Описание сварочных трансформаторов и выпрямителей. Выпрямитель сварочного трансформатора

Описание сварочных трансформаторов и выпрямителей.

Сварочные трансформаторы. Это специальные понижающие трансформаторы, имеющие требуемую внешнюю характеристику, обеспечивающие питание сварочной дуги и регулирование сварочного тока. Трансформаторы, как правило, имеют падающую характеристику, их используют для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом. Трансформаторы с жесткой характеристикой применяют для электрошлаковой сварки.

Трансформатор имеет сердечник — магнитопровод из трансформаторной стали, на сердечнике размещаются две обмотки — первичная и вторичная. Переменный ток из сети, проходя через первичную обмотку трансформатора, намагничивает сердечник, создавая в нем переменный магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней переменный ток.

Напряжение индуктированного тока зависит от числа витков вторичной обмотки, чем меньше витков, тем напряжение индуктируемого тока будет меньше и, наоборот, чем больше витков, тем напряжение выше. Регулирование величины сварочного тока и создание внешней характеристики обеспечивается изменением потока магнитного рассеяния или включением в сварочную цепь дополнительного индуктивного сопротивления.

В соответствии с этим сварочные трансформаторы подразделяют на две основные группы. К первой группе относят трансформаторы с повышенным магнитным рассеянияем. Трансформаторы этой группы можно разделить на три основных типа: трансформаторы с магнитными шунтами, подвижными катушками и витковым (ступенчатым) регулированием (трансформаторы типов ТС, ТД, СТШ, ТСК, ТСП).

Ко второй группе относятся трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и дополнительной реактивной катушкой — дросселем (типов СТН, ТСД).

В качестве примера рассмотрим устройство трансформатора ТСК-500 с повышенным магнитным рассеянием с подвижной катушкой, при перемещении которой регулируется сварочный ток. В нижней части сердечника находится первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях магнитопровода. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно.

Вторичная обмотка, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка — подвижная и может перемещаться по сердечнику при помощи винта, с которым она связана, и рукоятки, находящейся на крышке кожуха трансформатора.

Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 6 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, индуктивное сопротивление и магнитный поток рассеяния растут и сварочный ток уменьшается.

Пределы регулирования сварочного тока — 165—650 А. Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40—165 А.

Для приближенной установки силы сварочного тока на крышке кожуха расположена шкала с делениями. Более точно ток устанавливают по амперметру.

Сварочные выпрямители. Это источники постоянного сварочного тока, состоящие из сварочного трансформатора с регулирующим устройством и блока полупроводниковых выпрямителей. Иногда в комплект сварочного выпрямителя входит еще дроссель, включаемый в цепь постоянного тока. Дроссель служит для получения падающей внешней характеристики. Действие сварочных выпрямителей основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в, одном направлении. Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Сварочные выпрямители выполняют в подавляющем большинстве случаев по трехфазной схеме, преимущества которой заключаются в большом числе пульсаций напряжения и более равномерной загрузке трехфазной сети.

Сварочные выпрямители обладают рядом преимуществ перед преобразователями с вращающимися частями. Они имеют лучшие энергетические, динамические и весовые показатели, более высокий к. п. д., просты в обслуживании, более надежны из-за отсутствия вращающихся частей, при их работе отсутствует шум.

Сварочные выпрямители в зависимости от внешних характеристик можно разделить на три типа: с крутопадающими жесткими (или пологопадающими) характеристиками и универсальные . Универсальные выпрямители обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для различных видов-дуговой сварки. Цифра в марке выпрямителя означает номинальный ток при ПР= =60-^-65%.

Сварочные генераторы. Это специальные генераторы постоянного тока, внешняя характеристика которых позволяет получать устойчивое горение дуги, что достигается изменением магнитного потока генератора в зависимости от сварочного тока. Сварочный генератор постоянного тока состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллекторами. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные линии полюсов генератора, и поэтому в витках обмотки возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. Вращение якоря сварочного генератора обеспечивается в сварочных преобразователях электродвигателем, а в сварочных агрегатах — двигателем внутреннего сгорания. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к клеммам. К этим клеммам присоединяют сварочные провода, идущие к электрододержателю и изделию.

Сварочные генераторы выполняют по различным электрическим схемам. Они могут быть с падающей характеристикой с жесткой и пологопадающей характеристикой и универсальные.

Наибольшее распространение получили сварочные генераторы с падающими внешними характеристиками, работающие по следующим схемам: – с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; – с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

В генераторах с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой возбуждения используется принцип самовозбуждения.

