4.5. Однопостовые выпрямители серим вдг с жесткими характеристиками

Выпрямители серки ВДГ применяются для механизированной сварки в среде углекислого газа. В настоящее время серийно выпускаются выпрямители этой серии ВДГ-ЗСЗУЗ. ВДГ-601УЗ, ВДГИ-302УЗ (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Техническая характеристика	Тип выпрямителя
	ВДГ-303У3	ВДГ-601У3	ВДГИ-302У3
IHOM, А	315	630	315
UHOM, В	40	66	35
Uxx, B	60	 90	–
P HOM, кВА	21	69	17,3
к.п.д., %	73	82	250
масса, кг	230	560	66

Они рассчитаны на перемежающийся режим работы ПН=60 %} при принудительном воздушном охлаждении.

4.5.1. Выпрямители ВДГ с дросселями насыщения. В последние годы основным типом выпрямителя этой сери. стал ВД-302. Его структурная схема представлена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Функциональная схема выпрямителя ВДГ-302

Трансформатор Т с нормальным магнитным рассеянием имеет три ступени регулирования (рис. 4.10). Они реализуются переключением первичной обмотки пакетным переключателем. Соединение фаз первичной обмотки треугольником с отключением небольшого числа витков соответствует первой ступени регулирования (область I на рис. 4.10), без отключения витков – второй ступени (область 2 на рис. 4.10) и соединение фаз звездой с отключением витков – третьей ступени (область 3 на рис. 4.10). Плавное регулирование тока в пределах каждой ступени осуществляется трехфазным дросселем насыщения Др. Дроссель содержит шесть ленточных сердечников, рабочие обмотки которых включены в цепи силовых вентилей блока В₁. Обмотки управления дросселей соединены последовательно и получают питание через вспомогательный выпрямительный блок В₂ и феррорезонансный стабилизатор напряжения СН. Обмотки смещения также соединены последовательно и запитываются через вспомогательный блок В₃ от силового трансформатора. Магнитные потоки обмоток управления и смещения направлены встречно. Изменяя величину тока управления можно регулировать сварочный ток в заданных пределах (рис 4.11).

Рис. 4.10. Внешние харак-теристики выпрямителя ВДГ-302

Обмотки смещения предназначены для расширения пределов плавного регулирования на каждой ступени и поддержания сварочного тока постоянным при колебании напряжения сети.

И

Рис. 4.11. Регулировочная характеристика дросселя насыщения выпрямителя ВДГ-302

ндуктивность L включена в силовую цепь для повышения устойчивости горения дуги, т. к. при сварке плавящимся электродом в среде углекислого газа имеет место капельное замыкание дугового промежутка.

Ранее выпускались выпрямители ВДГ-301, которые имели аналогичное устройство, но худшие технико-экономические показатели В настоящее время и ВДГ-302 сняты с производства. На смену им пришли выпрямители ВДГ-303. Они также выполнены на базе трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием и дросселей насыщения. ВДГ-303 имеет бесступенчатую автоматическую подстройку индуктивности сварочной цепи.

4.5.2. Выпрямители ВДГ с тиристорными вентилями. Блок-схема выпрямителя ВДГ-601 показана на рис. 4.12.

Рис. 4.12. Функциональная блок-схема с тиристорными вентилями

Выпрямительный блок В собран на управляемых кремниевых вентилях по трехфазной мостовой схеме. Регулирование сварочного напряжения, его стабилизация и формирование внешних характеристик осуществляется путем воздействия на управляющие электроды тиристоров. Оно реализуется с помощью блока управления БУ, получающего питание от вспомогательного трансформатора Т₁. Стабилизация выпрямленного напряжения производится обратной связью силовой цепи с блоком БУ. При изменении напряжения сети от + 5 до – 10 % от номинальной величины напряжения на выходе поддерживается постоянным с точностью I В в диапазоне рабочих напряжений I8...50 В и с точностью 5 В в диапазоне 50...60 В.

