Оригинальные учебные работы для студентов


Реферат источники питания сварочной дуги тока

Список литературы Введение Источники питания классифицируются в зависимости от рода тока и принципа действия. В качестве источников переменного тока используют сварочные трансформаторы и специализированные установки на их основе; в качестве источников постоянного тока - сварочные выпрямители, преобразователи и агрегаты, а также специализированные источники на базе выпрямителей.

Трансформатор понижает переменное напряжение сети до величины необходимой для ведения процесса сварки. Это наиболее простые и дешевые источники, широко используемые при ручной сварке покрытыми электродами и автоматической сварке под флюсом. Специализированные установки на основе трансформаторов применяют для сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в защитном газе. Устойчивость дуги постоянного тока более высока по сравнению реферат источники питания сварочной дуги тока устойчивостью дуги переменного тока, что заметно влияет на качество сварки на малых токах, электродами с фтористо-кальциевыми покрытиями, в углекислом газе, наплавка под флюсом.

В этих случаях рекомендуется использовать источники постоянного тока. Генератор преобразует механическую энергию вращения якоря в энергию постоянного тока, используемую для сварки.

Преобразователь является комбинацией трехфазного асинхронного двигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока и, следовательно, преобразует энергию сетевого переменного напряжения в используемую для сварки энергию постоянного тока. Электрическая энергия сети переменного тока преобразуется в механическую энергию электродвигателя, вращает вал генератора и преобразуется в электрическую энергию, постоянного сварочного тока, Поэтому коэффициент полезного действия преобразователя невелик: Однако для строительно-монтажных работ использование генераторов имеет преимущество по сравнению с другими источниками благодаря их меньшей чувствительности к колебаниям сетевого напряжения.

Агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора постоянного тока. В нем для получения сварочного тока используется энергия сжигания химического топлива.

Химическая энергия сгорания топлива преобразуется вмеханическую, а затем в электрическую энергию. Агрегаты используют реферат источники питания сварочной дуги тока основном для ручной сварки в монтажных и полевых условиях, где отсутствуют электрические сети.

Выпрямитель преобразует энергию сетевого переменного напряжения впостоянное - используемое для сварки. Наиболее совершенны сварочные выпрямители, которые имеют более высокий коэффициент полезного действия, меньшую массу, удобны в изготовлении и эксплуатации, обладают лучшими технологическими свойствами.

Их применяют для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки, а также в качестве универсальных источников. Большая часть источников питания предназначена для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей средней и большой толщины. Они являются источниками общепромышленного применения. К ним относятся источники для ручной сварки покрытыми электродами, механизированной сварки в защитных газах и под флюсом.

Специализированные источники представляют собой аппараты, дополненные различными вспомогательными устройствами, расширяющими их технологические возможности. Источник постоянного тока для сварки неплавящимся электродом в защитном газе имеет устройства для возбуждения дуги и заварки кратера. Сварочный трансформатор В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции, заключающееся в том, что при изменении магнитного потока внутри контура, охваченного проводником, в этом проводнике возникает электродвижущая сила ЭДСа при замыкании проводника - в нем появляется ток.

Сварочный трансформатор содержит две или более электрически несвязанных между собой обмоток цилиндрические или дисковыеразмещенных на замкнутом стальном магнитопроводе.

Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопроводы броневого и стержневого типа изготавливают из листовой электротехнической стали. Трансформаторы работают с воздушным естественным или принудительным охлаждением. У трансформаторов с цилиндрическими обмотками первичные и вторичные обмотки наматываются концентрично одна поверх другой и относятся к группе трансформаторов с минимальным или нормальным электромагнитным рассеянием.

Они являются полным аналогом силовых воздушных трансформаторов идентичной мощности. У трансформаторов с дисковыми обмотками первичная и вторичная обмотки обычно разнесены относительно друг друга. Они относятся к группе специальных сварочных трансформаторов с увеличенным или развитым электромагнитным рассеянием.

Трансформаторы для дуговой сварки выпускаются по ГОСТ 95-77 на номинальные силы тока 160, 250, 315, 400 и 500 А. Различают две основные принципиальные электромагнитные схемы сварочных трансформаторов. Первая группа - трансформаторы с нормальным малым рассеянием и дополнительной реактивной катушкой - реактором дросселем. Вторая группа - трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием. Внутри каждой группы сварочные трансформаторы классифицируются по виду реферат источники питания сварочной дуги тока и способам настройки режима.

