Будова та принцип роботи випрямляча
4.1 Випрямляч має падаючі зовнішні характеристики для базового струму і жорсткі (пологопадаючі) зовнішні характеристики для імпульсного струму. Загальний вигляд випрямляча показаний на рисунку 4.1.
Живлення випрямляча здійснюється від промислової трифазної мережі змінного струму.
4.2 Плавне регулювання зварювальної напруги (при падаючих і жорстких зовнішніх характеристиках) здійснюється резисторами на панелі керування (місцеве регулювання), а також можливо від напівавтомата (дистанційне регулювання) тільки під навантаженням.
4.3 Принципова електрична схема приведена на рисунку 4.2.
4.4 Заземлення корпуса випрямляча здійснюється за допомогою спеціального болта відміченого знаком "земля".
4.5 Для підключення мережі живлення з боку передньої стінки є роз'єм ХРІ з ємкісними фільтрами С1 - СЗ і резисторами Р1,Р2,Р5 для захисту від перешкод радіоприймача, що виникають при зварюванні.
4
4.7 Для приєднання зварювальних кабелів на передній стінці є два гнізда роз'ємів: один з них ХS8, позначається знаком "+", інший ХS9 - знаком "-".
4.8 На передній стінці розташований роз'єм ХS4 для підключення виносного пульта керування.
4.9 В верхній частині передньої стінки, ліворуч розташована ніша для встановлення блоку керування напівавтомата,який підключається до випрямляча через роз'єм XS2. Роз'єм розташований усередині ніші.
4.10 У правій частині передньої стінки встановлена панель керування випрямлячем.
4.11 На панелі керування випрямлячем розташовані:
сигнальна лампа контролю напруги НТ, перемикач частоти імпульсів S2, резистор регулювання базової напруги R4 і резистор рсгулювання імпульсної напруги R3, а також пускова S3 і стопова S4 кнопки включення-відключення випрямлячa, S5- тумблер попереднього настроювання режиму зварювання.
4.12 Під дахом кожуха усередині випрямляча розташований запобіжник F5- захисту трансформатора Т2; F1,F2,F3 - захисту двигуна вентилятора; F6 – захисту дроселя L1,F12 –захисту трансфосматора ТЗ блоку керування випрямлячем.
4.13 В залежності від того, які з тиристорів підпалюються, випрямляч може працювати в трьох режимах: режимі базового струму, у режимі імпульсного струму і в основному режимі - режимі пульсуючого струму.
4.14 При роботі випрямляча в режимі базового струму відбувається підпалювання тиристорів VI і V3 кожного в свій напівперіод (тиристори V2 і V4 не підпалюються). Напруга вторинної сторони трансформатора TI випрямленa при допомозі попарно працюючого тиристора VI з діодом V5 і тиристора VЗ з діодом V 6, подається на навантаження Rн, через дросель L2.
4.15 На вхід каналу керування тиристорами V1 і V 3 подається постійна напруга, рівень якої може змінюватися в широких межах (сигнал керування).Фаза передніх фронтів імпульсів прямокутної форми, подаваних на керуючі електроди тиристорів (керуючих імпульсів) в залежності від рівня може мінятися в широких межах щодо синусоїди живильної напруги. Напруга керування являє собою посилений сигнал неузгодженості між напругами завдання і зворотного зв'язку. Зворотній зв'язок може бути заведений як по вихідній напрузі, так і по базовому струму (струму дроселя). Зворотний зв'язок по струму забезпечує автоматичний перехід на різний нахил зварювальних характеристик у залежності від величини струму.
У залежності від коефіцієнта нахилу базових ВАХ на схему керування заводиться зворотній зв'язок по струму, з тим чи іншим коефіцієнтом зворотного зв'язку (Кос.) При падаючих ВАХ базового струму до 120 А зворотний зв'язок по струму заводиться на схему керування у всіх випадках і з незмінним Кос. При жорстких базових ВАХ, обумовлених жосткістю трансформатора ТІ і дроселя L2, Кос по струму зменшується пропорційно величині струму тому що напруга зворотного зв'язку, що заводиться на схему керування, залишається постійною по величині). Ріст базового струму, при зменшенні опору навантаження, припиняється при величині 380 А (струм відсічки). У цьому випадку Кос по струму зменшується пропорційно величині струму і визначається як сума Кос падаючих ВАХ і Кос ВАХ відсічки.
