Тема 1.4. Сварочные выпрямители

1. И.В. Гуменюк, О. Ф. Иваськов, О. В. Гуменюк Технология электродуговой сварки. - Киев: Грамота, 2007

2. Китаев A.M., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. - М.: Машиностроение, 990

3. 3. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и полуавтоматической сварки, - Москва «Высшая школа» 1986

Основные параметры сварочных выпрямителей регламентирова­ны ГОСТ 13821—77 «Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки. Технические ус­ловия». В зависимости от формы внешних характеристик свароч­ные выпрямители выпускают следующих типов:

- с крутопадающими внешними характеристиками (ВД-101,
ВД-301, ВД-302, ВД-303 и др.);

- с жесткими и пологопадающими внешними характеристиками (ВДГ-301, ВДМ-1001, ВДМ-1601);

- с универсальными внешними характеристиками, обеспечивающими получение как падающих, так и жестких характеристик (ВДУ-504, ВДУ-1201).

Сварочные выпрямители представляют собой установки, пре­образующие энергию переменного тока в энергию постоянного (выпрямленного) тока. Они состоят из следующих основных узлов: по­нижающий трансформатор, выпрямительный блок, пускорегулирующая (ПРА), измерительная (ИА) и защитная аппаратура (ЗА).

Понижающий трансформатор, как правило, выполняют трехфазным, что обеспечивает равномерную загрузку всех фаз трехфазной сети. Регулирование сварочного тока так же, как и у трансформа­торов, может быть плавным, ступенчатым или смешанным.

Выпрямительный блок обеспечивает выпрямление переменного тока. В выпрямителях для дуговой сварки применяют полупровод­никовые неуправляемые вентили — диоды и управляемые полупро­водниковые вентили — тиристоры. Наибольшее распространение по­лучили кремниевые и селеновые диоды и кремниевые тиристоры.

Действие полупроводниковых вентилей основано на том, что они проводят ток только в одном направлении, в результате чего по­лучается постоянный (выпрямленный) сварочный ток. Кремниевые вентили обычно применяют в выпрямителях с крутопадающими внешними характеристиками, а селеновые — с пологопадающими и жесткими. Селеновые выпрямительные блоки более чувствительны к нагреву, чем кремниевые, а поэтому в процессе сварки требуют усиленного воздушного охлаждения. Кремниевые выпрямители от­личаются небольшими размерами и допускают большие плотности тока при сварке.

Полупроводниковые вентили представляют собой круглые дис­ки или прямоугольные пластины, покрытые слоем кристаллического селена или кремния.

Наряду с полупроводниковыми диодами в выпрямительных бло­ках применяют также мощные управляемые кремниевые вентили — тиристоры.

Тиристор по внешнему виду ничем не отличается от обычного кремниевого силового вентиля. Однако конструктивно он выполнен с управляющим электродом. В нормальном состоянии ти­ристор, включенный в цепь переменного тока, заперт в обоих на­правлениях. При подаче кратковременного импульса на управляю­щий электрод тиристор мгновенно открывается в прямом направ­лении и запирается лишь при спаде протекающего через него тока до нуля. В обратном направлении тиристор, как и обыч­ный вентиль, ток не пропускает далее при наличии сигнала на управ­ляющем электроде. Изменяя по фазе угол открывания тиристора, т. е. время подачи импульса относительно начала синусоиды пи­тающего напряжения, можно регулировать среднее значение вы­прямленного тока. Таким образом, тиристор выполняет функции выпрямителя и регулятора сварочного тока. Изменение времени подачи импульса обеспечивается при помощи специального элект­ронного блока — фазосдвигающего устройства.

1. И.В. Гуменюк, О. Ф. Иваськов, О. В. Гуменюк Технология электродуговой сварки. - Киев: Грамота, 2007

2. Китаев A.M., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. - М.: Машиностроение, 990

3. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и полуавтоматической сварки, - Москва «Высшая школа» 1986

Сварочные выпрямители с падающей внешней характеристикой применяются для ручной дуговой сварки. К таким выпрямителям относятся выпрямители типа ВД-301У3 и ВД-502У3.

