Изучение источников питания, подразделяющих­ся по роду тока, их устройство и принципиальные схемы

                                Модуль 1 . Лабораторная работа № 2.

«Источники питания для дуговой сварки и их принципиальные схемы»

Цель работы: Изучение источников питания, подразделяющих­ся по роду тока, их устройство и принципиальные схемы.

Содержание отчета:

 1 .Описание сварочного генератора, его принцип работы.

 2. Описание сварочного трансформатора, его принцип работы.

 3.Описание сварочного выпрямителя, его принцип работы.

Источники питания током сварочной дуги

Источник питания сварочным током должен: обес­печивать легкое зажигание и устойчивое горение дуги; создавать необходимые напряжение и силу тока; обладать высокими динамическими свойствами; быть максимально простым при подключении к сети и регулировании силы тока и безопасным при эксплуатации; обладать хорошей ремонтоспособностью.

Все источники питания электрическим током подразделяются по различным признакам:                                                            

1.  По роду тока; а) переменный ток - трансформаторы; ) б) постоянный ток — генераторы и выпрямители.                          

2.  По внешней вольтамперной характеристике:

а) с падающей характеристикой (напряжение уменьшается с увеличением  силы тока);

б) с жесткой характеристикой (при увеличении силы тока, напряжение остается постоянным);

в) с возрастающей  характеристикой.

   Источники питания с падающей характеристикой применяют при ручной и автоматической сварке под флюсом. При сварке в среде защитных  газов электрошлаковой сварке используют источники питания с жесткой или возрастающей характеристикой.                                                                                             ]

3.  По    количеству    одновременно    подключенных    постов: а) однопостовые; б) многопостовые.

4.  По способу установки: а) передвижные; б) стационарные.

Генераторы. Генератором   (преобразователем)   называется

электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Принцип действия электрического генератора основан на явлении электромагнитной индукции—возникнове­нии электродвижущей силы в проводнике при перемещении его     в магнитном поле, пересекающем этот проводник. Если концы  проводника, в котором возникает электродвижущая сила (ЭДС), замкнуть на какое-либо сопротивление, в цепи под действием ЭДС будет протекать ток.

По принципу работы сварочные генераторы подразделяются на три вида: с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; с самовозбуждением, параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей об­мотками; с расщепленными полюсами.

Для сварки на постоянном токе в промышленности применяют преобразователи, состоящие из генератора и электродвига­теля. 

Наиболее  распространены  преобразователи  ПСО-500  и  ПСГ-500. Первые имеют падающую характеристику, вторые — жесткую.

Рис. 26. Общий вид преобразователя ПСО-500.

1 — корпус; 2 — электродвигатель; 3 — вентилятор; 4 — катушки; 5 — генератор тока; 5 —коллектор; 7 — щетки токосъемника;           8-маховичок реостата; 9 — зажимы; 10 — амперметр; /( — рукоятка пакетного переклю­чателя.

В зависимости от соединения фаз звездой или треугольником электродвигатель может работать от напряжения в сети 220 или 380 В.

Сварочный генератор преобразователя ПСО-5О0 имеет четыре главных и два дополнительных полюса. На двух главных полю­сах размещены обмотки независимого возбуждения, а на дру­гих двух полюсах - последовательные размагничивающие об­мотки возбуждения. Дополнительные полюса служат для умень­шения магнитного потока реакции якоря. Пускорегулировочная и контрольная аппаратура находится на корпусе преобразова­теля. Сварочный генератор преобразователя ПСГ-500 представляет собой четырехполюсный генератор с самовозбуждением. Для обеспечения нормальной коммутации генератор снабжен двумя дополнительными полюсами, катушки которых последовательно включены в цепь якоря. Обмотки независимого возбуждения расположены на всех четырех главных полюсах и питаются не от дополнительной щетки, а непосредственно от главных щеток

генератора. Жесткая характеристика обеспечивается специальной системой самовозбуждения — одна пара глав­ных полюсов имеет более насыщенные сердечники, выполненные с разрезами в средней части их. Катушки возбуж­дения этих полюсов включены парал­лельно с катушками возбуждения двух других полюсов (без вырезов) и через добавочное подрегулировочное сопро­тивление подключены к щеткам гене­ратора.

Общий вид преобразователя ПСО-500 показан на рнс. 26. Технические данные сварочных преобразователей приведены в табл. 1. Сварочные трансформаторы. Принцип устройства простей­шего трансформатора показан на рис. 27.

