4.2. Выпрямители, управляемые трансформатором
4.2.1. Формирование внешних характеристик выпрямителя с помощью трансформатора
При нагрузке возможны три различных режима работы. В 1-м режиме при очень высоком напряжении дуги зажигание происходит только в те интервалы времени, когда текущее значение напряжения источника выше напряжения дуги (uв > Uд). В каждый момент ток протекает по двум вентилям или вовсе отсутствует. Колебания тока при этом значительны. Двухвентильный режим 1 наблюдается при Uд = (0,95 — 1)U0. Во 2-й режим выпрямитель переходит при снижении напряжения дуги, когда Uд = (0,7 — 0,95)U0, и соответствующем увеличении тока. В 3-й режим выпрямитель переходит при дальнейшем снижении напряжения дуги, когда Uд = (0 — 0,7)U0. Падающая характеристика получается у выпрямителя благодаря значительным потерям напряжения при затянутой коммутации, вызванным большим индуктивным сопротивлением трансформатора. Выпрямители для механизированной сварки в углекислом газе, где нужны пологопадающие внешние характеристики, комплектуются трансформатором с нормальным рассеянием и работают во 2-м режиме. Напротив, выпрямители для ручной дуговой сварки с целью получения крутопадающих характеристик комплектуются трансформатором с увеличенным рассеянием и работают в основном в 3-м режиме.
4.2.2. Выпрямитель, управляемый трансформатором с секционированными обмотками
Такой простейший выпрямитель предназначен для механизированной сварки в углекислом газе и, следовательно, должен иметь жесткую (пологопадающую) внешнюю характеристику. Он состоит (рис. 4.4,а) из понижающего трехфазного трансформатора T с нормальным рассеянием, переключателя ступеней S, силового выпрямительного блока V на неуправляемых вентилях и сглаживающего дросселя L. Выпрямительный блок обычно собирается по трехфазной мостовой схеме (рис. 4.4,а), однако находит применение и шестифазная с уравнительным реактором L1 (рис. 4.4,б). Линейный дроссель L включают для уменьшения разбрызгивания при сварке. Выпрямитель с трансформатором с секционированными обмотками имеет пологопадающую внешнюю характеристику благодаря малому сопротивлению трансформатора и выпрямительного блока.
Рис.4.4. Упрощённые схемы выпрямителей, упавляемых трансформатором с секционированными обмотками
Регулирование напряжения холостого хода и рабочего напряжения осуществляется благодаря секционированию первичной и вторичной обмоток трансформатора. К недостаткам такого выпрямителя относят отсутствие стабилизации выпрямленного напряжения и перерасход обмоточных материалов, т.к. на высших ступенях регулирования часть витков первичной обмотки не используется. Главные его достоинства — простота и надежность.
4.2.3. Выпрямитель, управляемый трансформатором с магнитной коммутацией
Выпрямитель этого типа (рис. 4.5) также предназначен для механизированной сварки в углекислом газе. Он имеет оригинальную конструкцию трансформатора. В нижних окнах магнитопровода находятся первичные обмотки ОП с числом витков W1 и нерегулируемые части ОВН вторичных обмоток с числом витков W2н . Стержни трансформатора соединены внизу неуправляемыми ярмами с. Имеются также управляемые верхние а и средние b ярма, подмагничиваемые обмотками постоянного тока ОУ1 и ОУ2. В верхних окнах находятся регулируемые части ОВР вторичных обмоток с числом витков W2р. Части ОВН и ОВР каждой вторичной обмотки соединены последовательно согласно.
Рис.4.5. Выпрямитель управляемый трансформатором с магнитной коммутацией: а- упрощённая принципиальная схема; б- конструкция трансформатора
Регулирование напряжения выпрямителя осуществляется за счет магнитной коммутации, обеспечивающей изменение потока в pегулиpуемой вторичной обмотке. Жесткая внешняя характеристика выпрямителя получается благодаря малому рассеянию трансформатора с магнитной коммутацией, а также за счет обратной связи по напряжению. От выпрямителя, управляемого трансформатором с секционированными обмотками, рассмотренная конструкция выгодно отличается плавным регулированием и стабилизацией напряжения, однако имеет более сложный и дорогой трансформатор.