6.8. Стабилизатор источника”Разряд”

Этот стабилизатор посылает в дугу импульсы энергии c частотой 100 Гц/с в моменты прохождения кривой тока и напряжения через нулевую линию, не реагирует на понижение напряжения в промежутке до нулевых значений вследствие коротких замыканий каплями расплавленного металла. Такая избирательность позволяет избежать передачи энергии в дуговой промежуток в моменты, когда она там практически не нужна и сохранить эту энергию до момента погасания дуги при прохождении кривых тока и напряжения через нуль. Достигается это управлением стабилизатора по току. Однако при обрывах дуги в случае переноса капель, превышающих по размеру критические, или обрывах, вызванных другими причинами, в том числе случайными, имеет место разрыв токовой цепи и управление по току становится несущественным. Это указывает на необходимость управления стабилизатором по току и напряжению дуги. Схема стабилизатора с двойным управлением приведена на рис. 6.9.

Рис.6.9. Принципиальная электрическая схема источника типа "Разряд" со встроенным стабилизатором горения дуги

Сварочный трансформатор ТЗ имеет обмотки W_3,3 и W_3,4 для питания коммутирующего конденсатора С2 стабилизатора, а также обмотку W_3,5 для питания схемы управления тиристорами VS1,VS2. Обмотка W_3,5 выполнена на путях потока рассеяния, что дает возможность автоматически отключать стабилизатор дуги поcле окончания сварки. Стабилизатор дуги состоит из силовой части и системы управления тиристорами. Силовая часть содержит последовательно включенные коммутатор, состоящий из тиристоров VS1,VS2 коммутирующих конденсатора С2 и обмоток питания W_3,2 , W_3,3 ,W_3,4 . Основная обмотка W_3,3 питания коммутирующего конденсатора С2 намотана на том же стержне, что и обмотка W_3,1 . Обмотка W_3,4 создает в силовой цепи стабилизатора индуктивность для защиты тиристоров VS1,VS2 от перегрузок. Импульсы разряда и перезаряди С2 через обмотку W_3,2 стабилизируют горение дуги.

Система управления стабилизатора содержит блок питания, включающий в себя обмотку W_3,5 трансформатора ТЗ, резистор R7, диоды VD1 и VD2, конденсаторы C3 и C4; формирователь импульсов управления тиристорамиVS1 и VS2, состоящий из транзисторов VT3 и VT4, конденсатора CI, трансформатора TI; нуль-орган схемы управления, включающий в себя транзисторы VT1 и VT2, на базу которых через R1,R2 подается суммарное напряжение от вторичной обмотки W_3,2 сварочного трансформатора ТЗ и трансформатора тока Т2, чем достигается управление стабилизатором по току и напряжению дуги.

При подаче напряжения на конденсаторы СЗ и С4, что случается когда электрод накоротко замыкается на изделие, в также при подаче на вход схемы управления суммарного напряжения от сварочного трансформатора ТЗ и трансформатора тока Т2 схема управления начинает открываться, в зависимости от знака результирующего входного сигнала, тиристоры VS1 и VS2. Если на вход схемы управления придет напряжение со знаком минус со стороны электрона, откроется VT2, и ток, протекающий через этот транзистор и резисторы R5 и R6, соз­даст падение напряжения на резисторе R6, которое в свою очередь откроет транзистор VT4 .В цепи С4 - первичная обмотка W_1.1 T1-C1-VT4-C4 потечет ток заряда конденсатора CI, который наведет ЭДС в обмотке W1.3 TI, открывающей тиристор VS1. Коммутирующий конденсатор С2 при этим разрядится и перезарядится через дуговой промежуток и обмотку W_3,2 сварочного трансформатора ТЗ, поддерживая горение дуги.

В следующий полупериод, при смене полярности на электроде с минуса на плюс, откроется транзистор VT1, и по цепи C3-R3-R4-VT1 -СЗ потечет ток, создающий падение напряжения на R3, которое откроет транзистор VТ3, что дает возможность CI разрядиться по цепи CI-первичная обмотка T1-C3-VT3-CI. В обмотке W_1.2 TI наводится ЭДС, открывающая VS2, и в дугу будет послан второй стабилизирующий импульс, вследствие разряде конденсатора С2, по цепи С2-обмотка W3.2-VS2-C2.

Управление VS1 и VS2 по току осуществляется с помощью Т2, подключенного на вход схемы управления через R1, а управление по напряжению на дуге - путем подключения входа схемы управления через R2 к дуговому промежутку. Трансформатор тока Т2 работает в режиме пик трансформатора и выдает импульс при каждом переходе тока через нулевое значение. Резистор R2 подобран так, что он может запустить VT1 и VT2 только при достижении на дуговом промежутке близкого к амплитудному значению напряжения трансформатора.

В настоящее время в промышленности применяются несколько типов устройств стабилизации горения дуги (УСГД) для параллельного подключения Они выпускаются в двух исполнениях: автономные и встроенные в сварочный источник питания. УСГД типа СД-2 и СД-100М. Изготавливаются только в автономном исполнении в виде отдельных приборов. Они могут быть подключены к любому стандартному трансформатору для ручной дуговой сварки. УСГД типа СД-3 выпускаются в автономном и во встроенном исполнении.

Все УСГД, кроме УСГД-1У2, предназначены для работы с трансформаторами, имеющими напряжение холостого хода, не ниже 60 В. УСГД-1У2 рассчитан на работу со сварочными трансформаторами с пониженным (до 45 В) напряжением холостого хода. В настоящее время такие трансформаторы серийно не выпускаются, поэтому они изготавливаются как встраиваемые приборы для комплектации вновь создаваемых трансформаторов.

Со встроенными УСГД выпускаются источники типа И-120УЗ (“Разряд-250" и "Разряд-160"), трансформатор дуговой комбинированный типа ТДК-315У2 и установка дуговая специальная типа УДС-251У2.