Назад: 3.3.4. Выпрямитель с умножителем напряжения

3.3.5. Выпрямитель с подпиткой

Для выполнения сварочных работ в монтажных и бытовых условиях источники питания должны обладать малой массой и малым габаритным размером и одновременно обеспечивать высокую устойчивость процесса сварки и надёжное зажигание дуги. Этим требованиям отвечают сварочные выпрямители с подпиткой. В них зажигание и стабилизация горения дуги обеспечивает цепь подпитки, так как её U₀ в 1,5…2,5 раза превышает U₀ основной цепи выпрямителя и, кроме того, оно сдвинуто на 90° по отношению к основному вторичному напряжению.

Предприятие «Уралтермосвар» выпускает выпрямитель ВД-405, предназначенный для работы в тяжелых производственных условиях, рис. 3.18.

В его основу положен надежный, хорошо зарекомендовавший себя в промышленности и строительстве однофазный трансформатор ТДМ-401 с подвижными обмотками и пакетным переключателем для ступенчатого регулирования тока S1.

Электромагнитным контактором К к двум фазам сети через разъем хI подключается основной трансформатор Т1, который обеспечивает основной ток выпрямителя (см. рис.3.18, г), а к третьей фазе и нулевому проводу подключается трансформатор подпитки Т2, который обеспечивает напряжение подпитки. Такое подключение трансформатора подпитки Т2 и повышенное его индуктивное сопротивление в сумме вызывает сдвиг вторичного напряжения подпитки примерно на 90° по отношению к основному напряжению вторичной обмотки (см. рис.3.18, в). Это обеспечивает эффективное заполнение провалов основного тока током подпитки (см. рис.3.18,д).

Обмотка w2.21 трансформатора Т2, выполняющая функцию низковольтной подпитки, расположена на одном стержне с первичной обмоткой w2.1. Она имеет напряжение 12 В и пологопадающую внешнюю характеристику с током короткого замыкания 150 А.

Рис.3.18. Выпрямитель ВД-405: а – принципиальная схема; б – внешняя характеристика; осциллограммы тока: в – цепи подпитки; г – в основной цепи; д – в выпрямителе

Обмотка w2.22 размещена на другом стержне и при относительно высоком напряжении 60 В и крутопадающей внешней характеристике обеспечивает ток 20 А и играет роль высоковольтной подпитки. Вентильный блок, выпрямляющий основной ток, имеет четыре плеча VD1-VD4 (в каждом плече по 8 параллельно соединенных диодов по 32 А). Блок для выпрямления тока низковольтной подпитки имеет четыре плеча средней мощности VD5-VD8 (по 4 диода в плече). Блок высоковольтной подпитки собран на двух маломощных плечах VD9-VD10 вместе с плечами VD7-VD8. Низковольтная подпитка может отключаться тумблером S2. Выпрямленный сварочный ток снимается с клемм х2 и х3 и контролируется милливольтметром с шунта RS. Возможна также работа источника на переменном токе при подключении нагрузки к клеммам х4 и х5. Выпрямитель охлаждается вентилятором с двигателем М, который запускается при нажатии на кнопку SB1 и срабатывании контактора К, а останавливается после нажатия на кнопку SB2. Предусмотрены защита силовой части выпрямителя тепловыми элементами в составе контактора К и цепи двигателя плавкими вставками F1-F3. Контроль нагрева цепи низковольтной подпитки с помощью термореле ВК, установленного на резисторе RB, вентиляция осуществляется с помощью ветрового реле ВР. Сигнализация наличия сетевого напряжения включается с помощью лампы HL.

Внешняя характеристика выпрямителя ВД-405 складывается из трех участков (рис. 3.18, б). Участок 1 формируется при совместном действии основной цепи и высоковольтной подпитки. Участок 2 обеспечивается основной цепью, но ток в провалах не опускается ниже 15 А – это гарантирует непрерывность тока дуги. Участок 3 с током короткого замыкания Iк = (1,3…2,0)×Iд формируется при совместном действии основной цепи и низковольтной подпитки. При зажигании дуги на режимах, соответствующих этому участку характеристики, предотвращается прилипание электрода, а в установившемся режиме проявляется только при коротком замыкании дуги каплей металла и предназначен для интенсификации процесса переноса.

Сварочные свойства выпрямителя ВД-405 лучше, чем у других однофазных (высокая надежность зажигания и эластичность дуги), а по показателям переноса металла – даже в сравнении с трехфазными выпрямителями. При включении блока подпитки начальная длина дуги при зажигании увеличивается с 2…4 мм до 10…16 мм, и возможна сварка электродами с основным покрытием без обрывов в горении дуги. Кратность пикового тока короткого замыкания Iпк/Iд, обеспечиваемая выпрямителем, равна 1,8…2,0, что важно при сварке на пониженном токе, и особенно в вертикальном и потолочном положении.

При сварке в нижнем положении полезно отключить низковольтную подпитку с помощью тумблера S2, в результате кратность пикового тока снизится до 1,5-1,6, а длительность короткого замыкания каплями возрастет до 10-15 мс, что приведет к снижению разбрызгивания.

Далее: 3.4.1. Особенности фазового регулирования