Однопостовые сварочные выпрямители с падающей характеристикой

Основные параметры этих выпрямителей регламентированы ГОСТ 13821 - 77. Значительное распространение для ручной сварки получили выпрямители ВД-201, ВД-306, ВД-401. Они предназначены для ручной сварки, резки и наплавки, а ВД-502-1 и для ручной и для автоматической сварки под флюсом.

Падающая внешняя характеристика сварочного выпрямителя обеспечивается понижающим трансформатором с усиленными магнитными полями рассеяния (ВД-201 и ВД-306) или включением дросселя насыщения между трансформатором и выпрямителем (ВД-502-1).

Устройство и принцип действия сварочных выпрямителей ВД-201 и ВД-306 аналогичны. Отличительной особенностью сварочного выпрямителя ВД-201 являются меньшие значения электрических параметров.

На металлической раме выпрямителя ВД-306 размещены (см. рис. 40) выпрямительный блок с вентилятором и трехфазный понижающий трансформатор с усиленными магнитными полями рассеяния. С трех сторон конструкция защищена кожухом, а сверху крышкой, на которой размещена рукоятка плавного регулирования сварочного тока. На лицевой панели конструкции расположены амперметр, кнопки «Пуск» и «Стоп», переключатель диапазонов сварочного тока, два разъема для подключения сварочного кабеля, имеющих соответствующую полярность (+) и (-), и разъем для подключения выпрямителя к сети. Для обеспечения принудительного охлаждения выпрямительного блока, собранного из кремниевых диодов, имеется вентилятор.

Блок выпрямителей состоит из двух полупроводниковых блоков, каждый из которых собран из трех однофазных выпрямителей. Однофазные выпрямители включены по два параллельно и соединены по трехфазной мостовой схеме. Каждый однофазный выпрямитель содержит по два охладителя с запрессованными в них по пять диодов в каждом. Каждый диод снабжен предохранительной перемычкой, перегорающей при достаточно больших токах с целью исключения из цепи короткозамкнутого (вышедшего из строя) диода. При выходе из строя до четырех диодов в каждом плече блок сохраняет свою работоспособность.

Рисунок 45 - Схема электрическая принципиальная выпрямителя

ВД – 306 УЗ

Усиленные магнитные потоки рассеяния трехфазного понижающего трансформатора получают изменением магнитной связи между первичной (неподвижной) и вторичной (подвижной) обмотками. Вторичную обмотку перемещают поворотом рукоятки в соответствующую сторону, обеспечивая плавное изменение силы тока заданной ступени и падающую внешнюю характеристику.

Катушки первичной обмотки закреплены у верхнего ярма магнитопровода, а катушки вторичной обмотки закреплены на подвижной траверсе. Так как у трансформатора перемещаются нижние катушки, то при вращении рукоятки винтового механизма по часовой стрелке обмотки сближаются, следовательно, сварочный ток увеличивается.

Рисунок 46 - Общий вид выпрямителя ВД - 306 УЗ

1-блок выпрямительный; 2-выводные ручки для перемещений выпрямителя; 3-плавкие предохранители; 4-блок пусковой и защитной аппаратуры; 5-вентилятор; 6-флажок воздушного реле; 7-трансформатор силовой; 8-амперметр; 9-сигнальная лампа; 10-кнопка «пуск» и «стоп»; 11-подъемные скобы; 12-рукоятка плавного регулирования тока; 13-рукоятка ступеней тока; 14-шипы заземления; 15-токовые разъемы сварочной цепи; 16-болт заземления; 17-штепсельный разъем для подключения сети.

Рисунок 47 – Внешняя характеристика выпрямителя

Ступенчатое регулирование осуществляют переключением обмоток трансформатора по схеме «звезда-звезда», обеспечивая ступень малых токов, и по схеме «треугольник-треугольник», обеспечивая ступень больших токов.

Для этого служит переключатель диапазонов сварочного тока, который на электрической схеме (см. рис. 45) обозначен .

Для исключения дугового разряда в переключателе  при переходе с одной ступени токов на другую (появляющегося между пластинами первичной обмотки в момент переключения) в переключатель вмонтирован блокировочный выключатель с размыкающимся контактом , который в момент переключения при включенном выпрямителе отключает питание пускателя , а он отключит выпрямитель от сети. Для защиты полупроводниковых диодов от пусковых напряжений между фазами вторичной обмотки трансформатора  включены защитные разрядные цепи ().

При нажатии кнопки «Пуск» () включается электродвигатель  вентилятора и вспомогательный трансформатор  при достижении необходимой скорости обдува полупроводниковых диодов срабатывает реле контроля вентиляции, которое через свой замыкающий контакт  подает напряжение питания на магнитный пускатель . Магнитный пускатель  своими контактами подключает первичную обмотку трансформатора  к сети. При этом на выходе сварочного выпрямителя ВД-306 появится напряжение постоянного тока , он готов к работе. По окончании работы необходимо нажать кнопку «Стоп».

Аварийное отключение сварочного выпрямителя происходит при снижении скорости обдува полупроводниковых диодов, при пробое любого из диодов или при замыкании вторичных обмоток трансформатора на корпус. При снижении скорости обдува диодов отключается реле контроля вентиляции (), а при пробое одного из диодов или замыкании вторичных обмоток трансформатора  на корпус срабатывает блок защиты, состоящий из вспомогательного трансформатора , реле  и катушки магнитного усилителя . При этом отключается магнитный пускатель , а пускатель  отключает от сети трансформатор .

Принцип действия блока защиты основан на зависимости выходного тока магнитного усилителя от силы тока, протекающего по вторичной обмотке трансформатора . С этой целью через окно катушки магнитного усилителя  проходят провода двухфазных обмоток трансформатора , которые выполняют функцию его обмотки управления. В нормальных условиях сила токов, протекающих в каждой фазе, соответствует номинальному значению. Сила тока, проходящего по цепи: вторичная обмотка трансформатора , реле  и рабочие обмотки магнитного усилителя , не создает необходимого падения напряжения на обмотке реле . При пробое диодов или замыкании вторичных обмоток трансформатора  сила тока, протекающего в соответствующей фазе, увеличивается. Это приводит к увеличению тока, проходящего по цепи: вторичная обмотка трансформатора , реле контроля  и рабочие обмотки магнитного усилителя , вызывая срабатывание реле . Это реле своим контактом разрывает цепь питания магнитного пускателя , происходит отключение выпрямителя от сети.

При включении выпрямителя следует иметь в виду, что вентилятор и силовой трансформатор включаются пускателем  одновременно. Это значит, что кнопку «Пуск» после нажатия следует удержать в течение нескольких секунд, пока вентилятор наберет полностью свои обороты и воздушный поток его нажмет на флажок воздушного реле. Если кнопку «Пуск» отпустить сразу после нажатия, выпрямитель отключится от сети.

Так как в выпрямителе не предусмотрена защита от сетевых перегрузок, то подключать его к питающей сети следует через магнитный пускатель или автоматический выключатель.