Назад: 3.4.3. Выпрямитель ВДУ-506 МТ
3.5.
Инверторные выпрямители
3.5.1.
Особенности инверторных источников
В различных отраслях промышленности все шире
применяются высокочастотные преобразователи постоянного напряжения (инверторные
источники питания). Преимущества инверторных источников заключаются в
повышенном КПД и резком снижении массогабаритных размеров за счет снижения
затрат электротехнических материалов (медь, трансформаторная сталь) для равной
мощности источников.
В настоящее время сформировались три направления в
развитии высокочастотных преобразователей энергии для сварки: снижение
массогабаритных характеристик оборудования и повышение его
технико-экономических показателей; создание преобразователей для питания дуги
кратковременными импульсами тока высокой частоты; создание источников питания
дуги, способных работать в системе цифрового программного управления.
Анализ выпускаемых инверторных источников питания как
в стране, так и за рубежом показывает, что они имеют практически одинаковую
функциональную структуру (рис.3.27) и отличаются в основном конструкцией
инвертора и системой управления им. Источник состоит из выпрямителя сетевого
напряжения 220 или 380 В (1); сглаживающего фильтра 4, как правило, батареи
конденсаторов; инвертора 5, который преобразует постоянный сглаженный ток в
переменный высокочастотный; понижающего высокочастотного трансформатора 6;
вторичного выпрямителя 7; сглаживающего реактор 8; системы управления 3;
служебного блока питания 2; системы принудительного охлаждения вентилятора М. В
качестве выпрямителя сетевого напряжения используются диоды или тиристоры.
Рис.3.27. Функциональная схема инверторного выпрямителя
Инверторы могут быть тиристорные,
тиристорно-транзисторные или транзисторные. Инверторы, или преобразователи
постоянного тока, строятся по различным схемам: с последовательным резонансным
инвертором; параллельно резонансным инвертором, с параллельно резонансным
инвертором с обратными диодами; с транзисторным коммутатором; с транзисторным
инвертором по однотактной мостовой схеме с обратным включением второго
выпрямителя.
Принципиальные схемы инверторов, получивших распространение
в сварочных источниках питания, построены по однофазной мостовой либо
несимметричной схемам.
В настоящее время происходит интенсивная разработка
сварочных источников питания с использованием инверторных преобразователей.
Инверторные источники с цифровым управлением способны
к сложному и быстродействующему управлению формой сварочного тока. Они
используют только трехфазное сетевое напряжение. Эти источники разработаны как
составная часть синергетической системы в сочетании с соответствующими подающими
механизмами.
Источники предназначены для выполнения различных
сварочных процессов:
·
механизированная
сварка сплошными проволоками в активных и инертных защитных газах с управляемым
переносом электродного металла в сварочную ванну;
·
сварка
порошковыми проволоками – самозащитными и газозащитными;
·
ручная дуговая
сварка штучным электродом и дуговой строжки.
Источники питания этого типа для механизированных
способов сварки должны использоваться вместе с подающими механизмами,
обеспечивающими все сварочные возможности, запрограммированные в них. Вся
информация, необходимая для функционирования инверторного источника питания
сварочной дуги, поступает от подающего механизма.
Источники снабжаются различными программными системами
управления для различных способов сварки, как с плавящимся, так и неплавящимся
электродами в непрерывном и импульсном режимах. Системы управления при сварке
плавящимся электродом обеспечивают управляемый перенос металла при коротком
замыкании электрода со сварочной ванной или струйный перенос при сварке
порошковыми проволоками – самозащитными и газозащитными, а также могут
использоваться для ручной сварки штучными электродами.
В системе «источник питания – подающий механизм» при
сварке в защитных газах режим устанавливается скоростью подачи электродной
проволоки в зависимости от толщины свариваемых деталей, требований по
проплавлению, тепловложению в них и т.д. Согласно предварительно
запрограммированным режимам сварки («уставкам»), содержащимся в источнике
питания, скорость подачи электрода устанавливается автоматически.
На базе инверторных источников питания созданы
специализированные установки для сварки в активных, инертных защитных газов и
их смесях. Примером такой установки является INVERTEC STT II. Это
специализированный инверторный источник питания, который позволяет реализовать
управляемый перенос металла при сварке длинной дугой и с частыми короткими
замыканиями. Данный источник не является ни стабилизатором тока, ни
стабилизатором напряжения. В качестве механизма подачи проволоки используют
механизм подачи проволоки STT 10, позволяющий регулировать величину базового и
импульсного тока.
При сварке плавящимся электродом инверторные источники
могут работать как составная часть синергетической системы в сочетании с соответствующими
подающими механизмами. В синергетических системах источник питания и подающий
механизм сварочной проволоки и защитного газа обмениваются информацией по
специальным информационным каналам. Системы управления запрограммированы из
условия сочетания параметров режима сварки, обеспечивающих наилучшее протекание
процесса сварки и формирование шва. При сварке в импульсных синергетических
режимах оператор может корректировать напряжение дуги за счет изменения ее
длины.
При ручной дуговой сварке штучными электродами и
неплавящимся (в аргоне) регулятор корректирует величину сварочного тока,
заданную в амперах.
Источники этого типа укомплектованы регулятором формы
тока. Этим регулятором оператор изменяет динамические свойства дуги от «мягких»
до «жестких» режимов во всех запрограммированных сварочных режимах путем
изменения величины индуктивности сварочной цепи (прил.8).