Регулирование напряжения в выпрямителе ВС-300

Положение переключателя тонкой регулировки	Положение переключателя грубой регулировки
	1	2	3
1	29	23,5	20
2	30,5	24,5	20,7
3	32	25,5	21,4
4	33,5	26,5	22,1
5	35	27,5	22,8
6	36,5	28,5	23,5
7	38	29,5	24,2
8	40	30,5	24,9

 

Рисунок 48 - Схема электрическая принципиальная выпрямителя

ВС-300

 

Выпрямитель включается пакетным выключателем , который защиты ему от сетевых перегрузок не обеспечивает, поэтому подключать к сети выпрямитель необходимо через магнитный пускатель или автоматический выключатель.

На боковой стенке корпуса выпрямителя сделано окно, в которое монтируется блок управления сварочного полуавтомата.

Для уменьшения разбрызгивания электродного металла после выпрямительного блока в выходной провод включен стабилизирующий дроссель .

Недостатком выпрямителя ВС-300 является невозможность регулирования под напряжением, а также отсутствие стабильности выходного напряжения при сварке в условиях изменения напряжения питающей сети. Кроме того, селеновый выпрямительный блок довольно крупногабаритный, что увеличивает габариты и массу всего выпрямителя.

Выпрямители типа ВДГ. Выпрямитель ВДГ-302 выполнен по схеме с дросселем насыщения (см. рис. 43). Дроссель насыщения  включен между силовым трансформатором  и выпрямительным блоком ,  и служит для плавного регулирования напряжения выпрямителя.

Выпрямитель имеет три диапазона регулирования рабочего напряжения получаемые изменением числа витков первичной обмотки трансформатора с помощью пакетно-кулачкового переключателя . Плавное регулирование напряжения осуществляется изменением тока намагничивания в обмотке управления  дросселя насыщения с помощью потенциометра . Обмотка смещения , питаемая от вспомогательного выпрямителя , служит для расширения пределов регулирования напряжения. Выпрямительный блок ВДГ-302 выполнен по трехфазной мостовой схеме из кремниевых вентилей. Для улучшения динамических свойств в сварочную цепь выпрямителя включен стабилизирующий дроссель . Режим сварки контролируется амперметром  и вольтметром .

 

Рисунок 49 - Упрощенная электрическая схема выпрямителя ВДГ-302

 

Выпрямитель снабжен защитой от перегрузок: тепловым реле, реле максимального тока, плавкими предохранителями, реле контроля вентиляции.

Напряжение можно включать, выключать и плавно регулировать с места или дистанционно с выносного пульта. Внешние характеристики выпрямителя - жесткие, стабилизированы от колебаний сетевого напряжения.

Все узлы выпрямителя смонтированы на раме и закрыты кожухом. На передней стенке кожуха расположены кнопки «Пуск» и «Стоп», регуляторы напряжения, измерительные приборы (амперметр и вольтметр) и зажимы для подключения сварочных проводов. На задней стенке кожуха расположены переключатель ступенчатого регулирования рабочего напряжения, автоматический выключатель и зажимы для подключения сетевого напряжения. В выпрямителе имеются: ниша для размещения блока привода сварочного полуавтомата, место для подающего механизма, консоль для крепления газового баллона.

Выпрямитель включается автоматическим выключателем . Напряжение на дугу подается нажатием кнопки «Пуск», после чего можно приступать к сварке.

Выпрямитель типа ВДГ-303 обеспечивает плавное регулирование выходного напряжения и его стабилизацию при колебаниях напряжения сети. Для повышения технико-экономических показателей в выпрямителе ВДГ-303 помимо основных установлены специальные блоки (см. рис. 45); блок коррекции сварочного тока БКТ, блок сравнения напряжений БСН и блок усилителя-формирователя управляющих сигналов БУФ.

Регулирование выходного напряжения основано на методе магнитной коммутации. С этой целью магнитопровод понижающего трансформатора имеет специальную конструкцию (см. рис. 45), из трех стержней, и трех ярм нижнего  с нерегулируемой магнитной проводимостью, среднего  и верхнего  с регулируемой магнитной проводимостью. Причем среднее ярмо  делит окна магнитопровода на два окна  и . В окнах  у нижнего ярма на трех стержнях расположены первичная трехфазная обмотка  и большая часть вторичной , а в окнах  размещена остальная часть вторичной обмотки . На среднем ярме  и верхнем  расположены обмотки управления соответственно  и , предназначенные для изменения магнитной проводимости среднего и верхнего ярм. Секции вторичной обмотки  и  соединены последовательно согласно: соотношение между ними выбрано с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимый диапазон регулирования выходного напряжения выпрямителя.

