Что такое сварочный выпрямитель ответ

Сварочные выпрямители представляют собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямленный).

Оно состоит из следующих основных узлов: силового трансформатора для понижения напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника, блока полупроводниковых элементов для выпрямления переменного тока, стабилизирующего дросселя для уменьшения пульсаций выпрямленного тока.

Выпрямительный блок представляет собой набор полупроводниковых элементов, включенных по определенной схеме. Особенность полупроводниковых элементов заключается в том, что они проводят ток только в одном направлении, в результате чего сила тока получается постоянной (выпрямленной).

Такие элементы обладают вентильным эффектом, иначе говоря, пропускают ток в одном направлении. За это их называют полупроводниковыми вентилями. Они делятся на неуправляемые – диоды и управляемые – тиристоры. Разработаны и выпускаются сварочные выпрямители для ручной или механизированной дуговой сварки под флюсом, сварки в защитной среде и др. Они получили широкое применение благодаря их технологическим преимуществам: высокий к.п.д. и относительно небольшие потери холостого хода, высокие динамические свойства, отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе, равномерность нагрузки фаз, небольшая масса, возможность замены медных проводов алюминиевыми.

Но следует иметь в виду, что для выпрямителей представляют большую опасность продолжительные короткие замыкания, так как могут вывести из строя диоды. Кроме того, они чувствительны к колебаниям напряжения в сети.

Сварочные выпрямители (рис. 51) состоят из двух блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока.

Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее и защитное устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию. Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мостовой схеме, состоящей из шести плеч. В каждом плече моста установлены вентили, выпрямляющие оба полупериода переменного тока в трех фазах. В каждый момент времени ток проходит через два вентиля, и, таким образом, в течение одного периода происходит шесть пульсаций выпрямленного тока, что соответствует частоте пульсации 300 Гц.

Рис. 51.

Схема трехфазного выпрямителя:

а – схема включения; б – выпрямленный ток внешней цепи; 1– понижающий трансформатор; 2 – блок селеновых или кремниевых выпрямителей; 3 – сварочная дуга

Сварочные выпрямители подразделяются на однопостовые с падающими, жесткими, пологопадающими и универсальными характеристиками и многопостовые с жесткими характеристиками. Падающая характеристика в выпрямителе создается включением в сварочную цепь реактивной катушки или применением трансформатора с усиленным магнитным рассеянием.

У многопостовых сварочных выпрямителей для создания падающей внешней характеристики и регулирования сварочного тока в сварочную цепь каждого поста включают балластный реостат.

Выпрямители типа ВД, предназначенные для ручной и механизированной сварки и наплавки, имеют крутопадающую внешнюю характеристику. Регулирование варочного тока производят ступенчато (два диапазона) и плавно (в пределах каждого диапазона). Переключатель диапазонов сварочного тока расположен на лицевой панели выпрямителя и производит одновременное переключение первичной и вторичной обмоток со «звезды» (диапазон малых токов) на «треугольник» (диапазон больших токов). Переключение производят только после отключения выпрямителя от силовой сети.

При переключении пределы изменения тока увеличиваются примерно в три раза. Плавное регулирование тока в пределах каждого диапазона производится изменением расстояния между катушками первичной и вторичной обмоток. Катушки вторичной обмотки закреплены неподвижно у верхнего ярма, а катушки первичной обмотки с помощью ходового винта перемещаются по стержню сердечника трансформатора. Вращая рукоятку ходового винта по часовой стрелке, сближают катушки обмоток, уменьшают индуктивность рассеяния обмоток и, как следствие, увеличивают сварочный ток.

Сварочные выпрямители с жестокими и пологопадающими внешними характеристиками применяются при сварке плавящимся электродом в углекислом газе, под флюсом, порошковой проволокой. Они различны как конструктивно, так и по электрической схеме. Например, выпрямитель типа ВС состоит из силового трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительного блока из селеновых вентилей. В сварочную цепь после выпрямительного блока включен дроссель, позволяющий регулировать нарастание тока короткого замыкания и снижающий потери металла на разбрызгивание. Выпрямитель имеет два переключателя числа витков первичной обмотки трансформатора, которыми путем изменения коэффициента трансформации регулируется выходное напряжение. Один переключатель, для ступенчатого регулирования, имеет три положения, второй, для плавного регулирования, – восемь положений. Таким образом, выпрямитель имеет 24 значения сварочного тока. Регулирование сварочного тока можно производить только при холостом ходе, что является серьезным недостатком выпрямителя. В промышленности и строительстве они применяются, но с производства сняты.