Характеристики ВДГ-601 несколько отличаются от характеристик ВДГ с дросселями насыщения (на рис. 4.13 показана область режимов для одной ступени регулирования). Начальные участки характеристики более крутые, на средних и больших токах – абсолютно жесткие. Режим малых токов применяется для наложения вертикальных швов и заварки кратеров, режим больших токов – для выполнения горизонтальных ш

Рис. 4.13. Внешние харак-теристики выпрямителя ВДГ-601

вов. Режимы сварки настраивают заранее. При режиме малых токов уменьшают скорость подачи проволоки, а индуктивность увеличивают (переключением выводов обмотки дросселя). ВДГ-601 снабжен дистанционным переключателем режимов сварки.

Выпрямители ВДГМ-302УЗ предназначены для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов.

4.5.3. О других выпрямителях с жесткими характеристиками. Речь идет о выпрямителях этого класса серий ВС, ВС.К, ИПП, ВСЖ, которые также, как и ВДГ-301, ВДГ-302 промышленностью не выпускаются, но еще находятся в эксплуатации.

Первичная обмотка трехфазного трансформатора выпрямителя серии ВС секционирована. Регулирование тока осуществляется в три ступени путем переключения числа первичной обмотки. Плавное регулирование внутри каждой ступени производится также переключением витков первичной обмотки. Таким образом, выпрямители этого типа имеют 24 ступени выходного напряжения. Они выпускались на токи 200...600 А (ВС-200, ВС-300. ВС-500. ВС-600). ВС-1000 имел реактивный делитель напряжения, обмотки которого включались в каждую фазу перед вентилями. Плавное регулирование тока производилось изменением индуктивности обмоток делителя.

Выпрямители ВСК имеют вольтодобавочные трансформаторы, вторичные обмотки которых включаются последовательно со вторичными обмотками силового трансформатора. Его влечение может быть встречным иди согласным. В сочетании с переключением числа витков первичной обмотки силового трехфазного трансформатора это дает достаточное число ступеней регулирования выходного Напряжения. Плавное регулирование можно осуществлять изменением напряжения первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора. Выпрямители этой серии выпускались на токи 150...500 А (ВСК-150. ВСК-300. BCK-300-IA, ВСК-500). Они имели поджигающее устройство в виде отдельного трансформатора с выпрямителем, подключенное параллельно силовой цепи. В диапазоне малых токов оно обеспечивало повышение напряжения до 60 В.

В выпрямителях серии ИПП малой мощности (ИПП-120П, ИПП-300П) для регулирования тока использовался вольтодобавочный трансформатор, запитанный от трех механически связанных автотрансформаторов со щетками скольжения. В выпрямителях большой мощности (ИПП-500, ИПП-1000П) для этой цели используют секционированную первичную обмотку трехфазного трансформатора.

В отличие от перечисленных в этом подразделе выпрямителей, представляющих собой прошлое истории источников постоянного тока, выпрямители типа ВСЖ являются современным оборудованием. По некоторым показателям они даже превосходят ВДГ-302.

Выпрямители ВСЖ имеют силовой трансформатор сложной конструкции. На стержнях броневого сердечника расположены: у нижнего ярма первичная обмотка и часть вторичной, у верхнего ярма – оставшаяся часть вторичной. В образовавшиеся между катушками окна вставлены дополнительные стержневые сердечники с обмотками управления на них. Верхнее ярмо имеет увеличенное сечение и образует также два окна, где находятся еще две обмотки управления. Блок выпрямления собран на неуправляющих вентилях.

Полуобмотки вторичных катушек включаются последовательно и согласованно. В схеме имеются три трансформатора тока, являющихся датчиками вторичного напряжения, транзисторный блок сравнения напряжения, усилитель (также на транзисторах), которые воздействуя на обмотки управления трансформатора, позволяют поддерживать напряжение дуги постоянным независимо от колебаний напряжения сети.

По своим технико-экономическим и технологическим показателям эти источники постоянного тока (ВСЖ-301, ВСЖ-303) значительно уступают выпрямителям типа ВДУ и ВСВУ.