Выбор сварочного тока.

Диаметр расходных материалов подбирается согласно толщине свариваемой детали, не говоря уже о размерах шва и способа сварки. Если необходимо заварить поверхность шириной в 3-5 мм, то диаметр следует выбирать 3-4. До 8 мм ширины вполне достаточно 5 электрода. Для каждого из этих положений нужно выбирать свое количество Ампер:

Ток при сварке электродом 3 мм должен лежать в пределах от 65 до 100 А. Такой разброс зависит от металла и выбранного положения. Для начала рекомендуется ставить среднее значение, в данном случае 80 А.
Сила тока при сварке электродом 4 мм лежит в пределах от 120 до 200 А. Это один из наиболее распространенных видов диаметра, который используется в промышленности, так как он подходит для работы, как с большими, так и мелкими швами.
При 5 мм потребуется сила от 160 до 250 А, в зависимости от положения и выбранного типа металла. Это достаточно массивный расходный материал и количество Ампер здесь зависит от требуемой глубины проварки. Чтобы сделать ванную глубиной более 5 мм потребуется максимально полная мощность. Для стандартных режимов достаточно будет силы в 200-220 А. Для длительной работы с такими вещами следует иметь качественный и надежный трансформатор достаточной мощности.
6-8 мм электроды нуждаются в минимум 250 А, хотя для тяжелых работ может потребоваться значение в 300-350 А.

Стоит отметить, что современная тенденция производства компактных сварочных аппаратов для домашнего использования делает все более востребованными расходные материалы толщиной в 1; 1,5; 2 мм. Для таких значений подойдет сила от 30 до 45 А, но при этом регулировка на аппарате должна быть достаточно плавная, так как тут даже небольшая погрешность может оказаться критической.

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Студент_________________________________________________

Группа__________________________________________________

Дата___________________ Подпись студента____________________

Литература

№ п/п	Учебная литература, ресурсы сети «Интернет»	Количество экземпляров в библиотеке или название ЭБС
	Основная литература
	Фещенко, В.Н. Слесарное дело. Слесарные работы при изготовлениии ремонте машин. Книга 1 [Электронный ресурс] / В.Н. Фещенко. – М.: Инфра-Инженерия, 2013. - 464. - ISBN 978-5-9729-0053-4	ЭБС «Знаниум» http://znanium.com
	Токарные работы: Учебное пособие / Алексеев В. С. - М.: Альфа-М, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 368 с.: 60x90 1/16. - (Мастер) (Переплёт) ISBN 978-5-98281-096-0	ЭБС «Знаниум» http://znanium.com
	Дополнительная литература
	Проектирование механосборочных участков и цехов: Учебник/В.А.Горохов, Н.В.Беляков, А.Г.Схиртладзе и др. - М.: НИЦ ИНФРА-М, Нов. знание, 2015. - 540 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат) (Переплёт 7БЦ) ISBN 978-5-16-010300-6	ЭБС «Знаниум» http://znanium.com
	Фещенко В.Н. Слесарное дело. Механическая обработка деталей на станках. - Книга 2 [Электронный ресурс] / В.Н. Фещенко. – М.: Инфра-Инженерия, 2013. - 464 с. - ISBN 978-5-9729-0054-1	ЭБС «Знаниум» http://znanium.com

lektsia.com

Сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы

Категория:

Сварка металлов

Сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы

Сварочные трансформаторы. Это специальные понижающие трансформаторы, имеющие требуемую внешнюю характеристику, обеспечивающие питание сварочной дуги и регулирование свароч ного тока. Трансформаторы, как правило, имеют падающую ха рактеристику, их используют для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом. Трансформаторы с жесткой характеристикой применяют для электрошлаковой сварки.

Рис. 1. Изменение параметров режима сварки в зависимости от внешней характеристики источника питания и длины дуги

Рис. 2. Схема сварочного трансформатора ТСК-500: а — внешний вид, б — схема регулирования сварочного тока, в — электрическая схема

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

Для повышения коэффициента мощности сварочный трансформатор ТСК-500 имеет в первичной цепи конденсатор 4 большой мощности.

