Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.6 Mб
Скачать

278

г.ого преобразователя Б; блока датчика В; блока заг­ лавия и сравнения сварочного тока Г; блоков фазоим-

сного управления тиристоров Д и блока вспомога­ тельного питания JS.

Фиг.ЮЗ.

Cbreua тиристорного выпрямителя.

; Силовой Iтрансформа^ тор представ­ ляет собой

трехфазный

f

трансформа­ тор с вор-

.мальным рао* сеянием и

естествен-

I

ными подо­ гопадающими

характерис­

тиками.

Тиристор­

ный преобра­

зователь

собран по

трехфазной мостовой схеме. В качестве датчика тока использован магнитный усилитель,обмоткой управления которого является силовой провод .Рабочие обмотки

а агнптного усилителя питаются переменным током от

2 7 9

блока вспомогательного питания. Величина тока в ра­ бочих обмотках,а,следовательно, и выпрямленного то­ ка, подаваемого на блок сравнения,зависит от вели­

чины

управляющего сварочного

тока.

 

 

 

 

С

блока сравнѳния разность

 

заданного

напряжения

и напряжения

 

вырабатываемого

датчиком тока аодаѳтоя

на

фазоимдульеные устройства.

 

 

 

 

 

 

В

данном

 

выпрямителе

фазошпульсныз

устройст­

ва

собраны

 

на

однополупѳриодных магнитных усилите­

лях..

Каждое

такое

устройство

 

одновременно

управ­

ляет'

двумя

 

лротивоф&зновключѳнными тиристорами.

 

Выпрямители на тиристорах позволяют устранить одш

из

главных

 

недостатков

обычных

выпрямителей:

зави­

симость режима

сварки

от

колебаний напряжения

пи­

тающей

сети. Тиристоры

позволяют стабилизировать

выпрямленное

 

напряжение или прерывать сварочный ток

с требуемой

скважностью

при

имцульсно-дуговой

сварке.

В

частности

 

в

ВНИИЭСО

разработан тиристорный

сват*

рочный івыпрямитель , ВД-204

 

для ручной

дуговой

сварки штучными

электродами,

 

а также для аргоно-дуго­

вой

сварки

в непрерывном,так

и

в импульсном режимах

со

стабилизированным

выпрямленным напряжением.

 

 

280

Глава

ОХЕДЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С ПОДОГ0ПАДАИ1|ИМИ

 

ВНЕШНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

§ I« Схемы однопостовых выпрямителей с пологопадающими внесшими характеристиками

 

Однопостсвыѳ

выпрямители

с

пологопадающини

внеш-

ниуи

характеристиками

нашли

в

настоящее время шнро—

кое

распространение

для

механизированной

сварки

плавящимся

электродом,особенно

для

сварки в углекис­

лом

газе>

?£е из

них,которые

предназначены

для

спо­

собов сварки,сопровождающихся короткими замыканиями,

долины

обладать

вполне

определенными

динамическими

свой— ствами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как сварочные

трансформаторы

является

прак­

тически

безынерционными

источниками питания,

то

в вы­

прямителях

необходимая

скорость

нарастания тока ко­

роткого

замыкания

получас—тся

путем

включения

реак­

тивной

катушки

в

цепь

выпрямленного

 

тока. Если пере­

нос . металла происходит без коротких

 

замыканий(свар­

ка

под

флюсом),

применение

реактивной катушки в

цепи выпрямленного

тока

обязательно.

 

 

 

При

работе

однопостовых

выпрямителей

с под-ого-

падающей

внешней

 

характеристикой

неизбежны корот­

кие

замыкания

сварочной

цепи как

в результате ка­

пельного

переноса,

так

и в начале

сварки.

Фэтому

 

 

281

 

 

 

 

кремниевыеи германиевые вентили

для выпрямителей

тако­

го

типа :находят1 ограниченное

применение

,так

как

даже

кратковременная

перегрузка длительностью

в нес­

колько сотых секунды

приводит

к выходу

вентиля

из

строя ,а быстродействующая защита нарушает нормальный

ход процесса сварки. Селеновые вентили,обладающие

большей

массой и,следовательно,

большей тепловой .

инерцией

выдерживая« кратковременные короткие

замыма­

ния, возникающие во

время

сварки.

Поэтому

для

одно­

постовых

выпрямителей с

пологопадающими характерис­

тиками

используются

,как

правило,селеновые

венти­

ли. .Кремниевые вентили применяются при низкой нагруз­

ке

вентилей потоку.

