зварювальні випрямлячі

Зварювальні випрямлячі є пристроями для перетворення напруги змінного струму в напругу постійного струму для отримання зварювальної дуги.

Сварка на постійному струмі має переваги в порівнянні зі зварюванням на змінному струмі: підвищується стабільність горіння дуги через відсутність нульових значень зварювального струму, збільшується глибина проплавлення зварюється, знижується розбризкування металу, підвищується міцність металу шва і знижується кількість дефектів шва. Тому зварювання відповідальних з'єднань краще виконувати на постійному струмі.

Деякі метали зварюються на постійному струмі, наприклад, високолеговані і теплотривкі стали, чавуни, титан, сплави на основі міді та нікелю.

Елементами зварювального випрямляча є силовий трансформатор, випрямний блок на напівпровідникових приладах, пристрої пуску, регулювання, захисту, вимірювання, охолодження.

У зварювальних випрямлячах бажано застосування трифазного струму, при якому менше пульсації випрямленої напруги.

Силові трансформатори для живлення випрямного блоку за принципом дії і пристрою схожі з трансформаторами для зварювання на змінному струмі. Для випрямлення струму використовуються некеровані напівпровідникові вентилі-діоди або керовані напівпровідникові вентилі-тиристори.

Важливими елементами зварювального випрямляча є радіатори охолодження вентилів, вентилятор, який включається перед пуском випрямляча. елементи захисту від струмових перевантажень і перегріву.

Регулювання зварювального струму в випрямлячах здійснюється електромеханічним або електричним методами. При електромеханічному регулюванні зміна струму відбувається до випрямного блоку, і на випрямляють вентилі надходить змінний струм, який має задані параметри. При цьому застосовуються трансформатори зі збільшеним магнітним розсіюванням або з керованим магнітним шунтом.

Одним із способів електромеханічного регулювання струму зварювання є застосування випрямлячів з трансформаторами, що мають секціоновані обмотки вищої напруги які можуть включатися послідовно перемикачем. При цьому відбувається поетапне зміна струму у вторинному ланцюзі силового трансформатора. Такі випрямлячі прості у виготовленні і надійні в експлуатації, їх застосування доцільно для напівавтоматичного зварювання в середовищі захисних газів, так як вони мають жорстку зовнішню характеристику.

Ступеневу зміна сили зварювального струму може проводитися із застосуванням Вольтододаткові трансформаторів, обмотки яких включаються згідно або зустрічно з вторинними обмоткам силового трансформатора. Плавна зміна струму в межах кожного ступеня проводиться зміною напруги в первинній обмотці вольтододавального трансформатора.

Електричні схеми регулювання зварювального струму в зварювальних випрямлячах застосовуються в випрямних блоках або після них.

Найпоширенішою схемою регулювання зварювального струму є схема із застосуванням тиристорів. При цьому регулювання зварювального струму виробляється зміною часу відкриття тиристорів протягом напівперіоду напруги, одержуваного від трансформатора. Це час відкриття тиристорів змінюється системою імпульсно-фазового управління (СІФУ) і називається кутом регулювання. Виходить плавне регулювання струму зварювання, яку можна здійснювати і дистанційно, і виходить дуга з високою стабільністю роботи.

На рис. 7 приведена електрична схема, що показує принцип дії зварювального трифазного випрямляча, яка є спрощеною. На схемі показані тільки зварювальний трансформатор і блок напівпровідникових діодів зі зварювальної дутої.

Мал. 7. Спрощена принципова схема зварювального випрямляча: Т- трансформатор понижуючий; VD1-VD6 - блок випрямних вентилів; Iв - струм вентиля; Id - випрямлений струм

Мал. 8. Принципова електрична схема зварювального випрямляча: КМ - магнітний пускач включення випрямляча; Т1 - трансформатор понижуючий; Т2 - трансформатор в ланцюзі управління; А - магнітний підсилювач; К1 - реле захисту від аварійних режимів; К2 - реле контролю роботи вентилятора; М - електродвигун; S - перемикач обмоток трансформатора на схеми "зірка - зірка" або "трикутник - трикутник"

На рис. 8 приведена принципова електрична схема зварювального випрямляча ВД-306. Силовий трансформатор Т1 включається магнітним пускачем КМ. Від трансформатора отримує харчування блок випрямних вентилів VD1-VD6. Також отримує харчування двигун вентилятора через автоматичний вимикач QF і системи захисту.

Перемикання діапазонів зміни зварювального струму здійснюється перемиканням первинних і вторинних обмоток трансформатора Т1 в «трикутник-трикутник» (діапазон великих струмів) або в «зірку-зірку» (діапазон малих струмів). Таке перемикання діапазонів забезпечує зміну величини зварювального струму в три рази без додаткової витрати активних матеріалів.

Плавне регулювання струму всередині діапазону проводиться за рахунок зміни відстані між котушками первинного і вторинного напруг трансформатора Т1. Випрямний блок складається з шести кремнієвих вентилів VD1-VD6, з'єднаних за трифазною мостовою схемою випрямлення.

Вентиляція випрямляча - повітряна примусова, робота якої контролюється вітровим реле К2. При відсутності вентиляції контакт К2 вітрового реле розмикається і пускач КМ відключає випрямляч від мережі, так як контакт реле К2 включений в ланцюг управління магнітного пускача КМ.

Випрямляч має також захист, що відключає його від мережі при виході з ладу одного з вентилів випрямного блоку або при пробої на корпус вторинної обмотки трансформатора. Захист складається з магнітного підсилювача А, трансформатора Т2 і реле К1. У нормальному стані змінний струм, поточний по фазним проводам, які проходять через вікно муздрамтеатру магнітного підсилювача, що не насичує муздрамтеатр, і все напруга падає на обмотках підсилювача. При аварійних режимах в фазних проводах з'являється постійна складова струмів, муздрамтеатр магнітного підсилювача насичується, в ланцюзі реле К1 з'являється струм і воно спрацьовує, розмикаючи ланцюг управління магнітного пускача КМ, який відключає випрямляч від мережі.