Сварочные выпрямители. Это источники постоянного сварочного тока, состоящие из сварочного трансформатора с регулирующим устройством и блока полупроводниковых выпрямителей (рис. 3). Иногда в комплект сварочного выпрямителя входит еще дроссель, включаемый в цепь постоянного тока. Дроссель служит для получения падающей внешней характеристики. Действие сварочных выпрямителей основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в, одном направлении. Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Сварочные выпрямители выполняют в подавляющем большинстве случаев по трехфазной схеме, преимущества которой заключаются в большом числе пульсаций напряжения и более равномерной загрузке трехфазной сети.

Сварочные выпрямители в зависимости от внешних характеристик можно разделить на три типа: с крутопадающими (ВСС-300-3, ВСС-120-4, ВКС-500 и др.), жесткими (или пологопадающими) характеристиками (ВС-200, ВС-300, ВС-600, ВС-1000, ИПП-120, ИПП-300, ИПП-500, ИПП-1000) и универсальные (ВСУ-300, ВСУ-500). Универсальные выпрямители обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для различных видов-дуговой сварки. Цифра в марке выпрямителя означает номинальный ток при ПР= =60-^-65%.

Сварочные генераторы выполняют по различным электрическим схемам. Они могут быть с падающей характеристикой (генераторы типа ГСО в преобразователях типа ПСО-ЗОО, ПСО-500 и др.), с жесткой и пологопадающей характеристикой (типа ГСГ в преобразователях типа ПСГ-500) и универсальные (преобразователи типа ПСУ-300, ПСУ-500).

Схема генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой показана на рис. 4, а.

С увеличением тока в сварочной цепи будет увеличиваться Фр, а Фн остается неизменным, результирующий поток Фрез, э. д. с. и напряжение на зажимах генератора будут падать, создавая падающую внешнюю характеристику генератора. Сварочный ток в генераторах этой системы регулируется реостатом Р и секционированием последовательной обмотки, т. е*. изменением числа ампер-витков.

Рис. 4. Принципиальная схема сварочного генератора: а — с независимым – возбуждённей и размагничивающей последовательной обмоткой, б — с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; Г — генератор, Р — реостат, НО — намагничивающая обмотка, РО — размагничивающая обмотка

Читать далее:

Установки для механизированной дуговой сварки

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

Блог инженера » Портал инженера

Сварочные трансформаторы подключаются к сети переменного тока. Их назначение — питание сварочной дуги и регулирование сварочного тока. Основные области применения — ручная сварка и автоматическая сварка под флюсом. Упрощенная электрическая схема трансформатора такова: на сердечнике из трансформаторной стали размещены первичная и вторичная обмотки. Ток из сети вдет сначала через первичную обмотку, намагничивает сердечник, создавая в нем переменный магнитный поток, который, в свою очередь, индуктирует ток во вторичной обмотке.

На рис. 6 представлен сварочный трансформатор ТСЖ-50О? Первичная обмотка его неподвижна, а вторичная передвигается по сердечнику.

Перемещением вторичной обмотки регулируется сварочный ток. В нижней части сердечника 4 находится первичная обмотка 2, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях магнитопровода. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно.

Вторичная обмотка 3, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной . Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка, жестко соединенная с плитой 1, перемещается по сердечнику с помощью винта 6, с которым она связана, и рукоятки 5, находящейся на крышке кожуха трансформатора.

Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, индуктивное сопротивление и магнитный поток рассеяния растут и сварочный ток уменьшается. Ток со вторичной обмотки поступает на выход 7.

Пределы регулирования сварочного тока 165—650 А.

Для повышения коэффициента мощности сварочный трансформатор ТСК-500 имеет в первичной цепи конденсатор большой мощности.

Сварочные генераторы — это в принципе те же генераторы постоянного тока, но которые благодаря своим специальным характеристикам могут обеспечить устойчивость горения сварочной дуги. Это достигается тем, что магнитный поток генератора изменяется в зависимости от величины сварочного тока. В сварочных генераторах съем напряжения для питания электрической дуги осуществляется непосредственно с зажимов угольных щеток на коллекторе. Сварочные агрегаты приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания, а в сварочных преобразователях генератор приводится в движение электродвигателем.

Сварочные выпрямители представляют собой соединение сварочного трансформатора (с регулирующим устройством) и блока выпрямителей. Помимо этого в комплект выпрямителя может быть подключен и дроссель. Его цель — получение внешней падающей характеристики. В принципе действие сварочных выпрямителей основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении. Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники.

В сварочных выпрямителях используют трехфазную мостовую схему выпрямления, дающую меньшую импульсацию выпрямленного напряжения, более равномерную загрузку питающей сети переменного, тока и лучшее использование трансформатора, питающего выпрямитель (рис. 7).

