Что такое ступенчатая регулировка сварочного тока

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. известны такие способы регулировки тока в сварочных трансформаторах: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. Все эти способы имеют как свои преимущества, так и недостатки. Например, недостатком последнего способа, является сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.

Наиболее оптимальным является способ ступенчатой регулировки тока, с помощью изменения количества витков, например, подключаясь к отводам, сделанным при намотке вторичной обмотки трансформатора. Однако, этот способ не позволяет производить регулировку тока в широких пределах, поэтому им обычно пользуются для подстройки тока. Помимо прочего, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. В этом случае, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что является причиной увеличения ее габаритов. Для вторичной цепи практически не удается подобрать мощные стандартные переключатели, которые бы выдерживали ток величиной до 260 А.

Если сравнить токи в первичной и вторичной обмотках, то оказывается, что в цепи первичной обмотки сила тока в пять раз меньше, чем во вторичной обмотке. Это наталкивает на мысль поместить регулятор сварочного тока в первичную обмотку трансформатора, применив для этой цели тиристоры. На рис. 20 приведена схема регулятора сварочного тока на тиристорах. При предельной простоте и доступности элементной базы этот регулятор прост в управлении и не требует настройки.

Рис. 20. Принципиальная схема регулятора тока сварочного трансформатора:

VS1, VS2 — Е122-25-3

С1, С2 — 0,1 мкФ 400 В

Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока. Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2.

При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети.

Изменением сопротивления резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами (рис. 21)

Рис. 21 Принципиальная схема замены транзистора с резистором на динистор, в схеме регулятора тока сварочного трансформатора.

аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.

В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308, однако эти транзисторы, при желании, можно заменить современными маломощными высокочастотными транзисторами, имеющими близкие параметры. Переменный резистор типа СП-2, а постоянные резисторы типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или К73-17 на рабочее напряжение не менее 400 В.

Все детали устройства с помощью навесного монтажа собираются на текстолитовой пластине толщиной 1. 1,5 мм. Устройство имеет гальваническую связь с сетью, поэтому все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

Правильно собранный регулятор сварочного тока особой наладки не требует, необходимо только убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме или, при использовании динисторов, в стабильном их включении.

Аппараты для полуавтоматической сварки других производителей

Сварочный полуавтомат ИНВЕРТОРНОГО типа INVERMIG 175.

Универсальный аппарат для всех случаев. Сварка тонких листов без прожогов на токе 40 А, на максимальном режиме ток до 175-180 А. Диаметр проволоки 0.6-1.0 мм. Полный провар до 4-5 мм толщины. С зазором или разделкой кромок – толщина без ограничений.

Адаптирован для российских условий: стабильная работа при пониженном входном напряжении до 160 Вольт. Низкое энергопотребление, возможность работы от автономных электрогенераторов. Легкая настройка, стабилизация процесса, подстройка длины дуги, плавная регулировка напряжения и скорости подачи проволоки, продувка газом после сварки. Возможность смены полярности для порошковой проволоки для сварки без защитного газа. Небольшой вес, встроенная термозащита, выход 36 Вольт для подогревателя углекислоты.

В комплекте горелка, кабель заземления, газовый шланг, наконечники, ключ.

InverMIG 175

Скорость подачи (ммин)

Габаритные размеры (мм)

Масса (без проводов)

Продукция фирмы «GYS» (Франция)

Universal 3P – универсальная сварочная установка, позволяющая выполнять полуавтоматическую сварку в среде защитного газа проволокой 0,6-0,8мм (стальная омедненная, нержавейка), порошковой проволокой без газа (пров. ф.0,9-1,2мм), а также ручную дуговую сварку штучным покрытым электродом диаметром 2,0-3,2мм.

Остальные аппараты имеют следующие особенности: ступенчатую регулировку сварочного напряжения, сварку заклепками, автоматическую функцию BURN BACK (растяжка дуги).

Аппараты комплектуются горелкой для полуавтоматической сварки, зажимом для заземления, кабелем сварочным, редуктором.

UNIVERSAL 3P (+MMA)

MONOMIG 165

Габаритные размеры (мм)

Масса (без проводов)

Полуавтоматы производства «SOLTER» (Испания)

Аппараты MULTIMIG построены на основе инверторного источника тока с процессорным управлением. Идеальны для промышленного использования для сварки стали, нержавеки и алюмния. Имеют режим сварки штучным электродом MMA.

Multimig 1700

Multimig 2100

Диапазон сварочного тока

Процент времени работы,ПВ

Габаритные размеры (мм)

Масса (без проводов)

Продукция фирмы «SELCO» (Италия)

Полуавтоматы серии NEOMIG предназначены для полуавтоматической сварки (MIG/MAG) в среде защитных газов. Имеют электромеханическое управление (ступенчатая регулировка сварочного напряжения). Динамика работы полуавтомата позволяет вести сварку в режимах Short-Arc (сварка с коротким замыканием) и Spray-Arc (струйный перенос). Системы Soft-Start (плавный старт) и Burn-Back (растяжка дуги) обеспечивают отличный пуск и гарантируют, прежде всего, безопасность и надежность при любых условиях работы.