При подаче напряжения в обмотку управления  происходит подмагничивание среднего ярма, и тогда основной магнитный поток  замыкается по верхнему ярму. При этом в работу включается вторичная обмотка, т.е. , что вызывает повышение напряжения на выходе трансформатора. При подаче напряжения в обмотку управления  происходит подмагничивание верхнего ярма, и тогда основной магнитный поток  замыкается по среднему ярму. При этом в работу включается нижняя часть вторичной обмотки , и напряжение на выходе трансформатора уменьшается. При подаче напряжения одновременно в обе обмотки управления  и  на выходе трансформатора появляется напряжение промежуточного значения, пропорциональное отношение напряжений в обмотках  и .

 

Рисунок 50 - Блок-схема выпрямителя ВДГ-303

 

Рисунок 51 - Схема сердечника выпрямителя ВДГ-303

 

Рисунок 52 - Схема электрическая принципиальная ВДГ-303

 

Рассмотрим электрическую схему выпрямителя ВДГ-303, показанную на рисунке 52: БСН - блок сравнения напряжения на выходе выпрямителя с заданной величиной представляет собой нелинейный мост, в противоположенные плечи которого включены резисторы  и , стабилитроны  и . Нагрузкой моста (точка  и ) является блок усилителя - формирователя БФУ, состоящего из бесконтактного реле (транзисторы , , , ) с двухтактным выходом и дифференциального усилителя (транзисторы , ), нагрузкой которого служат обмотки управления  и  понижающего трансформатора. Если напряжение на выходе БСН соответствует заданному, например максимальному, то на выходе моста (точки  и ) сигнал отсутствует. Бесконтактное реле отключено. При этом транзистор  дифференциального усилителя открыт, и его коллекторный ток протекает по обмотке , создавая необходимое подмагничивание среднего ярма понижающего трансформатора. При уменьшении заданного напряжения происходит разбаланс моста, и в точках  и  появляется напряжение разбаланса, которое включает бесконтактное реле. Это вызывает переключение дифференциального усилителя (транзистор  закрывается, а транзистор  открывается). При этом питание получает обмотка управления , которое создает необходимое подмагничивание верхнего ярма понижающего трансформатора. Это приводит к уменьшению выходного напряжения выпрямителя.

Напряжения смещения базовых цепей транзисторов  и  и напряжения питания всего блока усилителя - формирователя подается от вспомогательного источника питания.

Блок коррекции сварочного тока БКТ предназначен для изменения наклона внешней характеристики выпрямителя и состоит из трех однофазных трансформаторов тока, , ,  и маломощного выпрямителя, собранного по трехфазной мостовой схеме . Блок коррекции сварочного тока настраивают изменением переменного резистора . В целях уменьшения разбрызгивания металла в процессе сварки БКТ настраивают так, что бы наклон стабилизированных внешних характеристик совпадал с наклоном естественных внешних характеристик.

Сварочный дроссель на выходе выпрямителя предназначен для выбора режима сварки. При сварке электродной проволокой диаметром 0,8 - 1,2 мм, в сварочный контур включают часть витков дросселя, а при увеличении диаметра проволоки дроссель включают полностью, Выходное напряжение выпрямителя является практически постоянной. Все пульсации напряжения, возникающие при коммутации обмоток управления или по другим причинам, сглаживаются индуктивностью как самих обмоток управления, так и самого дросселя. Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляют переменным резистором .

Выпрямитель ВСЖ-303 имеет трансформатор с магнитной коммутацией (см. рис. 47). Вторичная обмотка трансформатора состоит из двух частей - регулируемой с числом витков , расположенной вместе с первичной обмоткой с числом витков , у нижнего ярма, и нерегулируемой с числом витков , расположенной между средним и верхним ярмами. Среднее и верхнее ярма подмагничиваются с помощью обмоток управления  и , питаемых постоянным током. Если подмагничивать верхнее ярмо переменный магнитный поток  замкнётся через среднее ярмо и ЭДС будет создаваться только основной вторичной обмоткой трансформатора. Напряжение на выходе трансформатора будет минимальным . При подмагничивании среднего ярма переменный магнитный поток будет замыкаться через верхнее ярмо, ЭДС будет наводиться в обеих частях вторичной обмотки. Напряжение трансформатора в этом случае максимально. При подмагничивании обеих ярем получают любое промежуточное значение вторичного напряжения в пределах диапазона плавного регулирования.

Плавное регулирование напряжения осуществляют резистором , рукоятка которого вынесена на панель управления, и специальной схемой управления. Для расширения диапазона напряжений в выпрямителе предусмотрено ступенчатое регулирование (три ступени) путем изменения числа витков основной вторичной обмотки. Переключение отпаек вторичной обмотки осуществляется повторным переключателем , установленным на передней стенке кожуха.

 

Рисунок 53 - Трансформатор и электрическая схема выпрямителя ВСЖ-303

 

Выпрямительный блок  собранный на шести кремневых вентилей по трехфазной мостовой схеме.

Внешние характеристики выпрямителя - жесткие, стабилизированные от колебаний напряжения сети. С помощью вспомогательного трансформатора , выпрямителя  и регулятора , можно в небольших пределах регулировать наклон внешних характеристик, добиваясь уменьшения разбрызгивания металла. Все узлы выпрямителя смонтированы на каркасе и закрыты кожухом. Клеммы для присоединения проводов питающей сети расположены на передней стенке шкафа и закрыты защитной крышкой. Клеммы для подключения сварочного кабеля расположены на задней стенке.