Читайте также:  Как соединить светодиодную лампу с проводом

Выпрямители типа ВДГ состоят из трансформатора с нормальным магнитным рассеянием и трехфазного дросселя насыщения. Рабочие обмотки дросселя включены в плечи выпрямительного блока. Регулирование выходного напряжения ступенчато-плавное. Ступенчатым регулированием можно задать три диапазона, получаемые изменением коэффициента трансформации силового трансформатора изменением числа витков первичной обмотки.

Плавное регулирование в пределах каждого диапазона осуществляется дросселем насыщения. Выпрямитель имеет дистанционное управление. Многопостовые сварочные выпрямители типа ВДМ выпускают серийно на номинальные токи 1000, 1600, 3000 А. Выпрямители имеют жесткую внешнюю характеристику и состоят из силового трехфазного понижающего трансформатора, выпрямительного блока из кремниевых вентилей с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Получение падающей внешней характеристики и регулирование сварочного тока каждого поста производятся подключением балластных реостатов типа РБ–301.

Сварочные выпрямители типов ВСУ и ВДУ являются универсальными источниками питания дуги. Они предназначены для питания дуги при автоматической и полуавтоматической сварках под флюсом, в защитных газах, порошковой проволокой, а также при ручной сварке. Выпрямители ВСУ кроме блока трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительного блока имеют дроссель насыщения с четырьмя обмотками. Переключением этих обмоток можно получать жесткую, пологопадающую и крутопадающую внешние характеристики.

Технические характеристики однопостовых сварочных выпрямителей с падающими характеристиками

Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с электродвигателями

Выпрямители ВДУ основаны на использовании в выпрямляющих силовых обмотках управляемых вентилей – тиристоров. Схема управления тиристорами позволяет получать необходимый для сварки вид внешней характеристики, обеспечивает широкий диапазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режима сварки при колебаниях напряжения питающей сети.

Назначение выпрямляющего оборудования – преобразование переменного тока питающей сети в постоянный определенной силы. Для сварочных работ главным показателем является ампераж. Сварочные выпрямители, по сути, усовершенствованные трансформаторы. Они не только способны генерировать ток определенных характеристик, но и выпрямлять его. Это главное их отличие от аппаратов с переменным преобразователем. Устройства дополнительно оснащают полупроводниковыми фильтрами, конденсаторами, сглаживающими импульсный постоянный ток, делая его равномерным. Выпрямляющее оборудование лучше трансформаторов с точки зрения технологии сварки. Металл меньше разбрызгивается, стабильно поддерживается дуга.

Что такое сварочный выпрямитель

Оборудование представляет собой преобразовательный блок с вольтамперной регулировкой. У сварочного выпрямителя на выходе два провода с клеммами: плюс и минус. При подключении одной из них к электроду, а другой к металлу возникает высокотемпературная электрическая дуга, образующая ванну расплава.

Сварочные выпрямители разделяют по уровню сложности, дополнительным функциям. Но принцип устройства у всех одинаковый: помимо трансформатора, создающего необходимое напряжение, в схему включают полупроводники, пропускающие только положительную часть синусоиды переменного тока.

Устройство и принцип работы

В схему сварочного выпрямителя входят следующие элементы:

  • трансформатор – регулируют напряжение (когда подаваемый от сети ток проходит через трансформатор, силовая нагрузка уменьшается до напряжения холостого хода);
  • выпрямляющий блок – несколько полупроводниковых элементов преобразуют переменный ток в постоянный;
  • частотные и силовые регуляторы;
  • накопители заряда, сглаживающие импульсные скачки.

Чтобы понять принцип работы устройства, вспомним механизм действия полупроводников. Они пропускают электроны только в положительном полупериоде. При включении в схему нескольких проводников, удается получить много полупериодных кривых, при их наложении возникает постоянный ток.

Применение сварочных выпрямителей

Аппараты применяют при сварке на низких и высоких токах, прямой и обратной полярности.

Силовые параметры регулируют по толщине металла, учитывают температуру пластичности обрабатываемого сплава.

К устройствам подключают:

  • держатели с угольными плавкими электродами или вольфрамовыми тугоплавкими;
  • подающие насадки полуавтоматов и автоматов.

Разновидности сварочных выпрямителей

Токогенерирующие сварочные преобразователи различают по конструкции и способу регулировки силовых параметров.

  • регулируемые трансформатором;
  • с дросселем – индукционной катушкой, сдерживающей резкие скачки напряжения;
  • с регулирующими тиристорами, меняющими напряжение тока;
  • с транзисторами – полупроводниками, сглаживающими скачки импульсного тока;
  • инвертор – преобразователи с частотным повышением тока и регулятором его силы.
Читайте также:  Чем лучше брить пах

Классификация выпрямителей по возможностям регулировки вольт-амперных характеристик (несколько слов об особенностях каждого из аппаратов):

  1. Трехфазные для ручной электродуговой сварки. Громоздкие модели трансформатором. Преобразователь работает с большими энергетическими потерями, возможности ограничены мощностью трансформатора металлическим или магнитным шунтом – дополнительным сопротивлением.
  2. Автоматы и полуавтоматы. Силовой поток регулируется магнитным полем. Реостатная вторичная обмотка позволяет менять число витков — это принцип вольт-амперной регулировки. Для импульсной регулировки установлен осциллограф. Ток сначала выпрямляется, затем трансформируется в переменный высокой чистоты.
  3. Дроссельные трехфазные выпрямители для дуговой и аргоновой сварки. Они оснащены дополнительным сердечником с обмоткой, выполняющим роль накопителя заряда, подаваемого на выпрямляющий конденсатор.

