11.5 Стабилизаторы горения дуги
Стабилизатор горения дуги является необходимым элементом оборудования для дуговой сварки неплавящимся электродом на переменном токе промышленной частоты. Его задача – обеспечение повторного возбуждения дуги при смене полярности с прямой на обратную.
Стабилизатор должен генерировать импульсы достаточной энергии и длительности, чтобы обеспечить повторное возбуждение дуги. Стабилизатор кроме того не должен быть опасен для сварщика и оборудования. Обычно амплитуда импульса напряжения стабилизации достигает 400-600 В. На это напряжение должны быть рассчитаны все элементы, присоединенные к сварочной цепи, в том числе и полупроводниковые, например, диоды или тиристоры.
Обычно в стабилизаторе энергия накапливается в емкостном накопителе и вводится в цепь дуги по команде управляющего устройства.
Важнейшей частью стабилизатора является схема управления моментом генерации импульса. Импульс стабилизатора должен генерироваться после смены полярности дугового напряжения с некоторой задержкой.
В сборных постах для сварки неплавящимся электродом на переменном токе применяются осцилляторы с искровым разрядником или возбудители дуги типа УПД, которые используются как для возбуждения так и для стабилизации дуги. Генерируемые ими импульсы обеспечивают надежное повторное возбуждение дуги. Однако, задержка в зажигании дуги при этом не контролируется. Сварочный ток может колебаться, выравнивание тока в различные полупериоды не обеспечивается, качество сварки может быть недостаточно высоким.
Специализированные установки для сварки на переменном токе комплектуются специальными стабилизаторами или возбудителями-стабилизаторами.
Пример построения схемы стабилизатора горения дуги приведен на рис. 11.10.
Рисунок 11.10 – Стабилизатор горения дуги
Накопительный конденсатор С1 заряжается от трансформатора Т2 через однополупериодный выпрямитель VD1 и резистор R1. При открытии тиристора VS1 сигналом управления UУ, энергия, накопленная в конденсаторе, разряжается на дуговой промежуток через резистор RБ. К дуговому промежутку прикладывается импльс амплитуда и длительность которого обеспечивают надежное повторное возбуждение дуги
Построение возбудителя – стабилизатора рассмотрим на примере схемы (рис 11.11), применяемой в универсальном источнике питания ТИР – 300Д.
Рисунок 11.11 – Схема возбудителя - стабилизатора дуги
Возбуждение дуги в начале сварки обеспечивается осциллятором (Т4, FV, C2, T2). При включении источника питания ИП от напряжения холостого хода UИП0 через блок V1, обеспечивающий выпрямление и ограничение напряжения, срабатывает реле К5. На осциллятор (первичную обмотку трансформатора Т4), при включенном выключателе SA1, подается вторичное напряжение U2 силового трансформатора источника питания. Со вторичной обмотки трансформатора Т4 снимается высокое напряжение, которое в резонансном контуре разрядник FV, конденсатор С2, первичная обмотка W1 транс-форматора Т3 преобразуется в высоковольтные, высокочастотные затухаю-щие колебания. Эти колебания трансформируются во вторичную обмотку W3 трансформатора Т3, включенную последовательно в цепь дуги, и через конденсатор С4 прикладывается к промежутку электрод – изделие. Между электродом и изделием возникает искровой разряд, который переходит в дуговой.
После возбуждения дуги напряжение на выходе источника питания падает до уровня рабочего напряжения на дуге и реле К5, а значит и осциллятор отключается.
В дальнейшем работает только стабилизатор горения дуги, обеспечивающий в полупериоды обратной полярности наложение на дуговой промежуток импульсов повышенного напряжения достаточного для надежного повторного возбуждения дуги. В полупериоды прямой полярности конденсатор С1 заряжается от вторичной обмотки трансформатора Т2 через диод VD1 и резистор R1. В полупериоды обратной полярности напряжение источника питания через резистор R2, диод VD1, стабилитрон VD2 подается на управляющий электрод тиристора VS1. Тиристор открывается и конденсатор С1 через дроссель L1 разряжается на обмотку W2 трансформатора Т3. Этот импульс трансформируется во вторичную обмотку W3 и согласно с напряжением источника питания прикладавается к дуге, обеспечивая ее надежные повторные возбуждения в полупериоды обратной полярности.