ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Машиностроительный факультет

Кафедра оборудования и технологии

сварочного производства

ОТЧЕТ

по лабораторной работе «Изучение принципа действия и исследование электрических параметров сварочного выпрямителя с жесткой внешней вольтамперной характеристикой»

Выполнил: студент гр. 4В11

Киндышев Д.С.

Проверили: доц. Киселев А.С.

асс. Гордынец А.С.

Томск 2004

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

• изучить конструкцию и принцип действия выпрямителя;

• освоить методику экспериментального исследования электрических характеристик выпрямителя;

• оценить сварочные свойства выпрямителя.

ОБОРУДОВАНИЕ и ПРИБОРЫ:

• сварочный выпрямитель типа ВДГ–303;

• балластный реостат типа РБ-301;

• шунт измерительный 75 ШСМ, кл. точности 0,5;

• вольтметр постоянного тока – 2 шт.,

• соединительные проводники.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОДНОПОСТОВОГО СВАРОЧНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ЖЕСТКОЙ ВНЕШНЕЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Выпрямитель, управляемый дросселем насыщения (рис. 6.8), содер­жит трехфазный трансформатор Тр с нормальным рассеянием, который понижает напряжение до сварочного. Отличительной особенностью таких выпрямителей является наличие дросселя насыщения L_H, включенного между трансформатором Тр и выпрямительным блоком V_H, который собран на неуправляемых диодах по трехфазной мос­товой схеме. Для управления дросселем насыщения L_H служит блок А₁.

Типичным представителем источников питания с же­сткими внешними характеристи­ками и дроссельным управлением является выпрямитель ВДГ-303 (рис. 6.10). В нем пре­дусмотрено комбинированное ре­гулирование напряжения: сту­пенчатое – переключением первичных обмоток трансформатора Тр – и плавное – реостатом в цепи обмотки управления дросселя насыщения дросселя насыщения L_H.

Ступенчатое регулирование напряжения производят путем измене­ния коэффициента трансформации силового трехфазного трансформатора Тр с нормальным магнитным рассеянием. Первичные обмотки переклю­чаются пакетно-кулачковым переключателем на три рабочих положения. На первой ступени (I) первичные обмотки трансформатора включаются треугольни­ком (при этом используется часть витков), что обеспечивает максимальное выпрямленное напряжение. На вто­рой ступени (II) первичные об­мотки также включаются в треугольник (при этом используется все витки). На третьей ступени (III) первичные об­мотки включаются звездой, что обеспечивает минимальное напряжение на нагрузке.

Дроссель насыщения L_H выполнен на шести витых разрезных сер­дечниках, на которых намотано по одной рабочей обмотке. Три последовательно соединенных катушки обмотки управления охватывают каждая по два сердечника. Также выполнена и обмотка смещения. Питание обмот­ки управления осуществляется от блока управления А₁ через выпрямитель V₁ ста­билизированным напряжением, а обмотки смещения – от вторичных обмо­ток силового трансформатора через выпрямительный блок.

Силовой выпрямительный блок F_H собран по трехфазной мостовой схеме. Последовательно с диодами вклю­чены рабочие обмотки дросселя насыщения, что и обеспечивает формиро­вание характеристик особой формы, причем на жестком участке наклон не превышает 0,04 В/А. Сглаживающий дроссель L_С снижает разбрызгивание электродного металла и повышает стабильность сварочного процесса, а его индуктивность плавно и автоматически регулируется в зависимости от ре­жима сварки.

Выпрямитель снабжен быстродействующим автоматическим вы­ключателем, магнитным пускателем, контрольными приборами, а также вентилятором, пусковой аппаратурой и аппаратурой питания приводов по­луавтомата для механизированной сварки в углекислом газе.

Сварочные свойства выпрямителя с дросселем насыщения хорошие. Повышенное напряжение холостого хода, в 1,5...3 раза превышающее напряжение нагрузки, способ­ствует надежному начальному возбуждению дуги. Устойчивое горение дуги обеспечивается во всем диапазоне регулирования напряжения, за исключением самого низкого напряжения, так как не обеспечивается режим непрерывного тока. Для устранения этого недостатка используют сту­пенчатое регулирование. Для повышения устойчивости процесса сварки использован специ­альный сглаживающий дроссель, индуктивность которого автоматически изменяется в соответствии с заданным режимом сварки. Это снижает разбрызгивание во всем диапазоне регулирования. Кратность плавно-ступенчатого регулирования сварочного напряжения превышает 2,5, что вполне отвечает технологическим требованиям.

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить устройство, электрическую схему сварочного выпрямителя и принцип его действия (способ формирования жесткой внешней вольтамперной характеристики и регулирования напряжения).

2. Разработать схему проведения эксперимента по определению наклона внешней вольтамперной характеристики выпрямителя и диапазона регулирования напряжения.

3. Собрать электрическую схему для проведения эксперимента.

4. Снять показания измерительных приборов при крайних положениях переключателя ступеней и регулятора напряжения (изменяя сопротивление нагрузки дискретно в пределах: ∞…0, Ом) и занести их значения в таблицу.

5. Построить внешние вольтамперные характеристики выпрямителя U₂=f(I₂) при крайних положениях переключателя ступеней и регулятора напряжения.

6. Определить пределы регулирования напряжения при различных положениях переключателя ступеней и регулятора при токе нагрузки 100 А.

Определить степень перекрытия диапазонов напряжения при токе нагрузки 100

Таблица измерений

Ступени регулирования	Положение регулятора	Ток I, A	Напряжение U, B
I	min	0	58
		18	38
		21	32
		28	30
		40	30
		46	30
		60	30
		80	29
		100	29
		140	28
		210	25
	max	0	59
		20	51
		30	50
		50	50
		80	48
		100	48
		130	46
		160	45
		220	44
		280	42
		340	40
II	min	0	45
		10	32
		20	22
		20	20
		30	18
		40	18
		60	18
		80	18
		100	18
		120	16
	max	0	45
		10	40
		20	38
		40	38
		60	36
		70	36
		100	35
		120	35
		160	32
		210	32
		260	30
III	min	0	34
		10	18
		10	16
		20	12
		20	8
		30	7
		50	6
III	max	0	34
		20	24
		40	24
		60	23
		80	22
		110	22
		140	21
		160	20

1. Степень перекрытия :

U_2max –U_1min =35,5-29=6,5 B;

U_3max-U_2min=22-17=5 B _.

2. Диапазон регулирования напряжений :

U_1max-U_3min=47-6=39 В.

Вывод: в ходе проделанной лабораторной работы мы использовали сварочный выпрямитель ВДГ-303. Он предназначен для сварки плавящимся электродам в среде защитных газов. Этот выпрямитель имеет ряд особенностей: наличие дросселя насыщения, а так же ступенчатое и плавное регулирование напряжения. Диапазон регулирования от 6 до 47 В. Ступенчатое регулирование обеспечивается за счет изменения коэффициента трансформации силового трансформатора. Плавное регулирование осуществляется реостатом в цепи обмотки управления дросселя насыщения. Ток короткого замыкания превышает рабочий, примерно в 2 раза, что благоприятно для процесса сварки плавящимся электродом.

Большим недостатком ВДГ-303 является его большой вес, что делает его перемещение довольно проблематичным.

9