Отсутствие вращающихся частей делает установки более простыми и надежными в эксплуатации, чем генераторы постоянного тока.

Охарактеризуем вкратце некоторые типы выпрямителей.

Выпрямители типа ВДГ применяют для механизированной сварки в углекислом газе. Они имеют дистанционное переключение режимов сварки.

Универсальные сварочные выпрямители типа ВДУ предназначены для однопостовой механизированной, сварки в углекислом газе и под флюсом. Их используют также для ручной дуговой сварки электродами.

Выпрямители типа ВДТИ служат для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах.

Многопостовые сварочные выпрямители типа ВКСМ, ВДМ, ВДУМ рассчитаны на номинальные длительные токи 1000—5000 А. Число постов определяют по номинальной силе тока одного поста и коэффициенту одновременности нагрузки, равному 0,6—0,7. Например, выпрямитель ВДУМ-4Х401УЗ используют для питания четырех сварочных постов при механизированной сварке в углекислом газе и ручной дуговой сварке.

Источник: https://www.aspar.com.ua

ingeneryi.info

Источники питания сварочной дуги постоянного тока (сварочные генераторы и выпрямители)

У сварочных генераторов с расщепленными полюсами падающие внешние характеристики получаются в результате размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря). Генератор Г имеет четыре основных магнитных полюса N1, N2, S1, S2, и три группы щеток а, b, с на коллекторе. В отличие от рассмотренных генераторов, у которых северные и южные магнитные полосы чередуются между собой, у генераторов этой группы одноименные полюсы расположены рядом.

Принципиальная электрическая схема генератора с ращепленными полюсами (а) и схема магнитных силовых полей (б)

Каждую пару одноименных полюсов считаем одним, но расщепленным на два. Сварочные генераторы с расщепленными полюсами фактически являются двухполюсными. Вертикально расположенные полюсы называются поперечными, а горизонтальные — главными. Главные полюсы имеют вырезы для уменьшения площади поперечного сечения и всегда работают при полном магнитном насыщении, т. е. магнитный поток, создаваемый этими полюсами, при всех нагрузках остается неизменным. Магнитный поток полюсов, создаваемый обмотками НГ и НП, условно можно разделить на два потока Фг и Фп , замыкающиеся через определенные пары полюсов. Один магнитный поток имеет направление от северного полюса N1 к южному S1 и второй—от северного полюса N2 к южному S2. Э. д. с. якоря зависит от интенсивности магнитных потоков Фп и Фг. Чем интенсивнее магнитный поток, пересекаемый проводниками якоря, тем больше э. д. с.

При возбуждении электрической дуги через обмотку якоря проходит ток, который создает магнитный поток обмотки якоря (показан штриховыми линиями). Этот магнитный поток зависит от тока: чем меньше величина тока в обмотке якоря, тем меньше магнитный поток якоря. Магнитный поток якоря, который совпадает по направлению с магнитным потоком N2, S2 главных полюсов (направления магнитных потоков полюсов показаны стрелками), увеличивает его; направленный же в противоположную сторону магнитный поток уменьшает его.

Главные полюсы всегда работают при полном магнитном насыщении. Следовательно, магнитный поток якоря практически не может увеличить магнитный поток Фг, он может только уменьшить магнитный поток поперечных полюсов Фп. В момент короткого замыкания в сварочной цепи магнитный поток якоря имеет наибольшую величину и уменьшает результирующий магнитный поток до нуля, следовательно, э. д. с. генератора также равна нулю.

При отсутствии нагрузки в сварочной цепи (при холостом ходе) в обмотке якоря тока нет, магнитный, поток якоря также отсутствует, поэтому поток Фп и, следовательно, результирующий магнитный поток имеют наибольшую величину, а генератор — наибольшее напряжение. Таким образом, вследствие размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря) создается падающая внешняя характеристика.

По данной схеме (с расщепленными полюсами) в промышленности нашли применение преобразователи ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т с генераторами СГ-300М, СГ-ЗООМ-1, СГ-300Т и некоторые другие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.