Преимущества и недостатки

Устройства отличаются большой мощностью при небольшом размере. Самые компактные – инверторы. Эти генерирующие устройства принято выделять в отдельную группу. В них трансформатор занимает не больше 1/5 объема.

Основное отличие других сварочных выпрямителей от трансформаторов – способность генерировать постоянный ток вместо переменного. С этой способностью связаны основные достоинства выпрямителей:

  • когда на плавящийся электрод подается однополярный заряд, он быстрее разгорается;
  • снижаются энергопотери – КПД трансформатора намного ниже;
  • горение дуги стабилизируется;
  • при равномерном плавлении стержня в ванне расплава возникает меньше брызг, снижается травматизм, риск случайных возгораний;
  • шов удобнее контролировать, он получается ровный;
  • расширяются возможности сварки;
  • расход присадочных материалов уменьшается, при большом объеме работ экономия ощутима.

Наряду с достоинствами у большинства выпрямителей есть недостатки:

  • потери мощности все же есть;
  • при «просадке» напряжения сети они хуже работают;
  • способны выйти из строя даже при коротких замыканиях в электроснабжающей сети;
  • многие модели боятся влажности, запыленности.

За преобразователями, как и за другим сварочным оборудованием, нужно правильно ухаживать.

Обслуживание и основные неисправности

Новые преобразователи обязательно продувают перед включением в сеть. Делать это лучше бытовым феном на среднем режиме нагрева. Нужно устранить скопившуюся пыль, возможную влагу, она снижает сопротивление медных обмоток встроенного трансформатора. Раз в квартал продувку повторяют.

После длительного хранения (до года) преобразователя, перед работой полезно «прокачать» полупроводники – дать выпрямителю поработать на разных режимах, начиная с минимального. После двухчасовой «обкатки» устройство будет стабильно работать, не откажет во время сварки. Важно следить за исправность вентилятора, оборудование не должно перегреваться.

Возможные неисправности сварочного выпрямителя и методы их устранения:

Устройство не включается при подключении к сети. Такое возможно:

  • при переломе жилы запитывающего проводника, брякают контакты в вилке – проверяют кабель, меняют вилку;
  • в сети отсутствует напряжение – необходимо проверить входной рубильник;
  • один из узлов вышел из строя – пора нести преобразователь в сервис или чинить устройства самостоятельно;
  • выработан ресурс полупроводниковых элементов – требуется перепайка схемы.

Плавящийся электрод залипает, а преобразователь гудит – нужно:

  • проверить исправность полупроводников и конденсатора;
  • убедиться, что нет просадки питающей электросети;
  • посмотреть целостность обмотки дросселя.

Преобразователь самопроизвольно отключается при работе – такое бывает:

  • при перегреве, проверяют исправность вентилятора или охлаждающей системы;
  • прорыве обмотки встроенного трансформатора – снимают старую, делают новую.

Устройство перестает выдавать питание нужных параметров – надо потрогать корпус, насколько он горячий, проверить подачу воздуха к вентилятору, дать генератору отдохнуть.

Прыгает напряжение холостого и рабочего тока – проверяют:

  • ручку регулятора;
  • предохранители первичной обмотки;
  • плотность закрепления контактов клеммы у пускателя.

Схемы преобразователей указаны в инструкции по эксплуатации. Для ремонта устройств требуются электротехнические знания, навыки пайки. Лучше отдать устройство в сервисный центр. Они точно определят причину поломки, устранят ее.

Так как источником тока для сварочных инверторов является переменный ток, то для преобразования переменного тока в постоянный или высокочастотный служат различные выпрямители, которые отличают по мощности и различному вольтажу.

Работа дуговой электрической сварки с баласного реостата или инверторного преобразователя практически невозможна без использования выпрямителей.

Устройство сварочного выпрямителя

Самый типичный выпрямитель состоит из трех основных компонентов:

  • силовой трансформатор, который предназначается для приема “пиковой нагрузки” и передачи ее к выпрямляющему трансформатору.