Универсальные выпрямители

Универсальные выпрямители типа ВДУ-506 и ВДУ-1201 предназначены для ручной сварки открытой дугой, механизированной сварке порошковой проволокой, автоматической сварке под флюсом и механизированной сварке в защитных газах. Конструкция выпрямителей позволяет получать крутопадающие, пологопадающие и жесткие внешние характеристики. Эти выпрямители можно использовать для работы со сварочными роботами и манипуляторами.

Выпрямители обеспечивают при нормальном напряжении сети легкое зажигание и устойчивое горение дуги при любом токе в пределах регулировочного диапазона, а также при повышенном на 5% и пониженном на 10% напряжении питающей сети.

В этих выпрямителях предусмотрена возможность плавного местного и дистанционного регулирования режимов сварки. Выпрямители снабжены аварийной защитой, как от коротких кратковременных замыканий, так и от различных перегрузок возникающих в процессе работы. Подключать их к питающей сети можно напрямую, т.е. без дополнительных отключающих устройств. Выпрямитель ВДУ-506 выполнен в виде однокорпусной передвижной установки.

 

Рисунок 54 - Структурная схема и внешние характеристики выпрямители ВДУ-506

 

Структурная схема выпрямителя состоит из: блока питания и выпрямителя БТП и В; блока обратных связей по току и напряжению БОСТ и Н; сварочного дросселя ; сумматора ; блока задания режима БЗР; формирователя управляющего напряжения БФУН.

Вторичная обмотка трансформатора питания имеет две секции, каждая из которых соединена в звезду, а их нейтральные провода образуют положительный и отрицательный полюсы выходного напряжения. Вторичные обмотки соединены с выпрямительным блоком по шестифазной схеме выпрямления с уравнительным дросселем  (см. рис. 50). Отрицательная шина выпрямителя через сварочный дроссель  соединена со средней точкой уравнительного дросселя . Катоды управляемых диодов (тиристоров)  подсоединены к положительной шине выпрямителя. Выпрямительный блок собран из кремниевых тиристоров.

 

Рисунок 55 - Общий вид сварочного выпрямителя ВДУ-506

 

Блок фазового управления тиристорами  состоит из входного устройства, фазосдвигающего устройства, усилителя сигналов управления.

 

Рисунок 56 - Схема электрическая принципиальная упрощенная

ВДУ-506

 

В блоке, обратных связей по току и напряжению в качестве датчика тока применен магнитный усилитель , обмоткой управления которого служит положительная шина. Питание магнитного усилителя подается от дополнительного трансформатора , через маломощный выпрямитель  и резистор  - формирователя обратной связи по току. Обратная связь по напряжению снимается с клемм . При работе с падающими характеристиками используется обратная связь по току, а при работе с жесткими; характеристиками используется обратная связь по напряжению.

Сумматор - устройство сравнения - вырабатывает сигнал управления, пропорциональный изменению напряжения сети и сигналу обратной связи по току и напряжению.

Блок задания режима предназначен для установки необходимого технологического режима при самостоятельной работе выпрямителя либо в комплекте со сварочным автоматом или полуавтоматом. При этом сигнал на блок задания режима поступает от соответствующих блоков управления.

Сигналы с выхода сумматора и блока задания режима поступают на выходы формирования управляющего напряжения, который формирует сигнал для блока фазового управления в зависимости от принятых условий работы, способа сварки и изменения напряжения сети, а также сигналов обратной связи по сварочному току и напряжению.

Сварочный дроссель  предназначен для сглаживания пульсаций выпрямительного напряжения и уменьшения разбрызгивания металла при сварке. Полную индуктивность дросселя используют при работе на падающей внешней характеристике, меньшую индуктивность - при жесткой внешней характеристике.

 

Вопросы для самоконтроля.

1) Из каких основных блоков состоит любой сварочный выпрямитель?

2) Почему во всех сварочных выпрямителях силовые трансформаторы трехфазные?

3) От чего зависит внешняя характеристика выпрямителя?

4) За счет чего в выпрямителях с падающей характеристикой регулируется сварочный ток?

5) За счет чего в выпрямителях регулируется напряжение холостого хода?

6) Какую роль в выпрямителях с жесткой характеристикой играет стабилизирующий дроссель?

7) С какой целью в некоторых выпрямителях стабилизирующий дроссель секционируют?

8) Каким образом в современных выпрямителях для сварки в  обеспечивается наименьшее разбрызгивание металла?

9) Почему в сварочных выпрямителях используют только трехфазную схему выпрямления переменного тока?

10) За счет чего в универсальных выпрямителях изменяется внешняя характеристика?

 

 

https://www.youtube.com/watch?reload=9&time_continue=50&v=010iJu84Rs4&feature=emb_logo