Технические характеристики преобразователей ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т

Параметры	Тип преобразователя
Параметры	ПС-ЗООМ	ПС-ЗООМ-1	ПС-300Т
Тип генератораНапряжение холостого хода, ВНоминальный сварочный ток (при ПР-65%), АПределы регулирования тока, АТип электродвигателяМощность электродвигателя, кВтИсполнениеМасса, кг	СГ-300М50-7634080-380А-64-214Однокорпусный600	СГ-З00М-1—34080-360A-64-214Однокорпусный стационарный590	СГ-300Т50-7630075-340АТ-62-4Т14Однокорпусный стационарный600

build.novosibdom.ru

Выпрямители сварочные

Сварочное оборудование - Выпрямители сварочные

Сварочными выпрямителями называют устройства, которые с помощью полупроводниковых элементов преобразуют напряжение переменного тока в однофазной или трехфазной сети в напряжение постоянного тока с необходимой внешней характеристикой и предназначены для питания сварочной дуги.

Сварочные выпрямители получили большое распространение. Основные их преимущества следующие: высокий к.п.д. и относительно небольшие потери холостого хода; высокие динамические свойства при меньшей электромагнитной индукции; отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе; равномерность нагрузки фаз; небольшая масса; возможность замены медных проводов алюминиевыми. Однако следует иметь в виду, что для выпрямителей продолжительные короткие замыкания представляют большую опасность, так как могут выйти из строя диоды. Кроме того, сварочные выпрямители чувствительны к колебаниям напряжения в сети. Все же по основным технико-экономическим показателям сварочные выпрямители являются более прогрессивными, чем, например, сварочные преобразователи.

Сварочные выпрямители состоят из двух основных блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или выпрямительного блока. Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее защитное устройства, обеспечивающие нормальную его эксплуатацию. Для выпрямления тока используется свойство полупроводникового вентиля проводить ток только в одном направлении. Наибольшее применение получили селеновые и кремниевые вентили. Селеновые вентили - дешевы, выдерживают перегрузки. Кремниевые вентили обладают высокими энергетическими показателями высоким к.п.д., но очень чувствительны к перегрузкам по току поэтому требуют защитных устройств и интенсивного охлаждения.

Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мостовой схеме Ларионова. Мост состоит из шести плеч, в каждом из которых установлены вентили, обеспечивающие выпрямление обоих полупериодов переменного тока в трех фазах (рис. 35).

Сварочные выпрямительные установки в соответствии с ГОСТ 13821—77 выпускают на номинальные силы тока 120...1000 А, транзисторные источники питания — 15...300 А с пределами регулирования от 0,15 до 300 А.

Основными узлами сварочного выпрямителя являются понижающий трансформатор, блок выпрямительных вентилей, вентилятор, пускорегулирующая и стабилизирующая аппаратура.

В зависимости от внешней вольт-амперной характеристики, количества постов и способа сварки сварочные выпрямители подразделяют на однопостовые с падающей внешней характеристикой. однопостовые с жесткой внешней характеристикой, однопостовые универсальные, многопостовые, однопостовые транзисторные.

Сварочные выпрямители с жесткой внешней характеристикой типа ВС и ВДГ предназначены для сварки в защитном газе плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, порошковой проволокой и др. Они просты в устройстве и надежны в работе. Имея общую принципиальную схему, выпрямители этого типа отличаются в основном мощностью и числом ступеней регулирования. Выпрямители состоят из понижающего трехфазного трансформатора, выпрямительного блока, двух универсальных переключателей для переключения витков первичной обмотки трансформатора (для грубой и точной регулировки), дросселя(для обеспечения нарастания тока короткого замыкания и сглаживания пульсаций) и вентилятора.

Сварочные выпрямители однопостовые с падающей внешней характеристикой предназначены для ручной дуговой сварки и наплавки, а также для механизированной сварки под флюсом. Падающая внешняя характеристика и заданное значение силы сварочного тока обеспечиваются трансформатором. Для преобразования тока используют селеновые (выпрямители серии ВСС) и кремниевые (выпрямители серий ВКС и ВД) вентили. По сравнению с кремниевыми селеновые вентили имеют меньший КПД, но обладают большей стойкостью к перегрузкам.

Сварочные выпрямители с падающей внешней характеристикой выпускаются типа ВСС, ВКС и ВД. Сварочные выпрямители типа ВСС состоят из понижающего трехфазного трансформатора с подвижными обмотками, выпрямительного селенового блока с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Понижающий трансформатор выполнен с повышенным магнитным рассеянием, которое регулируется изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Два диапазона регулирования сварочного тока получают, соединяя первичную и вторичную обмотки звездой (малые токи) и треугольником (большие токи). В пределах каждого диапазона ток плавно регулируют, изменяя расстояние между катушками первичной (нижней подвижной) и вторичной(верхней неподвижной) обмоток с помощью рукоятки. При вращении рукоятки по часовой стрелке катушки обмоток сближаются, индуктивность рассеяния уменьшается, сварочный ток увеличивается. Обмотки трансформатора выполнены из алюминия. Выпрямительный блок собран из селеновых пластин 100X400 мм, охлаждается вентилятором.