 

 

 

Внешняя характеристика трѳхфаэного мостового

выпрямителя

описывается уравнением

(219)

 

 

 

 

 

 

 

где

А

-

реактивное сопротивление' фазы,приведенное

ко

вторичной

цепи трансформатора.

 

 

Формула

(219)

получена без

учета активных сопро­

тивлений

цепи,в частности, без учета сопротивления

вентиля

,которое

нелинейно н трудно учитывается. Ве­

личина

X

обычно

невелика,поэтому характеристики

получаются

додогодадающими.

 

 

 

Для

обеспечения требуемых режимов

сварки напряже­

ние

холостого хода выпрямителя

должно

регулировать­

ся

в широких

пределах. Отношение наибольшего на-

V.

 

 

282

 

 

дряжѳкия

холостого хода

к

наименьшему

достигает 2

а иногда н

3* Вэгулнрованиѳ. напряжения должно быть

достаточно

плавным. Существует довольно

большое ко»

личеетво

схем сварочных

т£фяіттелей,отлкча2лцихся

способами регулирования. Все

схемы выпрямителей по

с пособ а м регулирования можно разбить на две большие

группы:

1)выпрямители с контактным,чаще всего ступенча­

тым регулированием выпрямленного напряжения.

2)выпрямители с бесконтактным плавным регулиро­

ванием

выпрямленного

напряжения .

 

К

выпрямителям

первого типа

относятся выпря­

мители

с секционированными обмоткаии (фиг.1 0 4 ,а) и

вольтодобавопныки трансформаторами

(фиг.І04»б,в).

Схемы выпрямителей с контактным регулированием.

28?

Схема (фиг*І04?п) наиболее проста к получила в

настоявшее время наибольшее распространенно з нсжой

стране.

Ш

этой схеме

выполняются выпрямители

т..за

ВС

и некоторые

другие. Напряжение

регулируется

xh?'си­

нением

числа

витков первичных обмогоіс с помощь» пе­

реключателей* В

некоторых

конструкциях

( Ш И па 580

к

1000

а)

для

обеспечения

практически

плавкого

регулирования

часть

первичней

обмотки выполняется

из

тонких

медных

пластин,

изолированных

друг

ст

друга.

Ш

наружной

поверхности

витков ХХОрОІ.1СГТу-пЛіО**Сл.

токосъемные щетки,так&е

состоящие

из :.:вх;ъ гл изслз-

ровавиых

друг

от

друга пластин.

Щетки перзиецахтся с

и _

спомощью двигателя с дистанционным управление!.'..

 

Выпрямители,

собранные по

схеме фкг.І04»

ш е ш ,

надежны,

но

имеют ряд

недостатков.

 

Существенным

недостатком является

то,что при

работе

на максимальной мощности секционированная

часть

первичной

обмотки трансформатора не

использу­

ется.

Кроме этого регулирование напряжения измзнецкем числа включенных витков ведет к нарушенью симметрии

обмоток и увеличению магнитного рассеяния. Недостатком всех выпрямителей данной группы

является-- отсутствие стабилизации выяря^мленного на­ пряжения . ~

В выпрямителе (фиг.104,б) ступенчатое регули-

 

 

 

 

284

 

 

 

 

posалію

напряжения

осуществляется

о помощью нес-

вольких

волътодобавочшх трансформаторов. Каждый

из

вольтодобавочкых

трансформаторов может быть

включен

согласно

с

основным

трансформатором,

встречно

или

закорочен.

'Такимf образом с помощью

одного

транс­

форматора могут

быть

получены

напряжения:

 

 

1)

 

+

 

 

 

 

 

 

2)

і/г

* 0 .

;

 

 

 

 

 

3)

Ue -UzègT.

 

 

 

 

 

Если к тому же

первичные

обмотки включить

в

звезду и

в треугольник, то количество

ступеней

на­

пряжения

 

может

быть

увеличено

еще

на две:

 

 

 

ф к

двух

трехфазных

вольтодобавочных трансфор­

маторах

(фиг.104,б)

количество отуденѳй может до­

стигать 25,что

вп-олнѳ

достаточно.

 

 

 

Выпрямитель

(фиг.104,в)

аналогичен

выпрямителю

(Фиг.104,6)-,

но

в отличие

от

последнего

имеет кроме

ступенчатого

плавное

регулирование

напряжения из­

мене пнем

напряжения,

додаваемого на

первичную об­

мотку

вольтодобавочвого

трансформатора.