К первой группе относятся: Сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием в комбинации с реактивной катушкой - реактор в однокорпусном исполнении. Такие трансформаторы имеют с реактором общий магнитопровод. Настройка режима в таких трансформаторах осуществляется плавным изменением воздушного зазора в сердечники реактивной катушки. Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом. Трансформаторы этого типа выполняются с неподвижными обмотками, размещенными на одном или двух разных стержнях на соответствующем расстоянии друг от друга с целью обеспечения требуемого рассеяния.

Между обмотками располагаются подвижные магнитные шунты, перемещением которых изменяют реферат источники питания сварочной дуги тока рассеяния и производят настройку режима. Сварочные трансформаторы с неподвижным подмагничиваемым шунтом. Принцип работы этого трансформатора аналогичен предыдущему. Отличие заключается в способе изменения величины магнитного сопротивления потока рассеяния, за счет изменения тока в обмотке подмагничивания расположенной на неподвижном шунте.

Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижными обмотками. Одна или обе реферат источники питания сварочной дуги тока трансформатора выполняются подвижными. В некоторых конструкциях для усиления потока рассеяния между реферат источники питания сварочной дуги тока размещены неподвижные магнитные шунты.

Настройка на заданный режим осуществляется путем плавного перемещения подвижных обмоток, которая может сочетаться со ступенчатым секционированием вторичной обмотки.

Сварочные трансформаторы с ярмовым рассеянием имеют реферат источники питания сварочной дуги тока индуктивное сопротивление благодаря неподвижному расположению первичной и вторичной обмоток на разных стержнях сердечника. Настройка режима осуществляется за счет дополнительной неподвижной ярмовой обмотки и реферат источники питания сварочной дуги тока, выполненной сварочным кабелем поверх основной обмотки трансформатора, которые являются дополнительным индуктивным сопротивлением.

При этом напряжение холостого хода трансформатора несколько возрастает. Сварочные трансформаторы с тиристорным коммутатором. Они имеют фиксированное индуктивное сопротивление за счет расположения первичной и вторичной обмоток на различных стержнях сердечника.

Настройка режима осуществляется путем изменения угла включения тиристоров, которые могут включаться как в первичную, так и во вторичную цепь. При такой настройке трансформатора наблюдаются значительные перерывы в горении дуги. Для обеспечения непрерывности горения дуги используют различные способы, обеспечивающие надежное повторное зажигание дуги. Сварочный выпрямитель Сварка на постоянном токе обеспечивает получение сварного соединения более высокого качества по сравнению со сваркой на переменном токе.

Из-за отсутствия нулевых значений тока повышается стабильность горения дуги, увеличивается глубина проплавления, снижается разбрызгивание, улучшается защита дуги, повышаются прочностные характеристики металла сварного шва, снижается количество дефектов шва, а пониженное разбрызгивание улучшает использование присадочного материала и упрощает операции зачистки сварного соединения от шлака и застывших брызг металла.

Источники питания

Всё это привело к тому, что для сварки качественных швов ответственных соединений больше применяют сварку на постоянном токе. Кроме того, реферат источники питания сварочной дуги тока материалы - высоколегированные и теплоустойчивые стали, чугуны, титан, сплавы на основе меди и никеля - свариваются только на постоянном токе.

Сварочными выпрямителями называются источники питания, в которых постоянный ток получается путём выпрямления переменного тока промышленной частоты с использованием полупроводниковых вентилей.

Общими элементами для сварочных выпрямителей являются силовой трансформатор, выпрямительный блок и блоки пускорегулирующей, измерительной и защитной аппаратуры.

Наиболее рациональным в выпрямителях оказывается применение трёхфазного тока. Сам ВБ собирается либо по трёхфазной мостовой схеме, либо по шестифазной мостовой схеме с уравнительным реактором - разнесёнными вторичными обмотками силового трансформатора, соединёнными в две "звезды" схема Ларионова - Гретца. У обеих схем повторяемость напряжения равна шестикратной частоте питающего тока для обычного переменного тока промышленной частоты - 300 Гц.

Это позволяет получить выпрямленный ток, у которого пульсации напряжения меньше, чем при использовании обычной реферат источники питания сварочной дуги тока мостовой двухполупериодной схемы, собранной на четырёх вентилях четырёхвентильные мостовые схемы обычно используются в более простых выпрямителях бытового класса.

За счёт использования специальных стабилизаторов напряжения, включаемых в сварочный контур, удаётся получить гладкую кривую тока с минимальными пульсациями выпрямленного напряжения. Для выпрямления тока используют неуправляемые полупроводниковые вентили - кремниевые или селеновые диоды - и управляемые вентили - тиристоры обычно кремниевые.

Источники питания для дуговой сварки

Кремниевые диоды имеют небольшие размеры и высокую теплостойкость, реферат источники питания сварочной дуги тока очень чувствительны к токовым перегрузкам.