Сварочные выпрямители типа ВКС имеют следующие основные отличия от типа ВСС: выпрямительный блок составлен из кремниевых вентилей ВК-200; сварочный ток регулируют, перемещая катушки обмоток с помощью асинхронного двигателя с дистанционным управлением.

Широкое применение получили сварочные выпрямители ВД-101 и ВД-301 с кремниевыми вентилями и ВД-102 и ВД-302 с селеновыми вентилями. Они несложны по устройству, обладают достаточно высоким коэффициентом полезного действия и имеют небольшую массу.

Сварочные выпрямители типа ВСУ и ВДУ являются универсальными источниками питания дуги. Они предназначены для питания дуги при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом, в защитных газах, порошковой проволокой, а также при ручной сварке. Выпрямители ВСУ, кроме обычных - 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 диапазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режима сварки при колебаниях напряжения питающей сети.

Для сантехнических монтажных сварочных работ Институт электросварки им. Е. О. Патона разработал переносный сварочный выпрямитель ВЖ-2М, предназначенный для питания полуавтоматов и автоматов при сварке открытой дугой и в защитном газе стыков труб диаметром 20... 100 мм. Внешняя характеристика — пологопадающая; число ступеней регулирования — 9; масса — 50 кг.

Однопостовые универсальные сварочные выпрямители обеспечивают возможность получения как жесткой, так и падающей внешних характеристик, поэтому их можно применять для ручной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами в защитных газах и сварки под флюсом.

Многопостовой выпрямитель снабжает энергией несколько сварочных постов для ручной дуговой сварки. Эти выпрямители, изготовляемые на кремниевых вентилях, отличаются высоким КПД, хорошими энергетическими показателями, бесшумностью работы, малыми габаритными размерами и небольшой массой. Они рассчитаны на работу в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от —40 до +40 °С. Обычно подобные выпрямители имеют жесткую внешнюю характеристику. Для получения падающих характеристик и регулирования тока на каждом сварочном посту используют ступенчатый балластный реостат. Преимущества многопостовых систем связаны с небольшой начальной стоимостью оборудования, простотой обслуживания, высокой загрузкой и экономичностью. Основной недостаток связан со значительными потерями энергии в реостатах, снижающих КПД сварочных постов. В последние годы освоено производство выпрямителей, имеющих звено повышенной частоты – инвертор. Включение высокочастотного звена в структуру источников сварочного тока позволяют существенно снизить их массу и габариты, повысить КПД и коэффициент мощности, обеспечить широкие пределы регулирования параметров режима и хорошие сварочные свойства.

Источник: Геворкян В.Г. Основы сварочного делаЭ.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев "Справочник молодого электросварщика". -М. 1992

www.autowelding.ru

Сварочный выпрямитель: виды, назначение, конструкция

Сварочный выпрямитель необходим для выпрямления переменного напряжения в постоянное. Такой ток необходим для качественной сварки. Именно он отвечает за образование дуги, снижающей разбрызгивание металла во время работы. Подобное оборудование позволяет использовать электроды до 1,2 мм, что облегчает работу с самыми разнообразными металлами, сплавами. А с помощью универсального выпрямителя можно работать под флюсом, угольной дугой или аргонодуговой сваркой.

Разновидности выпрямляющего оборудования

Современный рынок предлагает разные сварочные выпрямители, которые отличаются между собой по внешнему виду и по типу. Самые распространённые из них следующие:

Все они применяются в сфере коммунальных услуг, а также в бытовых условиях. Конечно, этим сфера их применения не ограничивается, и их можно встретить даже на крупных производственных предприятиях. Основное преимущество моделей данного типа – низкая цена. Всё подобное оборудование классифицируется по методу горения, преобразования и регулирования. То есть некоторые из них регулируются дросселем, другие трансформатором, третьи транзисторами и т.д.

Если регулировка осуществляется трансформатором, то сварочный выпрямитель имеет не обычные трансформаторы, как в стандартных сварочных аппаратах, а трехфазные. Это самые распространённые модели. Кроме этого, любой прибор такого типа обязательно содержит защитную систему пусковой регуляции. Поэтому ему не страшны перепады напряжения в сети.

