1.11.5 Источники питания с частотным преобразователем.

Одно из перспективных направлений совершенствования сварочного оборудования — создание энергосберегающих источников питания со звеном повышенной частоты, или инверторных. У этих источников масса и габариты в 6...9 раз меньше по сравнению с выпускавшимися ранее. Они имеют коэффициент мощности 0,95...0,98, более высокий КПД, высокие динамические свойства..

На рис. 1.28 приведена блок-схема инверторного источника питания для дуговой сварки. Переменное напряжение питающей сети поступает на низкочастотный выпрямитель НВ и после выпрямления преобразуется инвертором ИНВ в переменное напряжение повышенной частоты 1...20 кГц. Силовой трансформатор ТС включен между инвертором и выходным неуправляемым высокочастотным выпрямителем ВВ. Трансформация осуществляется на повышенной частоте, что позволяет существенно снизить размеры силового трансформатора. Формирование внешних характеристик и регулирование сварочного режима осуществляются системой управления блока обратных связей (БОС).

Инверторные источники обеспечивают легкое зажигание и эластичность дуги; мелкокапельный и струйный перенос металла; минимальное разбрызгивание расплавленного металла; понижение напряжения холостого хода до 36 В; экономию электроэнергии на 30...40 %; плавную дистанционную регулировку параметров тока и напряжения.

Р ис.1.28 Блок – схема инверторного источника питания.

1.11.6 Вспомогательные устройства

К вспомогательным электротехническим устройствам, применяемым при дуговой сварке, относят осциллятор, импульсный возбудитель дуги, стабилизатор и балластный реостат.

Осциллятор представляет собой устройство, преобразующее ток промышленной

частоты и низкого напряжения в ток высокой частоты (100...300 кГц) и высокого напряжения (2000...6000 В). При подаче импульсов высокого напряжения на промежуток между заготовкой и электродом происходит пробой промежутка искрой и появляются свободные электроны. Кратковременный искровой разряд развивается в дуговой, создавая условия для зажигания и устойчивого горения дуги.

Осцилляторы (табл. 1.2) применяют для бесконтактного зажигания дуги, что особенно важно при сварке неплавящимся электродом в защитных газах. Контактное зажигание дуги вольфрамовым электродом нежелательно, так как заметно увеличивается расход электрода.

Применяют параллельную и последовательную схемы включения осциллятора в цепь дуги. Электрическая схема параллельного включения осциллятора представлена на рис. 1.29.

Таблица 1.2 Основные технические данные осцилляторов

Марка	Напряжение, В			Потребляемая мощность, Вт	Частота, кГц		Габариты, мм	Масса, кг
	первичное	вторичное холостого хода
М-3	4-65	2500	150		250	350x240x290		15
ОС-1	65	—	130		—	315x215x260		—
ОСЦН	200	2300	400		440	390x270x350		35
ОСПЗ-2м	220	6000	44		-	250x170x110		65
ОСЦВ-2	—	2300	80		260	300x215x296		16

Н аибольшее распространение в качестве осцилляторов получили маломощные (100...300 Вт) высокочастотные искровые генераторы. Ток высокой частоты и напряжения безопасен для человека. При сварке от источника питания постоянного тока осцилляторы служат для первоначального возбуждения дуги, при сварке на переменном токе — как для первоначального возбуждения дуги, так и для ее возобновления после смены полярности, т. е. для поддержания устойчивого горения дуги. Осцилляторы в основном используют при сварке дугой малой мощности, при сварке тонколистового металла, при пониженном напряжении холостого хода источника.

Рис. 1.29 Электрическая схема параллельного включения осциллятора МЗ в сварочную цепь:

1 - сварочная горелка; 2 - заготовка; Т1 - сварочный трансформатор; Т2 - повышающий трансформатор осциллятора; LL - дроссель; F- разрядник; С1 и С2 — конденсатор контура и защитный конденсатор; L1 и L2 — катушки самоиндукции и связи.

Импульсные возбудители дуги применяют для облегчения возбуждения и повышения устойчивости горения дуги, улучшения процесса переноса капель расплавленного металла в сварочную ванну при сварке плавящимся электродом в аргоне и других защитных газах легированных сталей и цветных металлов.

