Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители

Сварочный выпрямитель представляет собой ап­парат, преобразующий переменный ток в постоянный (пульсирующий) при помощи полупроводниковых вен­тилей. Его действие основано на том, что полупро­водниковые элементы проводят ток только в одном направлении, в то время как в обратном направлении полупроводники электрический ток практически не пропускают.

Сварочный выпрямитель состоит из двух основ­ных частей: трансформатора с устройством для регу­лирования сварочного тока или напряжения и выпря­мительного блока, собранного по трехфазной мосто­вой схеме.

В сварочных выпрямителях используются селе­новые и кремниевые вентили (полупроводники). Селе­новые вентили имеют небольшой КПД, но обладают большей перегрузочной способностью, чем кремние­вые. Поэтому селеновые вентили применяются в вып­рямителях как с падающей, так и с жесткой характе­ристикой. Кремниевые же применяются в выпрямите­лях с падающей характеристикой, т.е. там, где ток короткого замыкания незначительно превышает рабо­чий ток. К тому же кремниевым вентилям требуется охлаждение, поэтому выпрямители с такими вентиля­ми оснащаются вентиляторами.

Падающая характеристика в сварочном выпря­мителе создается включением в цепь реактивной ка­тушки или применением трансформатора с увеличен­ным магнитным рассеянием. Во многих выпрямителях трансформаторы имеют подвижные первичные об­мотки.

Сварочный ток регулируют при помощи секцио­нированных обмоток трансформатора, специальным дросселем насыщения или изменением расстояния между обмотками.

Существуют следующие типы выпрямителей: ВВС-120-4, ВД-102, ВД-302 - с селеновыми вентилями; ВКС-120, ВКС-300, ВД-101, ВД-301, ВКСУ-500-2 - с кремниевыми вентилями.

Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращаю­щимися роторами, так как они имеют лучшие энерге­тические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (в результате более широких пределов регулирования), у них к тому же отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки в них заме­нены на алюминиевые.

Принцип работы сварочного выпрямителя. Сва­рочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам:

Рекомендуемые материалы

•  однофазной   мостовой   двухполупериодного выпрямления;

•  трехфазной мостовой.

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значе­ниях выпрямленного напряжения и тока, более рав­номерную загрузку всех трех фаз силовой сети и луч­шее использование трансформатора сварочного вып­рямителя.

При работе выпрямителя по этой схеме в каж­дый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.

Сварочные выпрямители, в зависимости от вне­шних характеристик, можно разделить на три типа:

•  с крутопадающими характеристиками;

•  с жесткими (или пологопадающими) характе­ристиками;

• универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих ха­рактеристик.        

Выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками. Выпрямители предназначаются для ручной дуговой сварки и сварки неплавящимся электродом в защитных газах. Сварочный выпрями­тель в этом случае состоит из понижающего транс­форматора и выпрямительного блока. К этой группе относятся выпрямители ВСС-300-3, ВСС-120-4.ВКС-500 и другие.

Выпрямитель ВСС-300 представляет собой однопостовую сварочную установку, состоящую из пони­жающего трансформатора, блока селеновых шайб, пускорегулирующей аппаратуры, смонтированной в общем кожухе, и вентилятора для охлаждения транс­форматора. Трехфазный понижающий трансформатор выполнен с увеличенным магнитным рассеянием, что обеспечивает создание семейства падающих внешних характеристик. Сварочный ток регулируется измене­нием расстояния между первичной и вторичной об­мотками понижающего трансформатора.

Чтобы уменьшить ход подвижных обмоток, тре­буемые пределы регулирования величины сварочного тока стараются получить одновременным переключе­нием первичной и вторичной обмоток с "треугольника" на "звезду". Выпрямительный блок выполнен по трех­фазной мостовой схеме и состоит из трех соединенных параллельно селеновых столбов с пластинами разме­ром 100-400 мм.

Электрическая схема обеспечивает выключение выпрямителя от чрезмерного перегрева. Выпрямитель снабжен фильтрами для подавления радиопомех.

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками применяются для сварки плавя­щимся электродом в углекислом газе и других защит­ных газах, а также могут применяться для сварки под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Их также можно использовать для сварки порошковой проволокой СП-2.

Универсальные сварочные выпрямители. Вып­рямители типа ВСУ, ВДУ обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних ха­рактеристик, поэтому их можно применять для руч­ной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами в защитных га­зах и для сварки под флюсом.

Универсальный выпрямитель состоит из пони­жающего трансформатора, дросселя насыщения с об­мотками обратной связи выпрямительного блока.

Выпрямители типа ВСУ, СДУ обеспечивают по­лучение жестких внешних характеристик с повышен­ным напряжением холостого хода до 68 В, что зна­чительно облегчает зажигание сварочной дуги и обес­печивает стабильное ее горение.

Эксплуатация выпрямителей. Перед началом работы на выпрямителе следует проверить сопротив­ление изоляции (лучше всего мегомметром). На пер­вичном контуре оно должно быть не ниже 1 МОм, на вторичном не меньше 0,5 МОм. В случае понижения сопротивления изоляции выпрямитель необходимо просушить (внешним нагревом, обдувая теплым воз­духом). Температура обмоток при сушке не должна превышать 100 °С.

Выпрямитель, не эксплуатировавшийся больше 1 года, следует перед работой включить на 20 минут на напряжение, равное половине номинального, а за­тем на 4 часа на номинальное напряжение без нагруз­ки. Это необходимо сделать для подформовки полу­проводниковых элементов.

Ещё посмотрите лекцию "1 Введение" по этой теме.

Выпрямители необходимо укрывать от атмос­ферных осадков и беречь от сырости. Один раз в ме­сяц следует очищать от грязи и сырости, продувая сжатым сухим воздухом. Один раз в полгода трущие­ся части смазывать тугоплавкой смазкой.

При периодических осмотрах необходимо устра­нять все мелкие неисправности, проверять контакты, следить за работой вентилятора (при работе на двух фазах вентилятор может быстро сгореть и вывести из строя выпрямитель). Один раз в три месяца следует тщательно очищать полупроводниковые элементы от пыли и грязи с помощью сжатого воздуха.

Выпрямитель снабжается тепловой защитой, при выходе которой из строя особенно тщательно следует вести наблюдение за нагрузкой в сварочной цепи, которая не должна превышать нагрузок, ука­занных в паспорте, чтобы не допускать перегрева выпрямителя.

В процессе эксплуатации выпрямителей встре­чаются следующие неисправности:

• выпрямитель дает пониженное напряжение холостого хода и почти вдвое меньший сва­рочный ток - это происходит из-за сгорания одного из предохранителей в первичной цепи выпрямления, плохого поджатия контактов магнитного пускателя, недостаточного завин­чивания гаек доски переключений;

• выпрямитель не дает напряжения — это про­исходит в результате засасывания охлаждаю­щего воздуха не со стороны жалюзи, заеда­ния в реле контроля вентиляции или прекра­щения работы вентилятора.