Сварочные выпрямители выпрямляют переменный ток сети и делают его постоянным. Благодаря этому количество брызг при сварке значительно уменьшается, а шов получается качественней и тоньше. Снижается и расход электродов, особенно при резке металла. Постоянный ток позволяет работать с разными видами электродов даже в среде защитных газов.

Из чего состоит прибор?

В таком оборудовании любого типа есть такие элементы, как блок выпрямления и понижающий силовой трансформатор. В основном все выпрямляющие устройства 3-х фазные, но могут встречаться и однофазные схемы. В однофазном устройстве потребляемая мощность невысока, поэтому применяются сглаживающие фильтры, которые необходимы для получения напряжения, схожего по своим показателям с постоянным.

В трехфазной системе выпрямляемый ток стабильнее, пульсация его значительно ниже, чем в однофазном устройстве. Благодаря этому легко получить постоянный ток. Это идеальное решение для работы с током до 500А, который часто используется при дуговой сварке. Но есть и 6-ти фазные агрегаты. В данном случае применяется трансформатор с двумя вторичными группами обмотки, соединяющимися в звезду. Обязательным условием для полноценной работы такого прибора является наличие симметричного дросселя.

Виды сварочного выпрямителя:

с трансформаторной регулировкой;
с кремниевыми диодами;
с регулируемым тиристором;
многопостовой прибор.

Прибор с трансформаторной регулировкой и кремниевыми диодами

Устройство с трансформаторной регулировкой одно из самых простых. Данный тип снабжён силовыми трансформаторами с большим рассеиванием. Внутри него расположены шунт и подвижная катушка, а также два слоя обмотки — первичный и вторичный. Это позволяет производить неточную регулировку напряжения. Первое переключение отвечает за работу с небольшими напряжениями сети, второе — за работу с большими, делая такое устройство в какой-то мере универсальным.

Устройство с кремниевыми диодами обязательно оснащается мощным вентилятором — он отвечает за принудительное охлаждение диодов во время работы (без него они быстро перегорят). Запуск механизма, как и его выключение, осуществляется посредством магнитного пускателя.

Если диоды не охлаждаются, то автоматическая система не позволит произвести включение оборудования: она сработает и при поломке одного из диодов или при пробивании корпуса напряжением.

Благодаря системе сварочный выпрямитель полностью защищает пользователя. Данные модели недороги и их легко использовать. Единственный минус – нет возможности дистанционного управления при изменении сетевого напряжения.

Прибор с регулируемым тиристором и многопостовое устройство

В схеме механизма с регулируемым тиристором используется трансформатор, в силовой цепи установлен дроссель-фильтр и блок вентилей. Система управления состоит из датчиков и блоков электроники. Нередко в них применяют дроссели насыщения, расположенные между трансформаторами и выпрямляющими блоками. Все эти модели носят маркировку ВДУ, и считаются универсальными.

Многопостовое устройство используется для ручной или полуавтоматической многопостовой сварки. В последнем случае выходное напряжение регулируется, а вот при ручной сварке регулировка не предусмотрена.

Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители являются устройствами для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока для получения сварочной дуги.

Сварка на постоянном токе имеет преимущества по сравнению со сваркой на переменном токе: повышается стабильность горения дуги из-за отсутствия нулевых значений сварочного тока, увеличивается глубина проплавления свариваемого металла, снижается разбрызгивание металла, повышается прочность металла шва и снижается количество дефектов шва. Поэтому сварку ответственных соединений лучше выполнять на постоянном токе.

Некоторые металлы свариваются на постоянном токе, например, высоколегированные и теплоустойчивые стали, чугуны, титан, сплавы на основе меди и никеля.

Элементами сварочного выпрямителя являются силовой трансформатор, выпрямительный блок на полупроводниковых приборах, устройства пуска, регулирования, защиты, измерения, охлаждения.

В сварочных выпрямителях желательно применение трехфазного тока, при котором меньше пульсации выпрямленного напряжения.

Силовые трансформаторы для питания выпрямительного блока по принципу действия и устройству сходны с трансформаторами для сварки на переменном токе. Для выпрямления тока используются неуправляемые полупроводниковые вентили-диоды или управляемые полупроводниковые вентили-тиристоры.

Важными элементами сварочного выпрямителя являются радиаторы охлаждения вентилей, вентилятор, включающийся перед пуском выпрямителя, элементы защиты от токовых перегрузок и перегрева.