Электрическая схема генератора импульсов приведена на рис. 1.30 Его подключают в сварочную цепь параллельно сварочному трансформатору. Конденсатор С заряжается от повышающего трансформатора Т1 через диод VD. Специальное синхронизирующее устройство в момент перехода тока через нуль замыкает выключатель SA, и конденсатор С разряжается через дуговой промежуток в виде кратковременного импульса тока высокого напряжения (200...300 В). Сила тока импульса составляет 1,5...2А, при этом импульс имеет ту же полярность, что и напряжение дуги в данный момент. После разряда конденсатора синхронизирующее устройство размыкает выключатель, а конденсатор заряжается вновь для подачи следующего импульса.

По сравнению с осцилляторами импульсные возбудители дуги имеют следующие преимущества: не вызывают радиопомех и более надежно обеспечивают повторное зажигание дуги. Основные технические данные генераторов импульсов приведены в табл. 1.3.

Рис. 1.30 Электрическая схема генератора импульсов и схема его включения в сварочную цепь:

1 - генератор импульсов; 2 - заготовка; 3 - сварочная горелка; Т1 - повышающий трансформатор; Т2 - сварочный трансформатор; VD - диод; СУ - синхронизирующее устройство; SA - выключатель; R - резистор; С - конденсатор.

Таблица 1.3 Основные технические данные генераторов импульсов

Параметр	НИП-1	ИИП-2	ГИ-ИДС-1	ГИД-]
Пределы регулирования амплитуды импульсов тока, А	400-850	500-1000	400-1200	450-1200
Частота генерирования импульс/с	50	50	50-100	50-100
Длительность импульса, м/с	1,5-2	1,6-2,8	1,8-3,5	1,1-3
Число ступеней регулирования: тока импульса длительности импульса	3 - 4	3 - 4	3 - 4	Плавное
Диаметр электрода, мм	1,6-2	0,8-2,5	0,8-2,5	0,8-2,5
Номинальная мощность, кВт	5	10	15	11

Стабилизаторы поддерживают устойчивое горение сварочной дуги при сварке на переменном токе плавящимся электродом путем подачи на дугу в начале каждого полупериода повышенного импульса напряжения, фактически повторно зажигающего дугу в моменты перехода тока через нулевое значение. Стабилизатор СД-2 (рис. 1.31) состоит из зарядного устройства ЗУ, конденсатора С, трансформатора тока ТА, контактора КМ и блока управления БУ. Конденсатор заряжается от зарядного устройства и в момент перехода сварочного тока через нулевое значение разряжается через дуговой промежуток Д, стабилизируя дуговой разряд. Стабилизатор представляет собой отдельный блок и подключается к вторичной обмотке сварочного трансформатора Т. Для возбуждения и стабилизации горения дуги при ручной аргонно-дуговой сварке алюминия и его сплавов неплавящимся электродом на переменном токе применяют возбудитель-стабилизатор ВСД-01. Он обеспечивает стабильное горение дуги при длине дугового промежутка до 6 мм и устойчивое возбуждение дуги при зазоре между электродом и изделием 2 мм.

В источниках питания дуги часто используют регуляторы плавного снижения сварочного тока в конце сварки. Это необходимо для заварки кратера сварного шва при завершении процесса сварки.

Рис. 1.31 Схема включения в сварочную цепь стабилизатора дуги СД-2

Балластные реостаты предназначены для создания падающей характеристики и регулирования силы сварочного тока на каждом посту при питании от многопостового преобразователя. Реостат собирают из резисторов, скомпонованных в блоки, и рубильников, включение которых в определенных сочетаниях позволяет осуществлять ступенчатое регулирование в достаточно широких пределах (20 ступеней).

Балластный реостат включают в сварочную цепь последовательно с дугой. Как видно из рис. 1.31, минимальное значение силы сварочного тока соответствует включению рубильника I, а максимальное — включению всех пяти рубильников I—V. Промышленность выпускает балластные реостаты, регулирующие силу сварочного тока от 10 до 200 А через каждые 10 А, от 15 до 300 А через каждые 15 А и от 25 до 500 А через каждые 25 А.

Рис.1.32 Электрическая схема балластного реостата типа РБ:

1-22 –резисторы;

I – V –рубильники.