При этом происходит ПН-переход, то есть первичное преобразование переменного тока в импульсный ток, то есть силовой трансформатор первоначально трансформирует энергию электрической сети в энергию, которая необходима для возникновения дуги между электродом и сварными кромками изделия;

  • выпрямляющей трансформатор, которые преобразует импульсный ток в ток постоянного действия напряжением 220 В.
Читайте также:  Микрометр инструкция по применению

Работа трансформатора основана на прохождение током последовательных резистентных участков, в протяжении которых возрастает сила тока, но падает напряжение по закону Ома;

    регулирующая, пусковая и пропускающая электрическая арматура, кабеля.

Почему в промышленности используются чаще сплавы алюминия, чем других металлов? Узнайте все о сварке алюминия различными видами сварочных аппаратов.

В чем роль трансформаторов для сварки и почему они незаменимы для ручной дуговой и некоторых видов промышленной сварки. Подробнее здесь.

Типы сварочных выпрямителей

Как правило, выпрямители отличают по типу и конструктивным особенностям силовой части (трансформатора).

В общей номенклатуре изделий выделяют следующие:

  • сила тока регулируется трансформатором;
  • оснащенные насыщающим дросселем;
  • тиристорные или выпрямитель сварочный многопостовой;
  • транзисторные на полупроводниках;
  • инверторные или выпрямитель сварочный инверторный, принцип действия которого основан на частотном поышении токовой нагрзуки по инекции.

Так же в зависимости от механизации сварочного аппарата выделяют различные выпрямители по их вольт-амперным данным:

1. Автоматическая и полуавтоматическая сварка:

  • витковое регулирование напряжения. То есть выпрямитель оснащен витковым реостатом для изменения характеристик вольтажа и силы тока;
  • магнитное регулирование. Силовой поток тока регулируется магнитными полями, которые могут быть, как полями возбуждения, так и полями резистентности силы тока;
  • фазовая регулировка, когда кроме питающего кабеля прокладывается силовой “нулевой” кабель для перераспределения нагрузки, которая уходит на “массу”;
  • импульсная регулировка с помощью осциллографа;

2. Выпрямители для ручной дуговой сварки:

  • повышение сопротивления за счет ведения магнитного шунта или за счет увеличения металлоконструкции выпрямляющего трансформатора;
  • обратная связь по току, то есть повышение разности потенциалов и возвращение электрического заряда к источнику. Это существенно ослабляет силу тока и напряжение, что дает предпосылки к выпрямлению тока.

3. Сварочные выпрямители, оснащенные насыщающим дросселем:

Дроссель насыщения представляет собой стальной электрод, вокруг которого концентрическими кругами намотана токопроводящая проволока.

Этот сердечник в свою очередь являются конденсатором, который способен увеличивать и сохранять электрический заряд, после чего заряд передается на выпрямляющий трансформатор.

Вам надо починить небольшие металлические изделия на дому – тогда вам пригодиться холодная сварка. Читайте статью о том, как использовать холодную сварку в домашних условиях.

При любой сварке следует придерживаться техники безопасности. Читайте здесь как выбрать маску со стеклом хамелеон для сварки.

Принцип работы сварочного выпрямителя

Технологически дроссель занимает место между принимающим и выпрямляющим трансформатором в электрической схеме всего выпрямителя.

Стоит отметит, что наилучшей схемой является трехфазная схема “звезда-звезда”(сварочный выпрямитель трехфазный), когда три сопротивления соединяются в замкнутый контур параллельно, а “нулевой” провод отходит от точки соединения.

В мощностных выпрямителях, которые используются в автоматической сварке используется схема “треугольник-треугольник”. Дублированная треугольная схема представляет собой систему сопротивлений в замкнутом контуре, которая соединяется последовательно, а нулевой провод отходит на клемме от любого из сопротивлений.

Кроме того вся система выпрямителя должна быть оснащена стабилизаторами тока и предохранительным автоматом:

  • стабилизаторы тока служат для стабилизации и гашения моментальных скачков тока, которые могут привести к поломке выпрямителя и трансформаторов.

Например, электрод залип на поверхность сварки, образовался замкнутый контур и токи пошли обратно на трансформатор.

Этот момент стабилизатор забирает на себя 90% избыточного тока, преобразуя его в тепловую энергию;

  • предохранительный автомат, состоящий из легкоплавких пробок-предохранителей, служит для того, чтобы в критические моменты повышения напряжения разомкнуть замкнутую цепь.

Если случилось замыкание, то предохранитель нагревается, и при оплавлении нарушается его форма, цепь размыкается.

Выпрямители отличает надежность и полное выполнение своих задач по преобразованию электрической энергии.

Хотите надежный и быстрый метод соединения металлических изделий, но у вас нет возможности сделать обычную шовную сварку. Есть решение – используйте точечную контактную сварку.

Вам нужен простой и компактный аппарат для работы по дому? Тогда вам следует выбрать инвертор. Узнаете здесь все подробности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector