Лабораторная работа 7 изучение конструкции и исследование работы многопостового сварочного выпрямителя вксм-1000 и многопостовой системы питания сварочных постов.

Цель работы:изучить конструкцию и принцип работы многопостового выпрямителя и системы питания сварочных постов, освоить методику испытания выпрямителя и порядок снятия его внешней характеристики.

Основные сведения об устройстве и принципе работы многопостового сварочного выпрямителя

Сварочный выпрямитель предназначен для одновременного питания постоянным током нескольких постов ручной дуговой сварки, а также полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом или в средеСО₂.

Он состоит из трехфазного силового трансформатора и выпрямительного блока, собранного на кремниевых диодах, подключенных по шестифазной схеме на вторичную обмотку трансформатора (рис. 7.1).

Сварочный трансформатор имеет минимальное рассеяние, что определяется совместным размещением первичной и вторичной обмоток на стержнях сердечника. Поэтому трансформатор имеет жесткую внешнюю характеристику. В соответствии с ДСТУ снижение выходного напряжения в режиме номинальной нагрузки по сравнению с напряжением холостого хода допускается в пределах, не превышающих 7 %. Жесткость внешней характеристики – обязательное условие многопостовых источников питания, так как только в этом случае возможна независимая работа всех сварочных постов, подключенных к многопостовому выпрямителю.

Первичная обмотка трансформатора секционирована и может с помощю переключателя S₅подлючаться к сетевому напряжению с различным числом витков. Это сделано для того, чтобы в случае снижения напряжения в сети переключением числа витков первичной обмотки добиться неизменности выходного напряжения выпрямителя.

Рис.7.1. Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя ВКСМ-1000

Начало работы выпрямителя определяется включением автомата Q₁. Сварочный выпрямитель включается кнопкойS₂, при этом получает питание контактор К₁, контакты которого К1.2 подключают двигатель вентилятора М. Поток воздуха вентилятора включает контакт реле контроля вентиляции К₄, которое своим нормально открытым контактом К4 замкнет цепь питания катушки контактора К₂ , а он в свою очередь своими контактами К2.1 подключит первичную обмотку сварочного трансформатора в сеть. Работа трансформатора возможна только при включенном вентиляторе. Отключение выпрямителя от сети производится нажатием кнопкиS₁, в результате чего выключается цепь питания катушек К1 и К2, отключается вентилятор, размыкаются контакты К4 и К2.1.

Для защиты выпрямительного блока кремниевых вентилей от коммутационных перенапряжений каждая пара диодов шунтируется защитными цепочками, которые состоят из последовательно соединенных сопротивлений R₁…R₆и конденсаторов С₁… С₆.

Поскольку выпрямитель имеет жесткую внешнюю характеристику, режим короткого замыкания для него является аварийным и недопустимым. Поэтому для защиты выпрямителя применен быстродействующий автомат Q₁, который выключает установку в момент короткого замыкания или в случае пробоя одного из вентилей его выпрямительного блока.

Для защиты двигателя вентилятора и трансформатора от перегрузок предусмотрены тепловые реле F₁иF₂.

Комплектно к выпрямителю придается 6 штук балластных реостатов РБ-301, которые по одному при ручной дуговой сварке включаются на каждый сварочный пост. Реостаты включаются последовательно со сварочной дугой поста и выполняют следующие функции:

• при жесткой внешней характеристике выпрямителя создают падающую внешнюю характеристику на дуге сварочного поста;

• служат регулятором тока сварочного поста;

• ограничивают ток короткого замыкания сварочного поста, предохраняя выпрямитель от недопустимых перегрузок по току.

Сварочные посты с последовательно включенными балластными реостатами РБ-301 параллельно подключаются к выпрямителю. При такой схеме включения сварку на каждом посту можно производить независимо друг от друга.

Количество постов, питаемых от одного выпрямителя ВКСМ-1000, можно определить по формуле

,

где n– количество сварочных постов;I_НОМ– номинальный ток нагрузки выпрямителя, А;I_П– сварочный ток поста, А; К - коэффициент одновременности работы постов, который для ручной электросварки равен 0,5, для полуавтоматической и автоматической сварки0,7.

Выпрямитель может работать только в режиме холостого хода и нагрузки. Напряжение выпрямителя в режиме холостого хода определяется ЭДС силового трансформатора.

При нагрузке напряжение выпрямителя падает с 70 до 60 В за счет внутреннего падения напряжений в трансформаторе и блоке вентилей.

Сварочный пост может работать в режимах холостого хода, нагрузки и короткого замыкания.