Тема 11.

МНОГОПОСТОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

1. Общие сведения о многопостовых системах

При наличии в цехе большого количества постов сварки рационально использование многопостовых систем питания (от 4 до 30 постов на один источник). Многопостовые трансформаторы в настоящее время серийно не выпускаются. Многопостовые выпрямительные системы изготовляют на токи 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 3150, 4000 и 5000 А. По на­значению различают системы для ручной сварки, для механизированной сварки в защитном газе и универсальные.

Система имеет общий источник, шинопровод и постовые устройства (рис. 4.59). Перспективны два варианта систем: выпрямитель с посто­выми реостатами, дросселями или полупроводниковыми регуляторами и трансформатор с постовыми управляемыми выпрямительными блоками. Любая из систем должна иметь развязку постов, т. е. обеспечивать незави­симость работы постов друг от друга. Поэтому внешняя характеристика общего источника должна быть жесткой. Действительно, при падающей характеристике короткое замыкание на одном из постов вызвало бы сни­жение напряжения и погасание дуги на других постах. Кроме того, для развязки ток короткого замыкания поста должен быть ограничен, напри­мер, наличием балластного реостата или дросселя.

Широко распространена более простая система (рис. 4.59,а). В ней ис­пользуется многопостовой выпрямитель, состоящий из трансформатора Т и силового выпрямительного блока V. Шинопровод с целью экономии кабеля, как правило, выполняется общим для всего цеха в виде голых медных шин, проложенных по стене. Сечение шинопровода рассчитыва­ется так, чтобы у самого отдаленного потребителя напряжение источни­ка не снизилось более чем на 5 %. Постовые балластные реостаты R1, R2 выполняют функции развязки, регулирования режима и формирования падающей характеристики.

Уравнение внешней характеристики на отдельном посту

Рис. 4.59. Принципиальные схемы многопостовых выпрями­тельных систем: а — с постовыми регуляторами; б — с посто­выми выпрямительными блоками

На рис. 4.60 видно, что с ростом сварочного тока I_d увеличиваются потери напряжения на балластном реостате I_дR_би снижается напряжение поста U_п

При малом сопротивлении реостата получают пологопадающие характе­ристики, необходимые для сварки в защитном газе, при большом сопро­тивлении — крутопадающие характеристики, используемые при ручной сварке.

Рис. 4.60. Внешняя характеристика поста с балластным реостатом

При жесткой характеристике общего источника внешняя характе­ристика поста получается падающей благодаря наличию балластного реостата.

Из уравнения (4.24), учитывая, что напряжение после балластного реостата подается на дугу (U_П = U_d) получаем уравнение для анализа способов регулирования режима

Основной способ регулирования тока при ручной сварке — изменением сопротивления балластного реостата:

При механизированной сварке в защитном газе балластным реоста­том регулируют напряжение дуги, иногда для этой же цели меняют и напряжение основного источника U_x. При сварке в защитном газе могут также использоваться дроссели для регулирования скорости нарастания тока короткого замыкания с целью снижения разбрызгивания.

В многопостовых системах регулирование режима выполняется в основном изменением сопротивления балластного реостата.

При проектировании многопостовой системы и выборе тока общего источника I_в учитывают количество постов п и средний ток поста I_П

Вторая система многопостового питания (рис. 4.59,б) в отличие от более простой обеспечивает раздельное и глубокое регулирование тока и напряжения. Здесь постовое устройство представляет собой тиристорный выпрямительный блок, с помощью которого формируется характеристи­ка любого типа, что придает источнику универсальность.

Многопостовые выпрямительные системы обладают следующими до­стоинствами. Стоимость их меньше суммарной стоимости заменяемых ими однопостовых выпрямителей, они занимают меньше места, упроща­ется их обслуживание. Но КПД многопостовой системы с учетом потерь в балластных реостатах низок — 0,4-0,75. Кроме этого главного недо­статка следует отметить также повышенный расход сварочных проводов (при отсутствии общего шинопровода) и опасность массового простоя при выходе из строя общего источника.