Сварочные выпрямители

Категория:
Сварка металлов


Сварочные выпрямители

Для преобразования переменного тока в постоянный в современной промышленности используют полупроводники, которые в контакте с металлами образуют электрические вентили — приборы, обладающие способностью хорошо проводить электрический ток в одном (прямом проводящем) направлении и плохо в обратном (запирающем) направлении. Для изготовления достаточно мощных вентилей пригодны особым образом приготовленные полупроводники из селена, германия и кремния высокой чистоты. Селеновые вентили’ нашли наиболее широкое применение. Германий целесообразен лишь для относительно небольших токов, обычно не свыше 50 а. Наиболее перспективен для выпрямителей значительной мощности кремний, он удобен для выпрямления токов в сотни и тысяч ампер. По мере развития производства кремниевых выпрямителей они становятся совершеннее в техническом отношении и стоимость их постепенно снижается.

Основным фактором, ограничивающим мощность выпрямителей, является их нагрев, нарушающий нормальную работу. Поэтому мощность и надежность работы выпрямителя зависит от совершенства и надежности его охлаждения, которое во многих случаях производится специальным вентилятором. Число вентилей в выпрямителе определяется схемой выпрямления, значениями выпрямленного тока и его напряжения. В сварочных выпрямителях обычно применяются одно- или трехфазные мостовые схемы двухполупе-риодного выпрямления (рис. 1).

В однофазной мостовой схеме вентили включены в четыре плеча моста (рис. 1, а). Нагрузка Н включена в одну диагональ моста, она питается выпрямленным током I =; действующее значение выпрямленного напряжения на выходе U — .К другой диагонали моста подведен однофазный переменный ток с действующим значением напряжения U Частота пульсаций выпрямленного тока 100 гц. В трехфазной мостовой схеме (схема Ларионова) вентили включены в шесть плеч трехфазного моста; пульсации выпрямленного напряжения уменьшены, частота их 300 гц (рис. 1, б). Трехфазная система выпрямления имеет ряд преимуществ перед однофазной: выше устойчивость дуги, равномерная нагрузка всех трех фаз силовой сети переменного тока, лучше используется трансформатор, питающий выпрямитель. Поэтому обычно в сварочных выпрямителях используется трехфазная схема выпрямления.

Однофазная мостовая схема обычно применяется в комбинированных источниках питания, когда сварка может производиться на постоянном токе при включенном блоке вентилей или на переменном токе при отключенных вентилях. Простейший сварочный выпрямитель с падающей характеристикой, состоящий из трансформатора с увеличенным магнитным рассеянием и блока вентилей, удовлетворяет требованиям к обычным источникам для ручной дуговой сварки.

Трансформаторы для выпрямителей могут быть построены по тем же схемам, что и сварочные трансформаторы. Существуют и более сложные схемы сварочных выпрямителей, с регулировочными дросселями насыщения, со стабилизаторами напряжения и пр. Целесообразность таких устройств сомнительна из-за сложности и высокой стоимости; вряд ли они смогут конкурировать с электромашинными преобразователями в условиях ручной дуговой сварки. Конечно, для специальных целей более сложные устройства могут быть вполне целесообразными. Приведем основные технические данные сварочных выпрямителей ВД-101 и ВД-301 для ручной дуговой сварки. Выпрямители передвижные, состоят из понижающего трехфазного трансформатора с увеличенным магнитным рассеянием, выпрямительного кремниевого блока с вентилятором для охлаждения, пускорегулирую-щей и защитной аппаратуры (рис. 2). Сопоставление сварочных выпрямителей с электромашинными преобразователями указывает на явные преимущества первых.

Рис. 1. Типовые схемы выпрямителей

Подобно электромашинным преобразователям, сварочные выпрямители могут быть не только однопостовыми с падающей внешней характеристикой, но и многопостовыми с жесткой характеристикой, с питанием отдельных сварочных постов через балластные реостаты. Наша промышленность выпускает многопостовые сварочные выпрямители на выпрямленный ток 1000, 1600 и 3000 а для одновременного питания постоянным током 6, 9 и 18 сварочных постов, рассчитанных на ток до 300 а каждый, при коэффициенте одновременности работы постов 0,6. Мощность, потребляемая выпрямителями из питающей силовой сети при полной загрузке, соответственно 77, 123 и 230 ква при cos ф = 0,89.

Опыт показывает, что выпрямители экономичнее электромашинных преобразователей, удобнее в эксплуатации, дают более устойчивую дугу, меньшее разбрызгивание металла, обладают лучшими динамическими свойствами и повышенным быстродействием сварочной цепи. Электромашинные преобразователи сохранят значение для сетей со значительно колеблющимся напряжением. Применение в этих случаях выпрямителей со сложными стабилизаторами питающего напряжения во многих случаях нецелесообразно.

Рис. 2. Сварочный выпрямитель ВД-301

—-

Преимущества сварочных выпрямителей перед преобразователями заключаются в отсутствии вращающихся частей, более высоком к. п. д. и меньших потерях энергии при холостом ходе, бесшумности работы, равномерной загрузке трехфазной сети, меньшей массе и более широких пределах регулирования сварочного тока и напряжения. Эти преимущества позволяют широко использовать сварочные выпрямители вместо преобразователей, особенно в условиях стационарного производства.

Сварочный выпрямитель состоит из двух основных частей: понижающего (обычно трехфазного) трансформатора с устройством для регулирования тока или напряжения и выпрямительного блока, состоящего из селеновых или кремниевых вентилей.

Конструкцию сварочного выпрямителя несколько усложняет входящий в него вентилятор для охлаждения выпрямительного блока. Вентилятор сблокирован с выпрямителем воздушным реле. Если вентилятор поврежден, то выпрямитель не включается, если повреждение произойдет во время работы, то выпрямитель выключится.

Рис. 3. Сварочный выпрямитель ВДУ-504

Промышленностью выпускаются однопостовые и многопостовые сварочные выпрямители. Однопостовые выпрямители рассчитаны на получение либо жесткой и пологопадающей, либо крутопадающей вольт-амперной характеристики; выпускаются также универсальные выпрямители с крутопадающими и жесткими характеристиками. Сварочный ток чаще всего регулируется изменением расстояния между обмотками трансформатора (подвижные обмотки первичные). Регулирование напряжения производится секционированием первичной обмотки, т. е. изменением коэффициента трансформации.

Многопостовые сварочные выпрямители выпускаются для одновременного питания шести, девяти и восемнадцати сварочных постов; они комплектуются соответствующим количеством балластных реостатов РБ-301.

Внешний вид универсального выпрямителя ВДУ-504 представлен на рис. 3.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум