книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие
.pdf268
доказана на фиг. 98.
Принципиальная
электрическая схема дросселя насыщения вы прямителя ВСС— 120-3•
|
|
|
|
|
|
Л |
|
|
|
|
Фиг.98. |
|
|
|
|
|
|
Выпрямитель |
состоит из |
трехфазного трансформа |
||||||
тора, |
дросселя |
насыщения и |
выпрямительного |
блока. |
||||
Трехфазный |
трансформатор |
имеет жесткую харак |
||||||
теристику. |
Падающая характеристика создается с по |
|||||||
мощью |
трехфазного |
симметричного |
дросселя насыщения. |
|||||
Дроссель |
насыщения собран по схеме (фиг.96,а). |
|
||||||
Вокруг |
средних |
частей сердечника дросоедя |
рас |
|||||
положены |
обмотки переменного тока и всех |
их |
ох |
|||||
ватывает ебмотха управления дросселя»питаемая от от
дельного выпрямителя, ж регулируемая реостатом R
вее гепк. .
269
Ботличие от дросселя на фиг.96,а,дроссель
ввыпрямителе ВСО -120-5 имеет еще одну обмотку,
включенную |
в дель |
выпрямленного тока |
(обмотку обрат |
||||||||||
ной |
связи), |
и |
охватывающую,как |
обмотку управления* |
|||||||||
так и |
все |
обмотки переменного тока. |
|
|
, |
||||||||
|
|
Благодаря |
ее |
включению |
индуктивное сопротивле |
||||||||
ние |
|
дросселя |
насыщения с увеличением сварочного тока |
||||||||||
уменьшается |
|
(обмотка обратной связи включена сог |
|||||||||||
ласно |
с |
обмоткой управления), |
что |
делает вкоыкие |
|||||||||
характеристики |
выпрямительной |
установки более поло |
|||||||||||
гими. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выпрямительные элементы соединяются по мостовой |
||||||||||||
схеме.Регулирование |
плавкое - |
реостатом Р. |
|
||||||||||
|
Подобную же |
конструкцию имеет |
и выпрямитель |
||||||||||
БСС-500-2. Различие лишь в типе дросселя .Здесь он |
|||||||||||||
несимметричный |
|
(фиг.97,б) |
и |
не имеет |
обмотки обрат |
||||||||
ной |
|
связи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дроссель |
насыщения |
используется |
в выпрямите |
|||||||||
ле |
типа ИПГ-500 |
(для |
питаний режущей дуги при меха |
||||||||||
низированной |
плазменно-дуговой резке; |
Uxx =300 |
в, |
||||||||||
Uу - |
180 в, |
Ü y до |
7 0 0 а), источнике |
питания |
|
||||||||
И060.027 |
(для |
аргоно-дуговой сварки с выпрямитель |
|||||||||||
ным |
блоком |
н а |
германиевых |
вѳнтнлях) |
и |
др. |
|
||||||
|
Широкое |
применение |
выпрямители |
с дросселями |
на |
||||||||
сыщения |
получили в качестве источников |
питания |
для |
||||||||||
ду-говой михросварки. Дуговая микросварка неплавящим
ся электродом в защитных газах находит в послед-
\
270
пес |
время |
широкое |
применение |
при |
сварке |
изделий |
||
малой толщины. Сварка |
производится |
на токах от |
0,5а |
|||||
до |
нескольких десятков |
ампер» |
ф и |
таких |
токах |
ду |
||
га |
имеет |
падающую |
статическую характеристику (фиг. |
|||||
9S,кривая |
в). |
|
|
|
|
|
|
|
Ш условиям устойчи
вости источник питания
должен иметь крутопада-
ющую характеристику
(фиг.99tкривая,а).Техно логические исследования показали,что при сварке особо тонкого изделия же лательно также,чтобы
увеличение длины ^'ги
точника питания и вольтах- сопровождалось увеличе дерпая характеристика дуги. нием тока (фнг.Э9іКрнвая б).
Бпоследнем случае обеспечивается стабильное
проплавление |
|
а хорошее |
формирование |
■ сварного * сое |
||||||
динения. |
Лоточник питания |
для ыикросварки должен |
||||||||
также |
иметь |
|
широкий |
диапазон регулирования свароч |
||||||
ного |
тока |
и устройство |
|
для |
автоматического плав |
|||||
ного |
гашения |
дуги и |
для |
|
заварки кратера в конце шва. |
|||||
Для |
сварки |
токами |
от |
5 в |
и выше |
получили рас |
||||
пространение |
трехфазные |
выпрямители |
с |
дросселями на- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
271
сыщения, |
в принципе |
подобные описанный выше. Для воз |
||
буждения |
дуги без |
закорачивания |
электрода в |
свароч |
ную цепь |
последовательно с дугой |
включается |
обмотка |
|
осциллятора. Заварка кратера |
осуществляется |
при по |
|||
степенном снижении тока в обмотке |
управления |
трехфаэ- |
|||
ного |
дросселя |
насыщения. В |
данном |
источнике |
исполь |
зуются |
полупроводниковые триода для автоматизации, |
||||
процесса заварки кратера,выполняя |
функции регулируе |
||||
мых сопротивлений в цепи обмотки |
управления. Управ |
||||
ляемый |
сигнал |
на триод снимается |
с цепочки |
R ~ C . |
|
Впринципе аналогичные выпрямители могут быть
созданы |
и для |
сварки |
на |
меньших токах. Введение |
||
дополнительных |
положительных обратных связей по на |
|||||
пряжению |
на дуге позволяет |
формировать |
статические |
|||
характеристики |
типа |
б (фиг.99)»целесообразные для |
||||
сварки |
тонкого |
металла. |
|
|
|
|
Для |
микросваркя разработан |
источник питания, в |
||||
котором |
внешние |
характеристики |
создаются |
полупровод |
||
никовыми триодами . Принципиальная схема такого исг .