Зворотний зв'язок по вихідній напрузі заводиться на схему керування тільки в тому випадку, якщо величина вихідної напруги випрямляча менше 10 В (напруги запалювання) і з Кос, що лінійно зменшується пропорційно вихідній напрузі випрямляча. Застосування зв'язку по напрузі живильної мережі дозволяє здійснити на всьому інтервалі зміни базового струму стабілізацію вихідної напруги випрямляча при коливанні мережі живлення.На рисунку 3 зображені базові ВАХ.
4.16. Оптронні тиристори VII i V12 призначені для отримання струму живлення. Їх підпалювання, кожного в свій напівперіод здійснюється каналом управління струмом підживлення. Напруга вторинної обмотки трансформатора ТІ, випрямлена за допомогою тиристорів VII i V12, подається на навантаження Рн, через дросель L1. Протікаючий через навантаженння струм підживлення, величина мінімального миттєвого значення, якого встановлюється каналом керування струмом живлення 5А, але дозволяє зварній дузі обриватись до нуля в випадку, коли величина базового струму рівна нулю. Підтримка струму живлення на рівні не нижче струму установки здійснюється при допомозі зворотнього зв’язку від струму живлення заведеного на схему управління цим струмом. На рисунку 4.3 зображено базові ВАХ та ВАХ підживлення випрямляча.
4.17. Тиристори V2 i V4 призначені для отримання імпульсного струму і їх підпалювання здійснюється імпульсним каналом управління (тобто каналом управління, здійснюючим підпалювання тиристорів, які створюють імпульсний струм). Імпульсна напруга випрямляча може змінюватись плавно в межах всього інтервалу зміни імпульсного струму шляхом зміни напруги завдання (и). Імпульсні ВАХ, зображені на рисунку. 4 визначаються жорсткістю трансформатора ТІ.
4.18. При роботі випрямляча в основному режимі - режимі пульсуючого струму, відбувається періодичне переключення випрямляча з режиму базового струму на режим імпульсного струму. У випадку відсутності базового струму через навантаження протікає зглажувальний і безбезперервний струм підживлення.
4.19. Схема керування зварювального випрямляча складається з наступних основних блоків: панелі керування випрямлячем (А1), блоку апаратури (А2), блоку оптронних тиристорів (АЗ), блоку захисту (А4), блоку зворотніх зв'язків (А5), блоку генераторів (А6), блоку виходів (А7), блоку елементів (А8).
Панель керування дозволяє включати і виключати випрямляч, формувати сигнали керування, які подаються на вхід базового й імпульсного каналів, контролювати величину вихідної напруги і струму випрямляча.
6
Блок захисту служить для згладжування струму підживлення і формування зворотнього зв'язку по струму, що заводиться на схему керування струмом підживлення.
Блок зворотних зв'язків призначений для формування сигналів зворотних зв'язків по струму і напрузі, а також стабілізованої напруги +5В.
Блок генераторів служить для формування сигналів, які забезпечують стабілізацію вихідної напруги випрямляча при коливанні напруги мережі живлення, що забезпечують одержання лінійної залежності вихідної напруги випрямляча при лінійному сигналі завдання і подання на вхід базового й імпульсного каналів керування, а також для створення імпульсів, які усувають явище "напівхвильового ефекту" і заводять на вхід керування базовим каналом підживлення.
Блок виходів складається з каналів керування, що служать для перетворення сигналів керування в імпульси керування тиристорами, а також для блокування цих імпульсів по закінченні циклу зварювання і при несправності в системі вентиляції.
Блок апаратури призначений для забезпечення напругою живлення кіл керування випрямляча і захисту від перевантажень по струму цих кіл.
Рисунок4.3. -Базові ВАХ і ВАХ підживлення випрямляча
Рисунок4.4.-Імпульсні ВАХ випрямляча.