Регулирование сварочного тока в выпрямителях осуществляется электромеханическим или электрическим методами. При электромеханическом регулировании изменение тока происходит до выпрямительного блока, и на выпрямляющие вентили поступает переменный ток, имеющий заданные параметры. При этом применяются трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием или с управляемым магнитным шунтом.

Одним из способов электромеханического регулирования тока сварки является применение выпрямителей с трансформаторами, имеющими секционированные обмотки высшего напряжения которые могут включаться последовательно переключателем. При этом происходит ступенчатое изменение тока во вторичной цепи силового трансформатора. Такие выпрямители просты в изготовлении и надежны в эксплуатации, их применение целесообразно для полуавтоматической сварки в среде защитных газов, так как они имеют жесткую внешнюю характеристику.

Ступенчатое изменение силы сварочного тока может производиться с применением вольтодобавочных трансформаторов, обмотки которых включаются согласно или встречно со вторичными обмоткам силового трансформатора. Плавное изменение тока в пределах каждой ступени производится изменением напряжения в первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора.

Электрические схемы регулирования сварочного тока в сварочных выпрямителях применяются в выпрямительных блоках или после них.

Распространенной схемой регулирования сварочного тока является схема с применением тиристоров. При этом регулирование сварочного тока производится изменением времени открытия тиристоров в течение полупериода напряжения, получаемого от трансформатора. Это время открытия тиристоров изменяется системой импульсно-фазового управления (СИФУ) и называется углом регулирования. Получается плавная регулировка тока сварки, которую можно осуществлять и дистанционно, и получается дуга с высокой стабильностью работы.

На рис. 7 приведена электрическая схема, показывающая принцип действия сварочного трехфазного выпрямителя, которая является упрощенной. На схеме показаны только сварочный трансформатор и блок полупроводниковых диодов со сварочной дутой.

Рис. 7. Упрощенная принципиальная схема сварочного выпрямителя: Т— трансформатор понижающий; VD1-VD6 — блок выпрямительных вентилей; Iв — ток вентиля; Id — выпрямленный ток

Рис. 8. Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя: КМ - магнитный пускатель включения выпрямителя; Т1 - трансформатор понижающий; Т2 - трансформатор в цепи управления; А - магнитный усилитель; К1 - реле защиты от аварийных режимов; К2 - реле контроля работы вентилятора; М - электродвигатель; S - переключатель обмоток трансформатора на схемы "звезда - звезда" или "треугольник - треугольник"

На рис. 8 приведена принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя ВД-306. Силовой трансформатор Т1 включается магнитным пускателем КМ. От трансформатора получает питание блок выпрямительных вентилей VD1-VD6. Также получает питание двигатель вентилятора через автоматический выключатель QF и системы защиты.

Переключение диапазонов изменения сварочного тока осуществляется переключением первичных и вторичных обмоток трансформатора Т1 в «треугольник—треугольник» (диапазон больших токов) или в «звезду—звезду» (диапазон малых токов). Такое переключение диапазонов обеспечивает изменение величины сварочного тока в три раза без дополнительного расхода активных материалов.

Плавное регулирование тока внутри диапазона производится за счет изменения расстояния между катушками первичного и вторичного напряжений трансформатора Т1. Выпрямительный блок состоит из шести кремниевых вентилей VD1-VD6, соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления.

Вентиляция выпрямителя — воздушная принудительная, работа которой контролируется ветровым реле К2. При отсутствии вентиляции контакт К2 ветрового реле размыкается и пускатель КМ отключает выпрямитель от сети, так как контакт реле К2 включен в цепь управления магнитного пускателя КМ.

Выпрямитель имеет также защиту, отключающую его от сети при выходе из строя одного из вентилей выпрямительного блока или при пробое на корпус вторичной обмотки трансформатора. Защита состоит из магнитного усилителя А, трансформатора Т2 и реле К1. В нормальном состоянии переменный ток, текущий по фазным проводам, проходящим через окно магнитопровода магнитного усилителя, не насыщает магнитопровод, и все напряжение падает на обмотках усилителя. При аварийных режимах в фазных проводах появляется постоянная составляющая токов, магнитопровод магнитного усилителя насыщается, в цепи реле К1 появляется ток и оно срабатывает, размыкая цепь управления магнитного пускателя КМ, который отключает выпрямитель от сети.

otdelka-profi.narod.ru

Описание сварочных трансформаторов и выпрямителей. Выпрямитель сварочного трансформатора