Аппараты серии UNISTEP с микропроцессорным управлением позволяет осуществить быструю и лёгкую установку параметров режима сварки, выбирая при этом скорость подачи сварочной проволоки, сварочный ток или толщину свариваемой детали.Дисплей позволяет в режиме реального времени видеть величину сварочного тока и напряжения, для контроля за процессом сварки. Значения последних установленных параметров режима сварки запоминаются при выключении сварочного аппарата, включив аппарат можно продолжить работу без переналадки.

Свариваемые материалы: углеродистая сталь, сталь с алюминиевым покрытием и оцинкованная сталь, никель и сплавы никеля, нержавеющая сталь, алюминий и сплавы алюминия.

Что такое сварочный выпрямитель, как он устроен и работает?

Сварочные выпрямители – устройства, назначением которых является преобразование переменного тока в постоянный, что необходимо при работе со средне- и высокоуглеродистыми марками стали, чугуном, цветными металлами и сплавами. Сварка на постоянном токе облегчает формирование аккуратных швов, снижает разбрызгивание металла, повышает прочность сварного соединения.

Конструкционные особенности и принцип действия полупроводниковых сварочных выпрямителей

Конструкция выпрямителя в классическом варианте включает следующие компоненты:

• Диодные мосты. Диоды в сварочных выпрямителях собирают по мостовым схемам – одно- или трехфазной. Востребована трехфазная схема, обеспечивающая стабильность сварочной дуги, она подходит для элементов различной толщины, позволяет осуществлять не только сварку, но и резку. Для резки устанавливают высокое значение силы тока.
• Понижающий трансформатор. На этом устройстве происходит уменьшение напряжения и повышение силы тока.
• Охлаждающая система. Обычно это вентилятор, обеспечивающий постоянный воздушный поток к полупроводниковым элементам, которые нагреваются во время работы. В некоторых аппаратах устанавливают датчики перегрева.
• Датчики контроля напряжения. При напряжении питания, превышающем предельное значение, датчики подают сигнал автомату на отключение.
• Пусковая и измерительная аппаратура.
• Регуляторы, позволяющие установить значения тока в соответствии с толщиной свариваемого металла.

Принцип работы сварочного выпрямителя

• Ток из электросети или от электрогенератора попадает на первичную обмотку понижающего трансформатора.
• На вторичную обмотку поступает ток пониженного напряжения и повышенной силы.
• Ток пониженного напряжения поступает на выпрямительные диодные мосты. Полупроводниковые элементы открывают ток в одном направлении, и закрывают – в противоположном. Производители чаще всего используют селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые элементы стоят недорого и способны выдерживать значительные перегрузки, кремниевые обеспечивают высокий КПД, но плохо переносят перегрузки.

Виды регулирования силы тока на выходе:

• Ступенчатая регулировка – наиболее часто встречающийся вариант. Разные модели могут иметь разный шаг, но в любом варианте такая настройка является грубой.
• Тонкая настройка. Осуществляется методом дроссельного насыщения. Дроссель (комплекс из нескольких катушек) устанавливается между диодами и трансформатором.
• Точная регулировка с использованием тиристорного блока.

Точность регулировки напрямую влияет на удобство проведения работ и качество полученного результата.

Разновидности выпрямительных устройств

В зависимости от внешних характеристик, различают три типа сварочных выпрямителей:

• Крутопадающие внешние характеристики. Такие аппараты востребованы для ручной дуговой сварки и для работы с неплавящимся электродом в среде защитных газов. В устройство выпрямителей входит понижающий трансформатор с высоким рассеиванием магнитного поля. Сварочный ток настраивается путем корректировки дистанции между первичной и вторичной обмотками трансформатора.
• Жесткие внешние характеристики. Выпрямители этого типа используются для сварочных работ с плавящимся электродом в углекислом газе или другой защитной газовой среде, под флюсом, с использованием порошковой проволоки.
• Универсальные. Такие устройства позволяют получать падающие и жесткие внешние характеристики. Поэтому они подходят для широкого перечня сварочных процессов – ручных и автоматизированных, плавящимися и неплавящимися электродами, в газовых средах, под флюсом. В конструкцию входят понижающий трансформатор и дроссели насыщения.

Сварочные выпрямители на диодных мостах с различными техническими характеристиками дают возможность сваривать металлические элементы толщиной от 1 до 50 мм. Они удобны в работе и обслуживании, просты в настройке, мобильны. К недостаткам можно отнести слабую устойчивость к перепадам напряжения питающего тока и длительным коротким замыканиям.

Контрольные вопросы

Как повлияет на величину тока дуги увеличение расстояния между первичной и вторичной обмотками трансформатора ТД-500?

Как осуществляется ступенчатая регулировка сварочного тока в трансформаторе ТД-500?

