем.

Плата Индикации и управления + плата контроллера Mega16

 

 Схема заведомо делалась для повторения любителем начального уровня, по этому и применил контроллер AtMega16, из-за его многолапковости. Прошивать какой контроллер, разницы нет, за то количество остальных радиодеталей сведено к предельному минимуму. Разъясню назначение только отдельных специфических узлов:

Мсхема ОК1 гальванически развязывает кнопку «Старт» рабочего инструмента от электроники.

R4 и R5 обычные механические термостаты 80гр. Цельсия (на размыкание). Расположены на трансформаторе и еще где греется. У меня он только один. При перегреве на табло загорается «tttt», блокируется работа и аппарат попискивает.

Кнопками S1-S11 выбираем режим работы из памяти, оперативно уменьшаемувеличиваем время и мощность импульса сварочного тока, сохраняем в энергонезависимой памяти при необходимости внесенные коррективы. На фотографии приведенной выше наглядно и понятно.

LED1-LED4 показывает время и мощность сварочного импульса.

LED5-LED10 индицирует из памяти номер режима работы.

Транзистор Q1 развязывает и согласует уровень рабочего импульса уходящий на силовую плату, он подключен к точке Х3-2 на силовой плате.

Остановлюсь на специфических узлах.

Узел Q3 + VR2 формирует управляющий сигнал начала положительной (неграмотно звучит?) полуволны сетевого напряжения. Подключается к выходу (любому) сетевого трансформатора TR1. Узел появился в процессе конструирования, на схеме силовой части контакт не показан. Узел VR1 формирует управляющий сигнал, начала каждой полуволны сетевого напряжения, подключен к точке Х1-1 силовой платы. Эти два сигнала дали возможность включать и выключать трансформатор в определенном, наиболее оптимальном режиме, в режиме, когда индукция в железе трансформатора будет минимальной из множества возможных вариантов. По науке это звучит так: «пуск трансформатора с определенной полуволны и работа его четными полупериодами.» Этот алгоритм дает возможность получить вариант с наиболее малым током ХХ из возможного, что и хотелось сделать. В этом алгоритме вся изюминка аппарата.

Остальное все виртуально и исполняется программой контроллера Mega16. Индикация, опрос кнопок управления,хранение в памяти, корректировка памяти, температурная защита итд итп.  На пальцах описывать, равносильно сексу по телефону. Да и стандартно все это. 

3. АвтоСтарт

Идею такого вида Автостарта придумал не я, а один из талантливых автомехаников. Он его разработал на рассыпухе и обкатал. Я вложил алгоритм в контроллер с дополнительными функциями. Смысл простой этого узла. Коснулся привариваемым инструментом дефектного места и через определенное время проходит сварочный импульс. Не нужна кнопка «Старт», которая в некоторых видах инструмента крайне неудобна. 

Конструкция на контроллере Tiny13. Принцип работы:

Последовательно с силовым трансформатором устанавливается небольшая индуктивность в обход симистора, во вторичке появляется небольшое напряжение, которое отслеживаем. При замыкании рабочим инструментом корпуса напряжение становится = 0. Запускается в этот момент алгоритм старта. Выдерживается необходимая (регулируемая) пауза, во время её постоянно проверяется  положение инструмента и если все ОК и контакт есть, проходит сварочный импульс. Ждем пока проводятся все работы с инструментом и после отрыва инструмента и небольшой паузы  возврат к началу программы. Автостарт появился последним, по этому просто сделал его электронной кнопкой. Транзистор Q1 имитирует нажатие кнопки. Этот узел подойдет к любому заводскому или самопальному аппарату. 

L1- дополнительная индуктивность. TR1 — рабочий трансформатор. R4 — регулятор времени паузы (0.3 — 2сек) задействован АЦП контроллера. Светодиоды остались от настройки программы, они распаяны на плате. KEI подключаем паралельно кнопке, Switch-выключатель автостарта, этот узел продублирован в фишке подключения провода кнопки на рабочем инструменте. Поставили инструмент без кнопки — автостарт включился автоматически. R4 выведен на заднюю стенку агрегата «под отвертку», отрегулировал под себя и забыл.

Контакты Х-1 подключены к вторичной обмотке.

Этот агрегат повторили многие автомеханики-радиолюбители. Даже по желанию человека, который придумал Автостарт, подправил программу и получились у него сварочные клещи.

Статья большая вышла, даже без описания деталей и мелочей. На форуме что непонятно опишу.

РS

На базе этой любительской конструкции уже разработаны два других, для производства в железе:

1. Тина

Это блок управления без кнопок и выключателей. Регулятором времени импульса и времени паузы автостарта являются переменные сопротивления. Оригинальность этого блока в этих регуляторах. Они работают как дискретные переключатели на 27 положений с антилогарифмической зависимостью. Но и это не все, в крайних положениях они выполняют функцию переключателей режимов. Например для перехода из Автостарта к ручному пуску (кнопкой расположенной на инструменте), надо повернуть ручку регулятора Автостарта в крайнее левое положение. Автостарт блокируется, включается слежение за кнопкой на инструменте.  Один двухцветный светодиод индицирует 8 режимов работы аппарата! Итд итп. Аппарат конструировался для души, с креативным управлением. И юмором. В стиле фундаментального минимализма. Все секреты пока не буду выдавать. Но  алгоритм обработки импульса остался от старшего брата, без упрощения.

2. Макс Навороченный агрегат. Внешне близнец представленному. Но координально переписана программа в связи с огромными проблемами с качеством отечественной сети 220в. Пользователю можно переключать аппарат на 3 разные программы управления сварочным импульсом: Maxi, Midi и Mini. Это хорошая, средняя и поганая подводящая сеть. На этот алгоритм оформляется патент на полезную модель и он преобретается производителем на условиях роялти. Так, что без обид, ноу-хау выдавать не имею права.

Спасибо за внимание. 

Файлы:
Схема АвтоСтарта
Схема силовой части
Схема контроллера
Плата АвтоСтарта
Плата контроллера
Плата силовая и блок питания
Fuse
График тока ХХ
Шестнадцатеричный файл прошивки

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *