5.5. Электрическое силовое устройство машин

5.5.1. Электрические силовые схемы контактных машин

Каждая машина для контактной сварки имеет электрическую силовую часть, в которой электрическая энергия сети преобразуется в требуемый вид (по силе, форме и продолжительности).

По роду питания, преобразования или аккумулирования энергии различают следующие основные типы машин:

• однофазные переменного тока;

• трехфазные низкочастотные;

• постоянного тока (с выпрямлением тока во вторичном контуре);

• конденсаторные.

Необходимое значение и форму сварочного тока i_св, протекающего через детали, получают путем преобразования или аккумулирования электрической энергии сети промышленной частоты 50 Гц, напряжением 380 В (или 220 В в машинах с наибольшей мощностью короткого замыкания менее 60 кВА) с помощью сварочных трансформаторов, выпрямителей или аккумуляторов энергии. Для подвода сварочного тока к деталям служит вторичный контур.

Сварочный трансформатор, предназначенный для получения больших токов (до 300 А) при пониженном (0,2…25 В) напряжении, включается в сеть или к аккумулятору энергии контактором; в низкочастотных машинах трансформатор подключается к трехфазному или шестифазному выпрямителю.

Вторичное напряжение (сварочный ток) регулируют путем изменения коэффициента трансформации трансформатора (ступенчатое регулирование) с помощью секционного переключателя ступеней, или путем фазового регулирования (плавное регулирование), или тем и другим (смешанное регулирование).

Фазовое регулирование сварочного тока осуществляется аппаратурой управления. Этой же аппаратурой обеспечивается включение и выключение контактора или выпрямителей, заданная последовательность и продолжительность всех или части операций сварочного цикла и др.

5.5.1.1. Однофазные машины переменного тока.

Принципиальная электрическая схема однофазной машины переменного тока приведена на (рис. 5.11).

С варочный понижающий трансформатор СТр включается в сеть контактором К. Вторичное напряжение U₂₀ трансформатора устанавливают переключателем ступеней ПС. Значение и форма импульса сварочного тока зависят от типа контактора К (электромагнитный или вентильный) и настройки аппаратуры управления АУ.

М гновенное значение напряжения u₁ и тока i₁ = i_св^, (i_св^, —приведенный сварочный ток) в установившемся режиме имеют синусоидальную форму (рис. 5.12, а). Так как машина контактной сварки представляет собой для источника энергии активно-индуктивную нагрузку, ток i_св^, отстает от напряжения и, по фазе на угол φ.

Значение сварочного тока I_св можно изменять ступенчато переключателем ПС. При наличии в АУ машины фазового регулирования обеспечивается плавное регулирование I_св за счет изменения угла α включения контактора К. Изменяя угол α при протекании сварочного тока, получают импульсы с плавным изменением амплитуды (рис. 5.12, б) Преимущества данной схемы контактной машины: простота преобразования энергии сети и широкие возможности регулирования длительности и значения сварочного тока. К недостаткам относят неравномерную загрузку фаз силовой сети, большие импульсы тока при включении машины большой мощности, низкий коэффициент мощности (cos φ).