точника питания показана на фиг. 100,а. Триод (один
яли |
нѳско-лько) |
включается последовательно, с ' дугой.. |
||
Ток |
дуги |
|
Зу «равен коллекторному току триода Ц к : |
|
|
3$ |
|
|
(214) |
где |
- |
ток |
базы; |
|
|
ß |
- |
коэффициент усиления триода по току; |
|
272
неуправляемый ток.
'Фігг'.ІОО. ^fce'ifa йоточника питания:
Ъі)без ббратной связи;б)с об
ратной связью по напряжению на Ж уте•'
рабочей точки (фиг.ICO,б).
Ток UM обычно мал. Поэтому J9~ $3$ , т .ѳ . сварочный ток зависит только от тока управлѳния, внешняя характаристика вертикальная.
Изиѳняя J s , можно уот&новить требуемый сварочный ток.
Обратная овязь по напряжению позво
ляет формировать вней-
/
няе характеристики о положительным значеннем в районе
|
Данный источник питания питается от трехфазно |
||||
го |
|
мостового выпрямителя. С целью |
уменьшения по |
||
терь |
энергии в триодах а повышения |
мх надежности |
|||
в |
цепь Беременного тока включен трехфазный дроссель |
||||
насыщения. |
Благодаря положительной обратной связи |
||||
іо |
току |
характеристика выпрямительного блоха» |
ооочо- |
||
ицего |
из |
понижающего трансформатора, |
дроооеля |
на- |
|
і
|
|
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
|
оыщѳння |
я вентилай, |
почти |
повторяет |
статическую |
вольт- |
||||||
амперную |
характеристику |
дуги и отличается от нее по • |
|||||||||
величине |
напряжения |
на |
несколько |
вольт. Этот |
изли |
||||||
шек |
капря^жения |
и падает |
на триодах. Поэтому при |
||||||||
сравнительно |
высоком |
напряжении холостого |
хода поте |
||||||||
ря |
анергия |
в |
триодах оказываются |
нѳбодьшшш. |
|
||||||
|
§ 3« |
Сварочные выпрямитеди |
на тиристорах |
|
|||||||
|
Применение |
тиристоров |
открывает |
новые |
возможности |
||||||
для |
создания |
|
сварочных |
выпрямителей |
о улучшенными |
||||||
эксплуатационными качествами. Такие |
выпрямители |
обе |
|||||||||
спечивают |
бесконтактное регулирование |
напряжения |
н |
||||||||
тока |
в широких |
пределах |
со |
стабилизацией |
выходных |
||||||
'параметров при колебаниях напряжения сети и дистан ционное регулирование режима оварки.
Тиристорные охемы используются для разработки
выпрямителей |
как |
о |
падающими,так и е жесткими іГ |
||||
универсальными |
внешними характеристиками. __.. |
||||||
Рассмотрим |
работу |
выпрямителя |
яа тиристорах на |
||||
примере |
простейшего |
однофазного |
выпрямителя с выве |
||||
денной |
нулевой |
точкой |
(фиг.ІОІ,а). ф и |
анализе бу- |
|||
дѳм считать дугу чисто |
активной |
нагрузкой. Использо |
|||||
вание^ в. схеме |
выпрямителя управляешь V'вентилей по |
||||||
зволяет задерживать''з&чаід*' іфохбждѳння тока через |
|||||||
очередной вступающий'’, в работу'^.вгтидьпо |
отношению к |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
274 |
|
|
|
|
|
|
|
моменту |
|
его |
|
естественного |
отпирания. Если |
бы |
вен |
||||||||||||
тили |
были |
неуправляемые,вентиль |
ВІ открылся |
бы в |
|||||||||||||||
момент |
тб = 0 |
(фиг.ІОІ,б). Этот момент |
является мо |
||||||||||||||||
ментом |
естественного |
отпирания |
вентиля ВІ. Предпо |
||||||||||||||||
ложим, что |
на управляющий |
электрод вентиля ВІ отпира |
|||||||||||||||||
ющий |
импульс |
будет |
подан |
|
в момент |
. В |
этом |
слу |
|||||||||||
чае |
|
вентиль |
ВІ |
откроется |
с некоторой |
задержкой.Угод |
|||||||||||||
задержки |
c o t£ |
|
называется утлом управления в обычно |
||||||||||||||||
обозначается |
|
буквой |
|
|
|
. В |
результате |
на участке |
|||||||||||
О |
- |
о з ££ |
, напряжение |
на дуге |
буд^ет равно |
нулю. В |
|||||||||||||
момент |
отпирания |
вентиля ВІ |
напряжение |
на дуге |