Выпрямитель ВД-301 имеет понижающий трансформатор с магнитопроводом 2, неподвижными вторичными 3 и подвижными первичными 4 обмотками и выпрямительный блок 1 с вентилятором, смонтированным н тележке. На лицевой панели блока аппаратуры расположены амперметр 7, переключатель 9 диапазонов тока, пакетный выключатель 5. Рукоятка 8 плавного регулирования тока расположена на верхней крышке выпрямителя. Для подключения питающей сети имеется специальная клеммная доска с тремя зажимами, для подключения сварочного кабеля – два зажима 6, обозначенные знаками «+» и «-». Снаружи выпрямитель защищен кожухом, для удобства перемещения он снабжен двумя колесами и ручкой, для подъема – рым-болтами.

Рис.1- Устройство и электрическая схема сварочного выпрямителя ВД-301У3

На рисунке 1 показана устройство и электрическая схема выпрямителя.

Она состоит из:

- Трехфазного понижающего трансформатора Т1, который имеет повышенное индуктивное сопротивление, что обеспечивает необходимую для ручной сварки падающую внешнюю характеристику. Сварочный трансформатор предназначен для плавного и ступенчатого регулирования тока, которое достигается перемещением подвижной первичной обмотки. При сближении обмоток ток увеличивается, при их раздвижении – уменьшается. Ступенчатое регулирование тока выполняется барабанным переключателем G; при соединении первичных и вторичных обмоток звездой получается диапазон малых токов, при соединении треугольником – диапазон больших токов.

- Выпрямительного блока V1, который служит для преобразования переменного тока в постоянный. Выпрямительный блок V1 собран на кремниевых вентилях по трехфазной мостовой схеме.

- Защитного блока, который состоит защитных цепочек R–C, предохранителей, вентилятора с реле контроля вентиляции. Защитные цепочки R–C служат для защиты выпрямительного блока от пиков напряжения

- Пускорегулирующей аппаратуры: пакетный включатель, переключатель диапазонов тока, ручка плавного регулирования.

- Измерительная аппаратура: амперметр.

Сварочный выпрямитель снабжен защитой, отключающей его от сети при выходе из строя одного из вентилей выпрямительного блока или пробое на корпус вторичных обмоток трансформатора. Защитный блок состоит из магнитного усилителя А, вспомогательного трансформатора Т2 и электромагнитного реле К2. Обмоткой управления магнитного усилителя служат четыре провода вторичных обмоток сварочного трансформатора, проходящие через окна сердечников усилителя. Например, при пробое одного из вентилей по обмотке управления усилителя А пойдет большой ток, сердечник усилителя насытится. Поэтому в рабочей обмотке переменного тока усилителя, а следовательно, и в катушке реле К2 ток резко увеличится. При этом реле сработает и обесточит магнитный пускатель, а тот, в свою очередь, отключит выпрямитель от сети.

1. И.В. Гуменюк, О. Ф. Иваськов, О. В. Гуменюк Технология электродуговой сварки. - Киев: Грамота, 2007

2 Китаев A.M., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. - М.: Машиностроение, 990

3. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и полуавтоматической сварки, - Москва «Высшая школа» 1986

1. Устанавливаем необходимый диапазон рабочего напряжения переключателем расположенным с задней стороны выпрямителя В2;

2. Устанавливаем необходимый диапазон сварочного тока с помощью дросселя сглаживающего подключением разъема к соответствующему диапазону;

3. Подключаем блок питания сварочного полуавтомата с помощью переключателя В3;

4. Подключаем дистанционный пульт управления сварочным полуавтоматом с помощью переключателя В4;

5. Включаем пакетный включатель В1, загорается сигнальная лампочка;

6. Включаем кнопку Кн1 «Пуск» при этом срабатывает промежуточное реле К1 и своими контактами подключает вентилятор к сети, срабатывает реле контроля вентиляции и включает промежуточное реле К2, которое своими контактами подключает к сети сварочный трехфазный трансформатор Т1 к нему подсоединяется дроссель насыщения, выпрямительный блок, дроссель сглаживающий.

