3.4. Трансформаторы с фазовым управлением
3.4.1. Принципиальная схема теристорного трансформатора
Тиристорным трансформатором (рис.3.13) принято называть комбинацию собственно трансформатора Т и полупроводникового регулятора V1, V2 с системой управления. Трансформатор Т служит для понижения сетевого напряжения до необходимого при сварке, иногда также используется для получения необходимой внешней характеристики и регулировании режима. Но обычно две последние функции - формирование характеристики и настройка режима - выполняются тиристорным регулятором. Фазовое управление, отличающее тиристорный трансформатор от ранее рассмотренных трасформаторов с амплитудным регулированием, осуществляется именно полупроводниковым регулятором.
Рис.3.13. Принципиальная схема тиристорного трансформатора
Регулятор может устанавливаться как в первичной, так и во вторичной цепи трансформатора, поэтому его коммутирующие элементы V1 и V2 должны иметь достаточную мощность. В этом качестве чаще всего используются силовые управляемые вентили - тиристоры. В состав регулятора входят также блок фазового управления (БФУ), формирующий импульсные сигналы для включения тиристоров, и блок задания (БЗ), с помощью которого настраиваются необходи-мое значение тока или напряжения.
3.4.2. Регулирование режима в тиристорном трансформаторе
Фазовое регулирование режима в тиристорном трансформаторе заключается в изменении угла включения тиристоров, в результате чего изменяется часть напряжения трансформатора, подаваемая на нагрузку.
Фазовое регулирование, обладая всеми достоинствами электрического регулирования, имеет и недостатки. Один из них заключается в том, что для коммутирования сварочного тока приходится использовать дорогие мощные тиристоры или увеличивать их число для установки на параллельную работу. Этот недостаток устраняется включением тиристорного коммутатора в первичную цепь трансформатора. Главный же недостаток заключается в снижении устойчивости горения дуги переменного тока.
3.4.3. Формирование внешних характеристик в тиристорном трансформаторе
Необходимые внешние характеристики формируются в тиристорном трансформаторе естественным образом — в зависимости от индуктивного сопротивления трансформатора, и искусственно — с помощью обратных связей по току и напряжению, вводимых в тиристорный регулятор.
4.СВАРОЧНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРОЧНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЯХ
4.1.1. Устройство, классификация, достоинства
По конструкции силовой части выпрямители можно разделить на шесть групп . Более ранняя и простая конструкция у выпрямителя, регулируемого трансформатором . Его силовая часть состоит из трансформатора T, выпрямительного блока VD на неуправляемых вентилях и сглаживающего дросселя L. Трансформатор в такой схеме используется для понижения напряжения, фоpмиpования необходимой внешней хаpактеpистики и pегулиpования режима. Некоторое применение нашел выпрямитель с дросселем насыщения . Дроссель насыщения LS применяют для формирования внешней характеристики и регулирования режима. Более совершенны и распространены тиристорные выпрямители . Тиристорный выпрямительный блок VS за счет фазового управления моментом включения тиристоров обеспечивает регулирование режима, а при введении обратных связей по току и напряжению — также и формирование любых внешних характеристик. Иногда тиристорный регулятор VS устанавливают в цепи первичной обмотки трансформатора T , тогда выпрямительный блок VD может быть собран из неуправляемых вентилей— диодов. Транзисторный регулятор VT, наоборот, устанавливают в цепи сварочного тока, с его помощью легко реализовать программное управление процессом сварки. Оригинальна схема инверторного выпрямителя . Инвертор UZ преобразует постоянное напряжение выпрямительного блока VD1 в высокочастотное переменное, которое затем понижается трансформатором T и выпрямляется блоком VD2. Воздействуя на параметры инвертора, регулируют режим и формируют внешние характеристики выпрямителя. В состав любого выпрямителя входят также вентилятор, пускорегулирующая и контрольная аппаратура. Тиристорные, транзисторные и инверторные выпрямители имеют более сложные схемы управления с цепями формирования управляющих сигналов и обратных связей.
Выпрямители классифицируют также по типу внешних характеристик. При механизированной сварке в углекислом газе и под флюсом для комплектования аппаратов, действующих по принципу саморегулирования дуги, применяют однопостовые выпрямители с жесткими, а также с пологопадающими и пологовозрастающими характеристиками. Эти выпрямители имеют, как правило, трансформатор с нормальным рассеянием. Регулятор выпрямителя используется для настройки сварочного напряжения. В настоящее время используются следующие способы регулирования напряжения: витковое (выпрямитель с трансформатором с секционированными обмотками), магнитное (выпрямитель с трансформатором с магнитной коммутацией, выпрямитель с дросселем насыщения), фазовое (тиристорный выпрямитель), а также импульсное (частотное, шиpотное и амплитудное в тpанзистоpном и инвеpтоpном выпpямителе).
Для ручной сварки предназначены выпрямители с крутопадающими характеристиками. Требования к таким выпрямителям изложены в ГОСТ 13821-77 "Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки".
При сопоставлении с трансформаторами главными достоинствами сварочных выпрямителей как источников питания постоянного тока считают высокие надежность зажигания и устойчивость горения дуги. По сравнению с вращающимися источниками (преобразователями и агрегатами) выпрямители обладают следующими преимуществами: более высокий КПД, малые масса и габариты , отсутствие вращающихся частей, высокая надежность.