скач |
||||||||||||||
ком |
|
возрастает |
и далее |
будет изменяться |
по синусо |
||||||||||||||
иде |
|
фазного |
|
напряжения |
вторичной |
|
обмотки трансфор- ~ |
||||||||||||
матора. В |
момент |
2^ |
|
фазное |
напряжение |
|
сиенит |
||||||||||||
знак,ток |
|
вентиля упадет |
до |
нуля |
и |
он |
закроется. |
||||||||||||
|
|
Далее |
в |
интервале |
|
|
|
|
, |
равном углу регу |
|||||||||
лирования |
tL |
|
, |
оба вентиля |
будут |
закрыты |
|
и в момент |
|||||||||||
t $ |
|
вступит |
|
в |
работу |
вентиль В2. В момент |
tt, |
вен |
|||||||||||
тиль |
В2 |
|
закрывается |
|
и через |
интервал, |
равный углу |
||||||||||||
JL |
, |
вновь |
вступит |
в |
работу |
вентиль ВІ. |
|
|
|
||||||||||
|
|
Величину |
среднего |
|
значения |
|
выпрямленного на- |
||||||||||||
пр^яжения |
при ходезтом ходе |
U * * |
|
можно вычислить |
|||||||||||||||
следующим |
образом |
: |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Jm /irSL ncD tdart - ß d v d'CoUjKzJ5)
JL |
' |
' |
где иг<р - действующее значение фазного напряжение.
275
Фяг.ІОІ.
Схема простейшего выпрямителя (а) и кривые токов и напряжений на дуге (б).
Уравнение (215) можно переписать з виде
|
|
|
|
|
|
|
|
(гм) |
где |
l/o |
- |
значение |
C/xx |
при tJL ~ 0. |
|
||
|
Как указывалось выше, |
в сварочн^ых |
выпрямителях |
|||||
наиболее |
широко |
применяются трехфазная мостовая и |
||||||
шестифазная |
с |
выведенной нулевой |
точкой |
схемы выпря |
||||
мления . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
этих |
случаях |
зависимость |
среднего напряже |
|||
ния |
холостого |
хода от угла |
Л |
имеет |
вид: |
|||
і/жж. і/о с о ^ Л . |
(217) |
276
Таким |
образом, изменяя величину угла управления, |
||||
ггонпо в |
значительных |
пределах |
измѳв-лть величину |
||
кпігояхссння |
|
холостого хода выпрямителя. |
|
||
14>_і нагрузке внешняя характеристика сварочного |
|||||
выпрямителя |
на тиристорах (без |
учета активных |
со |
||
противлений) |
выранаѳтся |
следующим |
соотношением |
: |
|
(218)
где К - коэффициент,зависящий от схемы выпрямлю»
тора,приведенное |
ко вторичной цепи. |
||||||
|
Тиристорные |
выпрямители чаще всего лроект^-ируют |
|||||
на |
базе |
трансформаторов о нормальным магнитным рае» |
|||||
сеянием с |
естественными подогопадающими характеристи |
||||||
ками |
|
(величина |
Х<рт |
меда). Падающая внешняя харак |
|||
теристика получается |
за счет |
отрицательной обратной |
|||||
е з я м и |
между |
топом |
аагруоки |
и током управления ти |
|||
ристоров . Такой |
тңрноторшй выпрямитель представляет |
||||||
собой |
$£Шічуту» |
оиотему ааторегудирования. |
|||||
|
Ш |
Фиг» |
102 показааа принципиальная блоксхема т»> |
||||
Роторного |
|
выпрямителя . Заданное напряжение срав- |
|||||
цпваатоя |
о сигналом обратной |
связи,пропорциональны! |
|||||
текущему значению тока. Усиленная разность додается |
|||||||
-аа |
вход |
блока фазового управления, тиристорами, Им |
|||||
27?
пульсы зажигания» поступающие на тиристорный блок
обеспечивают поддержание с определенной точностью
постод^отва сварочного тока.
Фиг.102.
Блок-схема тяриоторного выпрямителя о крутопадаю
щими внешними характернотиками: С5? - силовой транс форматор; Т Я - тиристорный преобразователь;ДТ - дат чик тока; СД - дуга; БЗСТ - задающий блок;БС - блок оразнення; У - усилитель; БФИУ - блок фазо-шшульс- ного управления .
В 'тиристорных "выпрямителях применяется тре»{заз
нал |
мостовая |
или шестифазная 'с уравнительным ре |
актором схемы выпрямления.
На фнг. Ю З приведена упрощенная схема тиристор
ного выпрямителя . Выпрямитель состоит из следующих
основных узлов;ондового трансформатора А;тириотор-