 

 

Трехфаэкый

вольтодобавочный трансформатор пит»*

ется

от

трех

механически связанных друг о другом

регулируемых

автотрансформаторов со

скользящими щет—

каин. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

285

Преимущество схем с вольтодобавочшми транс­

форматорами состоит в том» что мощность трансфор­

матора используется полностью. Однако общая мощность

разбивается

на несколько

отдельных

единиц (основ­

ной

трансформатор

ш вольтодобавочкый). Поэтому

за­

метного

выигрыша

в расходе .активных

материалов,по

сравнению

со схемой

 

фиг.104»а»

данный

выпрямитель

не

дает. Стоимость жз

изготовления

трансформатора

увеличивается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достоинством

выпрямителей

по

схеме фиг.104*в

я вляет с я

возможность плавно

устанавливать требу­

емое

напряжение

во

время

сварки

и

производить

при

наличии

электропривода дистаніщонноё-регулирование.

Однако

они

сложнее

и дороже

простейших

(фиг.104*а)

 

Выпрямители второй группы с плавным регулирозаг­

нием

напряжения

могутбыть

выполненія по

одной

из

схем*

показанных

на фиг.105.

 

 

 

 

 

 

В

выпрямителе

фиг. 105*а регулирование осущест

вляѳтся

с

помощью

шести однофазных

дросселей

.на­

сыщения »работающих

в режиме

самоподмагничиваяия

и

включенных

в каждое

плечо

мостового

трехфазного

вы­

прямителя. Рассмотрим процесс

коммутации

тока в данисы

случае.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фрѳход тока е

вентиля

на вентиль

(коммутация

тока)

невозможен мгновенно

ит-за наличия в ко-чтуре

коммутации индуктивности. Врѳмя,в

течение которого

2 8 6

Схемы выпря­ мителей с плавным ре­ гулированием.

 

 

Фиг.105.

 

 

 

 

.••оьсхода?

переход

тока

с одного вентиля

на другой,

осуліяо

изменяется

в угловой мере.

 

 

Дпссселл

насыцения

выполняются

в виде двухобмо-

тсчгых

дросселей на сердечнике

из'

материала,петля

г:.ссорезиса которого

близка к

прямоугольной. По гяав-

iz'.i

 

дросселей»называемых рабочими,протѳка-

ууу пулъ сирѵ к щ е ѳ

тока. Обмотки управления питаются

■s-a:z-ss лодиагничиваяня от

иоточяика

постоянного напря-

ссуі:<я .

 

 

 

 

 

 

 

3

стличке

от

рассмотренного

выше

( с м . главу

Х1Т*$

2} рог-яка регулирования

при

компенсированных

•:уссл'H'icnisаюздос силах

в данных выпрямителях

дроссе­

ле насыденкл

работают

в режиме с соиододмагничквл-

П й О « . Е з і о ы

случае ток подиагничивалия мал

и

287

создаваемая

ям

намагничивающая сила меньше величина

И к

(фиг.93,б).

 

 

 

 

 

 

Магнитное

состояние дросселей

при отсутствии

ра-

бочего

тока

определяется

током додмагничквакия,ко­

торый

очень

мал

и. не насыщает

дроссель.

 

ф и

коммутации тока на неработающий вентиль дрос—

сель»находящийся

в

плече этого вентиля»

 

не насыщон.

Ш это м у

в момент

включения вентиля

с ним последова­

тельно

оказывается

включен

ненасыщенный

 

 

индукцией Б 0 » определяемой

величиной

тока додмаг-

 

д р о ссел ь

с

ничивання. Все напряжение,действующее в контуре комму­

тации» прикладывается

и

этому дросселю

и

возника­

ющий

’ при

этом ток перемагннчиваѳт дроссель

от

на­

чальной

индукции BQ

до

индукции насыщения £^»

а

выпрямленное

напряжение

остается таким же,

как

и до

включения

 

данного

вентиля.

 

 

 

Таким

образом

влияние

дросселя насыщения здесь

аналогично

введению

угла управления <=£-

в выпрями­

телях

с управляемыми вентилями. Величина

этого угла,

соответствует

продолжительности пѳремагкичиваняя

дрос —

селя»включенного

последовательно с отдирающимся

вен­

тилем

от

индукции В0 до индукции насыщения

 

 

:

 

 

 

c p U ’ / -

 

( ß t - В о ) , -

 

(220)

где

Q

-

 

активное

сечение сердечника дросселя;

 

Wp — число витков главной (рабочей) обмотги

дросселя;