Каково назначение емкостного фильтра в конструкции трансформатора ТД-500?

Стабилизирован ли режим сварки при изменении сетевого напряжения в трансформаторе ТД-500?

Какова форма внешней характеристики трансформатора ТД-500 и чем в его конструкции она обеспечена?

В каких режимах может работать трансформатор ТД-500?

Что необходимо предпринять для сварки на токах, превышающих номинальный ток трансформатора ТД-500?

Лабораторная работа 2 изучение сварочного трансформатора с увеличенным рассеянием типа стш-500

Цель работы:изучить конструкцию и принцип действия сварочного трансформатора типа СТШ-500 с увеличенным магнитным рассеянием.

Основные сведения об устройстве и принципе работы трансформатора стш-500

Сварочный однопостовой трансформатор типа СТШ-500 предназначен для питания электрической сварочной дуги переменным током частотой 50 Гц при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов. Трансформатор СТШ-500 однофазный, стержневого типа, выполнен в однокорпусном исполнении. Он состоит из рамы с колесами, трансформатора, регулятора тока, указателя величины сварочного тока, кожуха, клеммника высокой стороны и фильтра радиопомех.

Рама с колесами является несущей частью трансформатора, предназначенного для преобразования высокого напряжения питающей сети в низкое сварочное напряжение. Трансформатор состоит из сердечника, катушек первичной и вторичной обмоток. Сердечник трансформатора собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм в пакет. Пакет стянут шестью изолированными шпильками, двумя кронштейнами и двумя уголками. Катушки первичной обмотки трансформатора выполнены из изолированного алюминиевого провода прямоугольного сечения. Катушки вторичной обмотки намотаны голой алюминиевой шиной на ребро. Между витками проложены асбестовые прокладки для изоляции витков.

Регулятор тока представляет собой два подвижных магнитных шунта, расположенных в окне магнитопровода (рис. 2.1). При вращении рукоятки ходового винта по часовой стрелке шунты раздвигаются, против часовой стрелки сдвигаются. Таким образом осуществляется плавное регулирование сварочного тока. Чем больше расстояние между шунтами, тем больше ток, и наоборот. Использование шунта, состоящего из двух частей, снижает его вибрацию, поскольку электродинамические силы, действующие на половинки шунта с частотой 100 Гц, уравновешиваются друг другом.

Рис. 2.1. Конструктивная схема трансформатора СТШ-500

Механический указатель величины сварочного тока является ориентировочным. На шкале указателя дано значение сварочного тока при номинальном сетевом напряжении и напряжении на дуге 30 В. Действительное значение сварочного тока зависит от напряжения сети и длины дуги, поэтому показания шкалы могут иметь расхождения с действительными значениями в процессе работы. Для более точных измерений величины сварочного тока необходимо использовать амперметр.

Клеммник низкой стороны предназначен для подсоединения к трансформатору сварочных кабелей и расположен на правой боковой стенке. От случайного прикосновения и падающих предметов клеммник защищен кожухом. Клеммник высокой стороны предназначен для подключения к питающей сети. Он расположен на левой боковой стенке трансформатора и также защищен кожухом.

Для снижения помех радиоприему, создаваемых при сварке, трансформатор снабжен емкостным фильтром. Фильтр состоит из двух конденсаторов емкостью 0,01 мкФ, смонтированых на стороне высокого напряжения и подключенных между каждым зажимом первичной обмотки трансформатора и его кожухом.

По конструкции трансформатор СТШ-500 относится к группе сварочных трансформаторов с увеличенным магнитным рассеянием. Магнитопривод трансформатора относится к стержневому типу.

Первичная W₁и вторичнаяW₂ обмотки разнесены по высоте стержней магнитопровода. При прохождении тока по обмоткам возникают магнитные потоки. Основная часть магнитных потоков, создаваемых намагничивающими силами первичной и вторичной обмоток, замыкается по стержням и ярмам магнитопровода. Другая часть магнитных потоков замыкается через шунт и по воздуху, создавая потоки рассеяния Ф_р1и Ф_р2. Потоки рассеяния в трансформаторе создают реактивную ЭДС, которая и определяет его индуктивное сопротивление Х_т (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Распределение магнитных потоков в трансформаторе СТШ-500

Холостой ход. При холостом ходе ток во вторичной обмотке отсутствует. Магнитный поток в трансформаторе создается намагничивающей силой первичной обмотки. Большая часть магнитного потока замыкается по магнитопроводу и взаимодействует с обмотками. Незначительная часть этого потока замыкается по воздуху, создавая поток рассеяния. Однако вследствие удаления обмоток трансформатора друг от дгуга влияние потока рассеяния следует учитывать при определении напряжения холостого ходаUкоэффициентом магнитной связи К_{ 1-2}

,

где U₁ напряжение питающей сети (первичной обмотки), В;W₁иW₂– число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

В трансформаторах с увеличенным магнитным рассеянием , а в силовых трансформаторах с малым магнитным рассеянием.

Оценка статьи:

Загрузка...