зварювальне обладнання - Випрямлячі зварювальні
Зварювальними випрямлячами називають пристрої, які за допомогою напівпровідникових елементів перетворять напругу змінного струму в однофазної або трифазної мережі в напругу постійного струму з необхідною зовнішньою характеристикою і призначені для харчування зварювальної дуги.
Зварювальні випрямлячі набули великого поширення. Основні їх переваги наступні: високий к.к.д. і відносно невеликі втрати холостого ходу; високі динамічні властивості при меншій електромагнітної індукції; відсутність обертових частин і безшумність в роботі; рівномірність навантаження фаз; невелика маса; можливість заміни мідних проводів алюмінієвими. Однак слід мати на увазі, що для випрямлячів тривалі короткі замикання становлять велику небезпеку, так як можуть вийти з ладу діоди. Крім того, зварювальні випрямлячі чутливі до коливань напруги в мережі. Все ж за основними техніко-економічними показниками зварювальні випрямлячі є більш прогресивними, ніж, наприклад, зварювальні перетворювачі.
Зварювальні випрямлячі складаються з двох основних блоків: понижуючого трифазного трансформатора з пристроями для регулювання напруги або випрямного блоку. Крім того, випрямляч має пускорегулюючий захисне пристрої, що забезпечують нормальну його експлуатацію. Для випрямлення струму використовується властивість напівпровідникового вентиля проводити струм лише в одному напрямку. Найбільше застосування отримали селенові і кремнієві вентилі. Селенові вентилі - дешеві, витримують перевантаження. Кремнієві вентилі мають високі енергетичними показниками високим ККД, але дуже чутливі до перевантажень по току тому вимагають захисних пристроїв і інтенсивного охолодження.
Випрямлення струму здійснюється за трифазною мостовою схемою Ларіонова. Міст складається з шести плечей, в кожному з яких встановлені вентилі, що забезпечують випрямлення обох напівперіодів змінного струму в трьох фазах (рис. 35).
Зварювальні випрямні установки відповідно до ГОСТ 13821-77 випускають на номінальні сили струму 120 ... 1000 А, транзисторні джерела живлення - 15 ... 300 А з межами регулювання від 0,15 до 300 А.
Основними вузлами зварювального випрямляча є понижуючий трансформатор, блок випрямних вентилів, вентилятор, пускорегулирующая і стабілізуюча апаратура.
Залежно від зовнішньої вольт-амперної характеристики, кількості постів і способу зварювання зварювальні випрямлячі поділяють на однопостові з падаючої зовнішньої характеристикою. однопостові з жорсткою зовнішньою характеристикою, однопостові універсальні, багатопостові, однопостові транзисторні.
Зварювальні випрямлячі з жорсткою зовнішньою характеристикою типу ВС і ВДГ призначені для зварювання в захисному газі електродом, що плавиться, автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом, порошковим дротом і ін. Вони прості в пристрої і надійні в роботі. Маючи загальну принципову схему, випрямлячі цього типу відрізняються в основному потужністю і числом ступенів регулювання. Випрямлячі складаються з понижувального трифазного трансформатора, випрямного блоку, двох універсальних перемикачів для перемикання витків первинної обмотки трансформатора (для грубої і точної регулювання), дроселя (для забезпечення наростання струму короткого замикання і згладжування пульсацій) і вентилятора.
Зварювальні випрямлячі однопостові з падаючої зовнішньої характеристикою призначені для ручного дугового зварювання і наплавлення, а також для механізованого зварювання під флюсом. Падаюча зовнішня характеристика і задане значення сили зварювального струму забезпечуються трансформатором. Для перетворення струму використовують селенові (випрямлячі серії ВСС) і кремнієві (випрямлячі серій ВКС і ВД) вентилі. У порівнянні з кремнієвими селенові вентилі мають менший ККД, але володіють більшою стійкістю до перевантажень.
