Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители представляют собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в посто­янный (выпрямленный).

Оно состоит из следующих основных узлов: силового транс­форматора для понижения напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника, блока полупроводнико-

вых элементов для выпрямления переменного тока, стабилизи­рующего дросселя для уменьшения пульсаций выпрямленного тока. '

Выпрямительный блок представляет собой набор полупро­водниковых элементов» включенных по определенной схеме. Осо* бенность полупроводниковых элементов заключается в том, что они проводят ток только в одном направлении, в результате чего сила тока получается постоянной (выпрямленной).

Такие элементы обладают вентильным эффектом, иначе го­воря, пропускают ток в одном направлении. За это их называют полупроводниковыми вентилями. Они делятся на неуправляемые— диоды и управляемые — тиристоры. Разработаны и выпускают­ся сварочные выпрямители для ручной или механизированной дуговой сварки под флюсом, сварки в защитной среде и др. Они получили широкое применение благодаря их технологическим преимуществам: высокий к. п.д. и относительно небольшие поте­ри холостого хода, высокие динамические свойства, отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе, равномерность на­грузки фаз, небольшая масса, возможность замены медных прово­дов алюминиевыми.

Но следует иметь в виду, что для выпрямителей представля­ют большую опасность продолжительные короткие замыкания, taK как могут вывести из строя диоды. Кроме того, они чувстви­тельны к колебаниям напряжения в сети.

Сварочные выпрямители (рис. 51) состоят из двух блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока.

Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее и за­щитное устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию. Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мостовой схе­ме, состоящей из шести плеч. В каждом плече моста установ­лены вентили, выпрямляющие оба полупериода переменного тока в трех фазах. В каждый момент времени ток проходит через два вентиля, и, таким образом, в течение одного периода происходит шесть пульсаций выпрямленного тока, что соответствует частоте пульсации 300 Гц„

Сварочные выпрямители подразделяются на однопостовые с падающими, жесткими, пологопадающими и универсальными

Рис. 51. Схема трехфазного выпрямителя: а - схема включения; б - выпрямленный ток внешней цепи; 1— понижающий трансформатор; 2 - блок селеновых или кремниевых выпрямителей; 3 — сварочная дуга

характеристиками и многопостовые с жесткими характеристи­ками. Падающая характеристика в выпрямителе создается вклю­чением в сварочную цепь реактивной катушки или применением трансформатора с усиленным магнитным рассеянием.

У многопостовых сварочных выпрямителей для создания падающей внешней характеристики и регулирования сварочно­го тока в сварочную цепь каждого поста включают балластный реостат.

Выпрямители типа ВД, предназначенные для ручной и механизированной сварки и наплавки, имеют крутопадающую внешнюю характеристику. Регулирование варочного тока произ­водят ступенчато (два диапазона) и плавно (в пределах каждого диапазона). Переключатель диапазонов сварочного тока располо­жен на лицевой панели выпрямителя и производит одновремен­
ное переключение первичной и вторичной обмоток со «звезды» (диапазон малых токов) на «треугольник» (диапазон больших то­ков). Переключение производят только после отключения вы­прямителя от силовой сети.

При переключении пределы изменения тока увеличиваются примерно в три раза. Плавное регулирование тока в пределах каж­дого диапазона производится изменением расстояния между ка­тушками первичной и вторичной обмоток. Катушки вторичной обмотки закреплены неподвижно у верхнего ярма, а катушки первичной обмотки с помощью ходового винта перемещаются по стержню сердечника трансформатора. Вращая рукоятку ходово­го винта по часовой стрелке, сближают катушки обмоток, умень* шают индуктивность рассеяния обмоток и, как следствие, увели­чивают сварочный ток.

Сварочные выпрямители, с жестокими и пологопадающими внешними характеристиками применяются при сварке плавя­щимся электродом в углекислом газе, под флюсом, порошковой проволокой. Они различны как конструктивно, так и по электри­ческой схеме. Например, выпрямитель типа ВС состоит из силово­го трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительно­го блока из селеновых вентилей. В сварочную цепь после вы­прямительного блока включен дроссель, позволяющий регулиро­вать нарастание тока короткого замыкания и снижающий потери металла на разбрызгивание. Выпрямитель имеет два переключа­теля числа витков первичной обмотки трансформатора, которыми путем изменения коэффициента трансформации регулируется выходное напряжение. Один переключатель, для ступенчатого регулирования, имеет три положения, второй, для плавного регу­лирования, — восемь положений. Таким образом, выпрямитель имеет 24 значения сварочного тока. Регулирование сварочного тока можно производить только при холостом ходе, что является серь­езным недостатком выпрямителя. В промышленности и стро­ительстве они применяются, но с производства сняты.

Выпрямители типа ВДГ состоят из трансформатора с нормальным магнитным рассеянием и трехфазного дросселя на­сыщения. Рабочие обмотки дросселя включены в плечи выпря­мительного блока. Регулирование выходного напряжения ступен­чато-плавное. Ступенчатым регулированием можно задать три

диапазона, получаемые изменением коэффициента трансформа­ции силового трансформатора изменением числа витков первич­ной обмотки.

Плавное регулирование в пределах каждого диапазона осуществляется дросселем насыщения, Выпрямитель имеет ди­станционное управление. Многопостовые сварочные выпрями­тели типа ВДМ выпускают серийно на номинальные токи 1000, 1600, 3000 А. Выпрямители имеют жесткую внешнюю харак­теристику и состоят из силового трехфазного понижающего трансформатора, выпрямительного блока из кремниевых вен­тилей с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппа­ратуры.

Получение падающей внешней характеристики и регулиро­вание сварочного тока каждого поста производятся подключени­ем балластных реостатов типа РБ-301.

Сварочные выпрямители типов ВСУ и ВДУ являются уни­версальными источниками питания дуги. Они предназначены для питания дуги при автоматической и полуавтоматической сварках под флюсом, в защитных газах, порошковой проволокой, а так­же при ручной Сварке. Выпрямители ВСУ кроме блока трехфаз­ного понижающего трансформатора и выпрямительного блока имеют дроссель насыщения с четырьмя обмотками. Переключе­нием этих обмоток можно получать жесткую, пологопадающую и крутопадающую внешние характеристики.

Выпрямители ВДУ основаны на использовании в выпрямля­ющих силовых обмотках управляемых вентилей — тиристоров. Схема управления тиристорами позволяет получать необходимый для сварки вид внешней характеристики, обеспечивает широкий диацазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режи­ма сварки при колебаниях напряжения питающей сети.