Трансформатор со­стоит из магнитопровода, первичной обмотки 2 и вторичной 3. Если по обмотке с большим числом витков пропускать перемен­ный ток, он будет намагничивать магнитопровод, создавая в нем переменный магнитный поток Ф, который воздействует на витки, вследствие чего в ней появляется индуктированный переменный ток. Вторичное напряжение зависит от число мотков.

Технические  данные сварочных преобразователей                                                                              Таблица 1
Марка преобразо­вателя	Сила тока, А	Продолжительность работы, %	Пределы     регулирования    силы тока, А	Вторичное напряжение	Пределы регулирования напряжения	Коэффициент   полезного   действия	Мощность приводного двигателя, кВт	Масса, кг
ПСО-500'	500	65 .	140-500	40	26-40	0,54	28	780
ПСГ-500	500	65	50-500	35	15-40	0,65	28	500

         

  Рис. 27. Принцип устройства

  простейшего трансформато­ра

 (две обмотки насажены на замкнутый мапштопровод).

По схеме а в первую половину периода ток проводят вентили 1 и 3, во вторую — 2 и 4.

По схеме б каждую шестую часть пе­риода работает поочередно пара вентилей, например, 1—5, 2—4, 3—6 и т. д. В этом случае кривая U_Bвыпрямленного тока ста­новится близкой к прямой линии.

В отечественной промышленности выпускаются выпрямители для сварки нескольких типов, которые отличаются по внешним характеристикам, по мощности, видам регулировки и конст­руктивным особенностям.

Выпрямители типа ВС, раз­работанные ВНИИЭСО, Ин­ститутом электросварки                 им. Е. О.Патона и другими, имеют жесткие пологопадающие ха­рактеристики.

 Наиболее рас­пространенный выпрямитель ВС-300 состоит из следующих узлов:

1)    трехфазного понижаю­щего трансформатора с сек­ционными первичными отмет­ками, которые соединяются звездой или треугольником (в зависимости от применяе­мого напряжения). Вторичные обмотки соединяются только треугольником;

2)   выпрямительного блока из селеновых вентилей, со­бранных по схеме Ларионова;

3)  двух универсальных переключателей, установленных для переключения витков первичной обмотки трансформатора: П₁ для грубой регулировки напряжения (3 ступени) и П₂ для точ­ной регулировки (8 ступеней). Пользоваться переключателем П₁ можно только при отклонении нагрузки;

4)  дросселя, включенного в цепь выпрямленного тока, для получения необходимой скорости нарастания тока короткого замыкания и сглаживания пульсаций;

5)  двигателя вентилятора с рубильником и магнитным пу­скателем;

6)   воздушного реле.

Регулировка напряжения от 20 до 40 В осуществляется пе­реключением числа витков первичной обмотки трансформатора.

Многопостовый сварочный выпрямитель ВКСМ-1000 пред­назначен для выпрямления трехфазного переменного тока ча­стотой 50 Гц, в постоянный ток и служит для одновременного пи­тания постоянным током до шести постов при силе тока 300 А на каждом.

Выпрямитель имеет жесткую внешнюю характеристику. Получение падающей внешней  характеристики  и  регулирование силы сварочного тока на каждом отдельном посту осуществляется балластными реостатами. Выпрямитель ВКСМ-ЮОО — стационарный в однокорпусном исполнении. Он состоит из силового понижающего трансформатора, выпрямительного кремниевого блока с вентилятором, пускорегулирующей и защитной  

аппаратуры. Трансформатор выпрямителя — трехфазный стержневого типа.                                                                               

Сварочный выпрямитель ВД-301 предназначен для одно-постовой ручной сварки постоянным током. Каждый выпрями­тель изготовляется только на одно напряжение      сети — 220 и 380 В.

Падающая внешняя характеристика, необходимая для ста­бильного горения дуги, обеспечивается трехфазным понижающим трансформатором, выполненным с повышенной индуктивностью рассеяния, создаваемой расположением первичных и вторич­ных обмоток вдоль стержней сердечника на некотором расстоя­нии друг от друга.

Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей по трехфазной мостовой схеме.

Технические характеристики сварочных выпрямителей даны в табл. 3. Общий вид выпрямителя ВДМ-1001 показан на рис. 31.

Для выполнения сварочных работ на отдельных постах от многопостовых источников питания используют балластные рео­статы. Общий вид и электрическая схема одного из балластных реостатов приведены на рис. 32.