Зварювальні випрямлячі з падаючої зовнішньої характеристикою випускаються типу ВСС, ВКС і ВД. Зварювальні випрямлячі типу ВСС складаються з понижувального трифазного трансформатора з рухомими обмотками, випрямного селенового блоку з вентилятором, пускорегулирующей і захисною апаратурою. Понижуючий трансформатор виконаний з підвищеним магнітним розсіюванням, яке регулюється зміною відстані між первинною і вторинною обмотками. Два діапазони регулювання зварювального струму отримують, поєднуючи первинну і вторинну обмотки зіркою (малі струми) і трикутником (великі струми). У межах кожного діапазону ток плавно регулюють, змінюючи відстань між котушками первинної (нижньою рухомою) і вторинної (верхньої нерухомої) обмоток за допомогою рукоятки. При обертанні рукоятки за годинниковою стрілкою котушки обмоток зближуються, індуктивність розсіювання зменшується, зварювальний струм збільшується. Обмотки трансформатора виконані з алюмінію. Випрямний блок зібраний з селенових пластин 100X400 мм, охолоджується вентилятором.
Зварювальні випрямлячі типу ВКС мають наступні основні відмінності від типу ВСС: випрямний блок складений з кремнієвих вентилів ВК-200; зварювальний струм регулюють, переміщаючи котушки обмоток за допомогою асинхронного двигуна з дистанційним управлінням.
Широке застосування отримали зварювальні випрямлячі ВД-101 і ВД-301 з кремнієвими вентилями і ВД-102 і ВД-302 з селеновими вентилями. Вони нескладні по влаштуванню, мають досить високим коефіцієнтом корисної дії та мають невелику масу.
Зварювальні випрямлячі типу ВСУ і ВДУ є універсальними джерелами живлення дуги. Вони призначені для харчування дуги при автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом, в захисних газах, порошковим дротом, а також при ручному зварюванні. Випрямлячі ВСУ, крім звичайних - блоку трифазного понижуючого трансформатора і випрямного блоку, мають дросель насичення з чотирма обмотками. Перемиканням цих обмоток можна отримувати жорстку, пологопадающих і крутопадаючих зовнішні характеристики. Випрямлячі ВДУ засновані на використанні в випрямляють силових обмотках керованих вентилів-тиристорів. Схема управління тиристорами дозволяє отримувати необхідний для зварювання вид зовнішньої характеристики, забезпечує широкий діапазон регулювання зварювального струму і стабілізацію режиму зварювання при коливаннях напруги мережі живлення.
Для сантехнічних монтажних зварювальних робіт Інститут електрозварювання ім. Е. О. Патона розробив переносний зварювальний випрямляч ВЖ-2М, призначений для живлення напівавтоматів і автоматів при зварюванні відкритою дугою і в захисному газі стиків труб діаметром 20 ... 100 мм. Зовнішня характеристика - пологопадающих; число ступенів регулювання - 9; маса - 50 кг.
Однопостові універсальні зварювальні випрямлячі забезпечують можливість отримання як жорсткої, так і падаючої зовнішніх характеристик, тому їх можна застосовувати для ручного дугового зварювання, автоматичного зварювання плавиться і не плавиться електродами в захисних газах і зварювання під флюсом .
Многопостовой випрямляч забезпечує енергією декілька зварювальних постів для ручного дугового зварювання. Ці випрямлячі, виготовлені на кремнієвих вентилях, відрізняються високим ККД, хорошими енергетичними показниками, безшумністю роботи, малими габаритними розмірами і невеликою масою. Вони розраховані на роботу в закритих приміщеннях при температурі навколишнього повітря від -40 до +40 ° С. Зазвичай подібні випрямлячі мають жорстку зовнішню характеристику. Для отримання падаючих характеристик і регулювання струму на кожному зварювальному посту використовують ступінчастий баластовий реостат. Переваги багатопостових систем пов'язані з невеликою початковою вартістю обладнання, простотою обслуговування, високою завантаженням і економічністю. Основний недолік пов'язаний зі значними втратами енергії в реостатах, що знижують ККД зварювальних постів. В останні роки освоєно виробництво випрямлячів, що мають ланка підвищеної частоти - інвертор. Включення високочастотного ланки в структуру джерел зварювального струму дозволяють істотно знизити їх масу і габарити, підвищити ККД і коефіцієнт потужності, забезпечити широкі межі регулювання параметрів режиму і хороші зварювальні властивості.
джерело: Геворкян В.Г. Основи зварювального справи
Е.С. Каракозов, Р.І. Мустафаєв "Довідник молодого електрозварника". -М. одна тисяча дев'ятсот дев'яносто дві