Сварочные однопостовые выпрямители. Выпускаемые современной промышленностью сварочные выпрямители, их классификация

Государственный комитет Российской Федерации

по высшему образованию

Комсомольский-на-Амуре политехнический институт

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства

СВАРОЧНЫЕ ОДНОПОСТОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по курсу "Источники питания сварочной дуги"

Комсомольск-на-Амуре 2007

УДК 621.791.65.03 (035.5)

Сварочные однопостовые выпрямители: Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Источники питания сварочной дуги" / Сост. - Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре политехн. ин-т, 2007. - 27 с.

Приведены общие сведения и методические указания по изучению конструкции, технических характеристик, принципа работы и регулирования параметров наиболее распространенных общепромышленных однопостовых выпрямителей для дуговой сварки.

Методические указаний предназначены для студентов всех форм обучения по специальности "Оборудование и технология сварочного производства".

Печатается по постановлению редакционно-издательского совета Комсомольского-на-Амуре политехнического института.

Согласовано со службой стандартизации.

Рецензент

Редактор

_________________________________________________________________

Подписано в печать

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Прогресс, достигнутый в области полупроводниковых элементов  на большие токи, привел к разработке и широкому распространению выпрямителей практически для всех видов дуговой сварки.

Сварочные выпрямители представляют собой установки преобразующие энергию трехфазной сети переменного тока в энергию постоянного тока. Выпрямители обеспечивают формирование необходимой для конкретного метода сварки внешней вольт-амперной характеристики и регулирование рабочих параметров в требуемых пределах.

По сравнению со сварочными преобразователями, выпрямители имеют ряд существенных преимуществ, а именно:

-более высокий коэффициент полезного действия и меньшие потери холостого хода;

-более широкие пределы регулирования сварочного тока и напряжения на дуге;

-отсутствие вращающихся частей (не считая вентилятора охлаждения), что значительно снижает шум и вибрацию при сварке;

-меньшие габариты и массу при той же мощности.

Выпускаемые промышленностью сварочные выпрямители можно разделить на группы:

-выпрямители с крутопадающими внешними вольт-амперными характеристиками для ручной дуговой сварки штучными электродами и механизированной сварки под флюсом;

-выпрямители с жесткими (пологопадающими) внешними вольт-амперными характеристиками для механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитных газов;

-универсальные выпрямители, электрическая схема которых обеспечивает работу, как на крутопадающих, так и на жестких вольт-амперных характеристиках.

Любой сварочный выпрямитель обязательно включает в себя следующие основные элементы:

-понижающий силовой трансформатор:

-выпрямительный блок, собранный на диодах или тиристорах;

-пускорегулирующую и защитную аппаратуру.

Трансформаторы, применяемые в выпрямителях, практически не отличаются по конструкции от трансформаторов для сварки на переменном токе. Основное отличие состоит лишь в том, что трансформаторы, используемые в сварочных выпрямителях, изготавливаются, как правило, трехфазными, что обеспечивает равномерную загрузку питающей сети по фазам. Так же как и для сварки на переменно токе, в выпрямителях используются трансформаторы с подвижными обмотками, с витковым регулированием и с отдельным дросселем.

В выпрямителях с жесткими вольт-амперными характеристиками обычно применяются трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, в выпрямителях с крутопадающими характеристиками - трансформаторы с увеличенным или нормальным магнитным рассеянием в сочетании с дросселем. Внешняя вольт-амперная характеристика выпрямителя, как правило, определяется вольт-амперной характеристикой трансформатора, однако в формировании характеристики может участвовать и выпрямительный блок, если он собран на тиристорах.

Из известных в технике схем соединения вентилей в сварочных выпрямителях нашли использование трехфазная мостовая, шестифазная с уравнительным реактором и шестифазная кольцевая схемы выпрямления. Наиболее распространенной схемой в выпрямителях с крутопадающими и жесткими внешними характеристиками, особенно в случае использования диодов, является трехфазная мостовая схема выпрямления. Она предопределяет простую схему трансформатора и наиболее эффективное его использование.

Трехфазная мостовая схема (рис.1,а) состоит из трехфазного трансформатора Т и шести вентилей. Вентили U1, U3, U5 у которых соединены катоды, образуют катодную группу, вентили U2, U4, U8 образуют анодную группу.               

На рис.1,б представлены кривые фазных напряжений Ua, Ub, Uc вторичных обмоток трансформатора и выпрямленного напряжения  Uд. Рассмотрим принцип работы выпрямительного моста. В точке 1 включается вентиль U1 фазу A, как имеющий наибольший положительный потенциал из всех вентилей катодной группы. С ним в паре работает вентиль U5 фазы В, имеющий в точке 1 наибольший отрицательный потенциал из вентилей анодной группы. В точке 2 происходит коммутация (переключение) тока в вентилях анодной группы - отключается вентиль U5 и включается вентиль U6 Фазы С.  В точке 3 происходит коммутация тока в вентилях катодной группы - отключается вентиль U1 и включается вентиль U2 фазы В и т.д. Таким образом, в любой момент времени открыты два вентиля - один в катодной, другой в анодной группе.