5.5.1.2. Трехфазные низкочастотные машины
Принципиальная электрическая схема трехфазной низкочастотной машины приведена на рис. 5.13, а, а на рис. 5.13, б приведена ее упрощенная схема замещения. В трехфазной низкочастотной машине к сварочному трансформатору СТр подводится выпрямленное напряжение Ud (рис.5.13, в) от выпрямителя ВС, собранного по трехфазной мостовой схеме.
Т
ок
i1 в цепи
возрастает по экспоненциальному закону
(рис.5.13, в). Максимальное значение
первичного тока I1max
зависит от времени включения (tсв)
выпрямителя. Для этой схемы продолжительность
включения выпрямителя ограничивают
из-за насыщения стали магнитопровода
и резкого увеличения первичного тока.
Для размагничивания стали полярность напряжения Ud чередуется коммутатором полярности КП (рис.5.13, а), который срабатывает во время пауз между сварками. В мощных шовных машинах, а также в точечной машине МТН-6301 полярность напряжения изменяется поочередным включением двух отдельных выпрямителей, включенных на выходе встречно-параллельно.
Максимальная продолжительность tmax включения выпрямителя ограничивают 0,2…0,4 с.
Практически токи i1, и iсв есть токи переходного процесса, возникающие при включении и выключении выпрямителя, изменяющиеся по экспоненциальному закону и имеющие плавное нарастание и спад. Для предотвращения переходных процессов между трансформатором и выпрямителем во время его выключения служит вентиль Вш (рис.5.13, а), включенный таким образом, что он открывается после изменения полярности напряжения Ud, благодаря чему токи i1, и iсв быстро спадают до нуля.
В некоторых случаях, например, в машине МТН-6301 и шовных машинах, для ускорения спада тока выпрямитель переводят в инверторный режим, при котором напряжение Ud на первичной обмотке трансформатора изменяет свой знак, и энергия, накопленная в сварочной машине, частично возвращается в сеть.
Быстрый спад тока iсв необходим для сварки деталей большой толщины, осуществляемой несколькими (два – шесть) импульсами тока низкой частоты (1…2 Гц). После окончания работы одного выпрямителя и регулируемого интервала tц (рис. 5.13, б) включается второй выпрямитель, затем после спада тока включается первый и т. д. Период изменения тока Т = 0,3…1 с.
Значение Iсв можно изменять ступенчато переключателем ПС и за счет изменения угла α включения контактора К.
Эта схема получения сварочного тока имеет ряд преимуществ, особенно важных при сварке легких сплавов:
благоприятная технологическая форма импульса сварочного тока — его плавное нарастание и спад;
равномерная загрузка трехфазной сети без пика в момент включения мощных машин (иногда до 1000 кВА).
При относительно медленном нарастании тока, соответствующеq частоте f = 1 … 2 Гц, индуктивное сопротивление вторичного контура хв.к. = 2π f Lв.к. невелико, где Lв.к. —индуктивность вторичного контура. Поэтому низкочастотные машины с большим контуром, необходимым для сварки крупных узлов, имеют высокий cosφ и умеренную потребляемую из сети мощность (по сравнению с однофазными машинами переменного тока).
К недостаткам этой схемы следует отнести большие размеры и массу сварочного трансформатора и ограниченное время включения выпрямителя.