7. На выходе выпрямителя снимаем постоянное выпрямленное напряжение и постоянный сварочный ток.

1. И.В. Гуменюк, О. Ф. Иваськов, О. В. Гуменюк Технология электродуговой сварки. - Киев: Грамота, 2007

2. Китаев A.M., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. - М.: Машиностроение, 990

3. 3. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и полуавтоматической сварки, - Москва «Высшая школа» 1986

Основные параметры сварочных выпрямителей регламентирова­ны ГОСТ 13821—77 «Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки. Технические ус­ловия». В зависимости от формы внешних характеристик свароч­ные выпрямители выпускают следующих типов:

- с крутопадающими внешними характеристиками (ВД-101,
ВД-301, ВД-302, ВД-303 и др.);

- с жесткими и пологопадающими внешними характеристиками (ВДГ-301, ВДМ-1001, ВДМ-1601);

- с универсальными внешними характеристиками, обеспечивающими получение как падающих, так и жестких характеристик (ВДУ-504, ВДУ-1201).

Сварочные выпрямители представляют собой установки, пре­образующие энергию переменного тока в энергию постоянного (выпрямленного) тока. Они состоят из следующих основных узлов: по­нижающий трансформатор, выпрямительный блок, пускорегулирующая (ПРА), измерительная (ИА) и защитная аппаратура (ЗА).

Понижающий трансформатор, как правило, выполняют трехфазным, что обеспечивает равномерную загрузку всех фаз трехфазной сети. Регулирование сварочного тока так же, как и у трансформа­торов, может быть плавным, ступенчатым или смешанным.

Выпрямительный блок обеспечивает выпрямление переменного тока. В выпрямителях для дуговой сварки применяют полупровод­никовые неуправляемые вентили — диоды и управляемые полупро­водниковые вентили — тиристоры. Наибольшее распространение по­лучили кремниевые и селеновые диоды и кремниевые тиристоры.

Действие полупроводниковых вентилей основано на том, что они проводят ток только в одном направлении, в результате чего по­лучается постоянный (выпрямленный) сварочный ток. Кремниевые вентили обычно применяют в выпрямителях с крутопадающими внешними характеристиками, а селеновые — с пологопадающими и жесткими. Селеновые выпрямительные блоки более чувствительны к нагреву, чем кремниевые, а поэтому в процессе сварки требуют усиленного воздушного охлаждения. Кремниевые выпрямители от­личаются небольшими размерами и допускают большие плотности тока при сварке.

Полупроводниковые вентили представляют собой круглые дис­ки или прямоугольные пластины, покрытые слоем кристаллического селена или кремния.

Наряду с полупроводниковыми диодами в выпрямительных бло­ках применяют также мощные управляемые кремниевые вентили — тиристоры.

Тиристор по внешнему виду ничем не отличается от обычного кремниевого силового вентиля. Однако конструктивно он выполнен с управляющим электродом. В нормальном состоянии ти­ристор, включенный в цепь переменного тока, заперт в обоих на­правлениях. При подаче кратковременного импульса на управляю­щий электрод тиристор мгновенно открывается в прямом направ­лении и запирается лишь при спаде протекающего через него тока до нуля. В обратном направлении тиристор, как и обыч­ный вентиль, ток не пропускает далее при наличии сигнала на управ­ляющем электроде. Изменяя по фазе угол открывания тиристора, т. е. время подачи импульса относительно начала синусоиды пи­тающего напряжения, можно регулировать среднее значение вы­прямленного тока. Таким образом, тиристор выполняет функции выпрямителя и регулятора сварочного тока. Изменение времени подачи импульса обеспечивается при помощи специального элект­ронного блока — фазосдвигающего устройства.