1.4. Источники тока для питания сварочной дуги

1.4.1. Сварочные трансформаторы

При выборе источников сварочного тока важное значение имеет внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения на зажимах источника тока от нагрузки, т.е. от силы тока.

Рис. 1.3. Вольт-амперная характеристика тока: а – электросети; б – источника сварочного тока

Источники тока для обычных целей имеют внешнюю характеристику, близкую к прямой (рис. 1.3 а). В случае сварки источник работает в режиме короткого замыкания, поэтому для них характеристика должна быть крутопадающей (рис. 1.3 б). Обеспечивают наличие такой характеристики дроссели трансформаторов. Если сварочный трансформатор не имеет дросселя, то крутизна характеристики обеспечивается токами самоиндукции, возникающими во вторичной обмотке.

Из соображений безопасности максимальное напряжение источника не должно превышать 90 В – для переменного тока и 100 В – для постоянного.

Выделяют четыре основных вида трансформаторов (рис. 1.4). Регулировка сварочного тока у трансформаторов первых двух типов (а,в) производится с помощью дросселя 2 путем изменение зазора сердечника.

Рис. 1.4. Схема сварочных трансформаторов: а – с отдельной дроссельной катушкой; б – с совмещенной дроссельной катушкой; в – с магнитным шунтом; г – с подвижной обмоткой

С увеличением зазора индуктивное, сопротивление падает и сварочный ток растет и наоборот. В трансформаторе, представленном на рис. 1.4, изменение тока производится поворотом шунта 2 сердечника. С увеличением угла поворота через него замыкается меньше магнитный поток, а значит, больше пойдет через вторичную обмотку, что приведет к увеличению тока и наоборот. Наконец, в последнем типе трансформаторов (рис. 1.4г) величина тока изменяется путем перемещения подвижной катушки 2 относительно неподвижной 1.

Промышленностью для сварки постоянным током выпускаются сварочные выпрямители, которые имеют значительные преимущества в сравнении с генераторами. У них меньше вес, больше КПД, создают меньше шума и т.д. Схема выпрямителя показана на рис. 1.5а). Состоят они из понижающего трансформатора и выпрямительного блока, собранного на селеновых или кремниевых полупроводниках. Выпрямители чаще всего имеют две ступени регулирования сварочного тока. Переход с одной ступени на другую осуществляется одновременным переключением первичной и вторичной обмоток силового трансформатора со «звезды» на «треугольник». Пределы тока при этом увеличиваются в 3 раза. Плавное регулирование тока в пределах одной ступени производится изменением расстояния между первичными и вторичными обмотками трансформатора.

а)	в)

Рис. 1.5. а) Схема сварочного выпрямителя, в) вид выпрямленного трехфазного тока

Как видно из рис. 1.5 в. выпрямленный ток является, постоянным только по направлению, а по величине он пульсирующий.

1.4.2. Сварочные инверторы

Низкочастотные трансформаторы (рис.1.4) имеют громоздкий и тяжелый сердечник. Сварочный трансформатор, даже сравнительно небольшой мощности, имеет массу более 10 кг. Но если увеличить частоту тока до 50-60 кГц, то при той же мощности масса трансформатора будет всего четверть килограмма. Чтобы уменьшить вес трансформатора, улучшить зажигание и стабильность горения дуги в последние десятилетия разработаны принципиально новые источники питания дуги –