Селеновые вентили допускают меньшие значения силы тока, но имеют высокую стойкость к перегрузкам и малый разброс характеристик. Их использование значительно упрощает общую схему выпрямителя и повышает его стойкость к перегрузкам по току. Использование тиристоров требует применения специальных блоков управления открыванием тиристоров, и обычно тиристоры устанавливают на более мощном и дорогом промышленном оборудовании. Полупроводниковые вентили требуют определённого температурного и токового режима.

Поэтому немаловажными элементами любого сварочного выпрямителя являются системы охлаждения ВБ: Регулирование тока сварки в сварочных выпрямителях осуществляется двумя путями - электромеханическим и электрическим. В выпрямителях с электромеханической регулировкой изменение тока происходит до ВБ, то есть на выпрямляющие вентили в каждой фазе поступает переменный ток, имеющий силу тока и напряжение заданных сварочных параметров.

Другой тип электромеханической регулировки тока сварки в сварочных выпрямителях - это выпрямители с секционированными обмотками силового трансформатора, у которых первичная обмотка силового трансформатора состоит из нескольких катушек на общем сердечнике, которые подключаются последовательно посредством галетного переключателя, при этом происходит ступенчатое изменение тока в первичной цепи силового трансформатора.

Такие выпрямители дёшевы, просты в изготовлении и надёжны в эксплуатации. Другой тип - это выпрямители реферат источники питания сварочной дуги тока вольтодобавочными трансформаторами ВДТвключаемыми последовательно во вторичную цепь силового трансформатора. Встречное или согласное включение вторичных обмоток силового трансформатора и ВДТ позволяет ступенчато реферат источники питания сварочной дуги тока силу тока.

Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется изменением напряжения в первичной обмотке ВДТ. Такие схемы позволяют получить жёсткие вольт-амперные характеристики для полуавтоматической сварки в среде защитных газов и проводить настройку режима сварки дистанционно.

Источники питания дуговой сварки постоянного тока

В этом типе выпрямителей используют силовые трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и дросселем насыщения. Это позволяет вводить обратные связи и стабилизирует работу ИП в заданном режиме, а сам выпрямитель имеет крутопадающую вольт-амперную характеристику, применяемую для ручной дуговой сварки плавящимися электродами. Электрические схемы регулировки сварочных выпрямителей построены на изменении тока сварки после ВБ или непосредственно в ВБ. Выпрямители с транзисторными регуляторами реферат источники питания сварочной дуги тока основаны на принципе управления сильным током за счёт изменения более слабого тока.

В этих схемах после ВБ последовательно сварочной дуге включается блок транзисторов, соединённых параллельно. Это позволяет в широких пределах изменять ток дуги. Применение транзисторных схем регулировки тока даёт крутопадающую вольт-амперную характеристику реферат источники питания сварочной дуги тока широким спектром регулировок по току и высокостабильной дугой, что позволяет применять такие выпрямители для автоматической аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом метод TIG высоколегированных сталей и сплавов на основе меди или алюминия.

Более простой и распространенной является схема выпрямителя с тиристорными регуляторами тока, в которых в качестве выпрямительных вентилей используют полупроводниковые тиристоры. Формирование вольт-амперных характеристик таких выпрямителей осуществляется за счёт временного сдвига управляющих импульсов тиристоров, подаваемых блоком фазоимпульсного управления.

Источники питания сварочной дуги, сварочное оборудование, сварочные материалы

Изменением времени подачи управляющих импульсов регулируется поочерёдное открытие тиристоров той или иной ветви шестифазной мостовой схемы и меняется ток дуги. Это позволяет осуществлять реферат источники питания сварочной дуги тока регулировку в том числе и дистанционную тока сварки и получать дугу с высокой стабилизацией по току и напряжению. По таким схемам построены широко известные выпрямители типа ВСВУ для ручной дуговой сварки плавящимися электродами с крутопадающей вольт-амперной характеристикой и ВДГ для полуавтоматической сварки в среде защитных газов с пологопадающей вольт-амперной характеристикой.

Дальнейшим развитием схемы выпрямителей с тиристорным регулированием явились выпрямители серии ВДУ с двойной вольт-амперной характеристикой - крутопадающей и пологопадающей.

Силовой трансформатор этих выпрямителей имеет две вторичные обмотки, их переключение позволяет получать двойную вольт-амперную характеристику и делает возможным использование выпрямителя как для ручной, так и для полуавтоматической сварки.

Для сварки в цеховых условиях часто используют многопостовые выпрямители, имеющие достаточную мощность и способные выдерживать большие перегрузки как по величине тока, так и по скорости нарастания тока сварки.

VK
OK
MR
GP