Каталог организаций

Сварочные выпрямители

До 50-х годов ХХ века для получения постоянного тока при сварочных работах использовали генераторы. Затем научились производить кремниевые диоды. Широкое развитие получили сварочные выпрямители, которые можно использовать для сварки ответственных конструкций: трубопроводов, мостов и др.

Выпускаемые сварочные выпрямители можно подразделить на несколько видов по принципу формирования внешней характеристики:

Выпрямители для РДС с падающими внешними характеристиками. Падающая характеристика достигается за счёт применения трансформаторов с повышенным рассеянием

ВД-301

сварочный выпрямитель

Рассмотрим момент времени t1 (В фазе А – самый большой потенциал).

Звездой – малые токи, треугольником – большие токи, так как большое напряжение.

Разберём, как работают диоды. Для этого рассмотрим момент времени t1.
.

Включение звезды и треугольника грубое, а плавную характеристику обеспечиваем за счёт повышенного рассеяния, т.е. повышенного расстояния между первичной и вторичной обмотками.

Недостаток данного способа регулирования заключается в низком КПД источника питания.

Регулирование действующего значения тока и напряжения с помощью тиристоров.


Тиристоры выпрямляют переменный ток, т.е. проводят его в одном направлении, кроме симметричных тиристоров, но в отличие от них, работают только при подаче отпирающего импульса на управляющий электрод.

тиристор и диод

Если нет управляющего импульса, то тиристор вообще не проводит ток.

При подаче управляющего импульса имеем синусойду.

- это угол открытия тиристора.

Регулируя , т.е. время подачи отпирающих импульсов относительно нуля синусойды, мы регулируем длительность протекания тока в полупериоде, т.е. его действующее значение.

это угол открытия тиристора

Наибольшее значение действующего тока – при , наименьшего – при .

симметричный тиристор

Применяют тиристоры вместо диодов во вторичной цепи источников питания. Они регулируют величину сварочного тока и крутизну внешней характеристики источника питания. Причём, регулирование крутизны характеристики осуществляется путём переключения обратной связи управления углом , в зависимости от величины сварочного тока или величины падения напряжения.

При регулировании по току обычно формируют падающие характеристики, а по напряжению – жёсткие и полого падающие.

Это происходит с помощью электронных блоков управления момента включения угла .

Они не сложные, но в современных выпрямителях используют высокоскоростные цифровые системы управления, и регулирования действующего значения в пределах одного полупериода синусойды не достаточно.

Поэтому используют инверторные системы, в которых частота пульсаций и включений в 5-10 тысяч раз чаще, время импульса в 1000 раз меньше.

Но при этом удобнее регулировать не момент включения в течение одного полупериода (не успеет), а регулировать частоту следования, т.е. частоту прохождения этих полупериодов.

Регулирование величины сварочного тока с помощью простейшей схемы трёхфазного или однофазного трансформатора с изменением числа витков первичной обмотки.

однофазный выпрямитель

Недостаток однофазного выпрямителя типа ВДГ-160 заключается в наличии перерывов горения дуги.

Трёхфазный выпрямитель для сварки в СО2 обеспечивает снижение пульсаций выпрямленного напряжения, но если применим тиристоры во вторичной обмотке, то при угле 90-120 перерывы в горении дуги будут препятствовать качественной сварке, поэтому выпрямители имеют шестифазную обмотку – ВДР-300-1601.

трехфазный выпрямитель

Трансформатор имеет две вторичных обмотки, которые включены встречно, т.е. фазы в них сдвинуты на 180 относительно друг друга.

Тиристоры открываются только тогда, когда «+» находится на аноде, «- » - на катоде, поэтому короткого замыкания не происходит, но для развязки существует индуктивность L, которая называется уравнительным реактором. Его обмотка включается между нейтралями звёзд вторичных обмоток.

Т.е. частота во вторичной цепи в два раза выше, чем в первичной, и даже при глубоком регулировании тока частота пульсаций низкая.

Трансформатор тока ТТ своей первичной обмоткой включён в цепь сварочного тока, а вторичной - через обмотку согласуемого трансформатора ТС (для системы отсчёта). Выпрямитель на сопротивление выделяет падение напряжения пропорционально току дуги и синхронно синусоидальному напряжению сети.

Это падение напряжения подаётся на КБФУ, которое формирует отпирающие импульсы для тиристоров , и с помощью КБФУ

Изменяется от , регулируя величину сварочного тока и, в тоже время, поддерживая нужную характеристику (падающую или жёсткую), а также регулируя этот угол.

Также по теме:

Способы контактной сварки. Классификация способов контактной сварки.

Формирование соединения. Физико-химические условия образования соединения при контактной сварке.