Зварювальний трансформатор з плавним регулюванням зварювального струму

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / зварювальне обладнання

 Коментарі до статті

Маючи досить великий архів технічної документації зварювального обладнання як вітчизняного, так і імпортного виробництва, я зайнявся його обробкою та систематизацією технічних рішень, що застосовуються у зварювальному устаткуванні. Звичайно, я сподівався, що із залученням Інтернету це завдання спроститься і, можливо, вдасться доповнити наявну інформацію. Проводячи постійний пошук не лише в російськомовній частині Інтернету, а й англомовній, я з подивом виявив, що необхідна інформація майже повністю відсутня або дуже скупо представлена.

Мова може йти лише про кілька аматорських конструкцій автори яких розробляли їх, не будучи фахівцями в галузі зварювального обладнання, а отже, керувалися в основному знаннями в галузі електроніки, а не зварювальних властивостей конкретного обладнання. Саме тому аматорські "зварювальники" не забезпечують легкого запалювання дуги, "м'якого" зварювання без значного розбризкування металу електродів або зварювального дроту.

Основою всіх зварювальних апаратів є джерело струму. Найпростішим і, мабуть, найпоширенішим, є зварювальний трансформатор. При зварюванні штучними електродами збудження зварювальної дуги починається з короткого замикання зварювального ланцюга – контакту між електродом та деталлю. При цьому виділяється тепло, місце контакту швидко розігрівається. На цій стадії від джерела потрібна підвищена напруга. Надалі опір дугового проміжку зменшується, що призводить до зниження напруги.

У процесі зварювання краплі електродного металу відриваються від електрода і потрапляють у зварювальну ванну, що призводить до частих коротких замикань зварювального ланцюга. При кожному черговому короткому замиканні напруга знижується до нульового значення, у своїй відбувається лавиноподібне наростання струму рівня струму короткого замикання, тобто. струму, який максимально може забезпечити зварювальне джерело. Це, у свою чергу, веде до розбризкування металу електрода, що призначався для заповнення шва. Зварювальники говорять про те, що варить "жорстко", розбризкує, шов погано формується.

Виходячи з умов, в яких відбувається процес зварювання, можна визначити, яким вимогам має відповідати джерело живлення зварювальної дуги:

1. Напруга "холостого ходу" повинна бути достатньою для легкого збудження дуги і в той же час не повинна досягати значень, небезпечних для життя людини. Особливо це стосується джерел змінного струму.
2. Напруга на дузі має швидко реагувати на довжину дуги, тобто. джерело повинне мати хороші динамічні властивості. Статична характеристика джерела для ручного зварювання, що виражає залежність напруги на виході в функції від струму, що протікає, повинна мати явно виражений ухил. Такий вид кривої називають крутопадаючою залежністю U_іст=f(l_св).
3. Величина струму короткого замикання має обмежуватися з допомогою властивостей джерела і перевищувати зварювальний струм більш як 40...50%. Також повинно забезпечуватись тривале перебування в режимі короткого замикання зварювального ланцюга без перегріву або пошкодження обмоток.

Наведені вище вимоги лише частково забезпечуються в ряді аматорських конструкцій. Особливо це стосується забезпечення крутості графіка U_іст=f(l_св) та вимог щодо безпеки вихідних напруг.

Не краще і зі способами регулювання зварювального струму. У переважній більшості аматорських конструкцій вона зводиться до виконання додаткових відводів первинної обмотки трансформатора. Таке рішення хоч і є очевидним з погляду простоти, проте веде до ускладнення конструкції найдорожчої частини зварювального апарату - його трансформатора і підвищення його вартості.

У конструкції з'являються перемикачі з рухомими контактами, які є одними з найненадійніших елементів. Та й технічний рівень виконання такого апарату є примітивним. Щоправда, існують конструкції з рухомими елементами (котушками чи магнітними шунтами). Але такі конструкції спричиняють необхідність виготовлення додаткових механічних вузлів, які багатьом не хотілося б робити і які значно збільшують трудомісткість конструкції загалом.

Де ж вирішення проблеми регулятора струму? Однією з рішень проблеми однофазного регульованого зварювального трансформатора застосування так званого тиристорного трансформатора, тобто. звичайного трансформатора з двома обмотками (первинною та вторинною), з тиристорним регулятором. Практично всі схеми подібних аматорських зварювальних установок мають недолік, який переноситься їх авторами із схемотехніки звичайних фазових регуляторів, призначених для керування нагріванням електропечей або зміни яскравості ламп розжарювання.

При традиційному побудові силової частини тиристорних фазових регуляторів при спробі забезпечення малих струмів, паузи між імпульсами стають настільки значними, що додаткові заходи не дозволяють стабілізувати горіння дуги. Але специфіка схеми, що призначена для роботи зі зварювальним обладнанням, полягає в тому, що необхідно забезпечити безперервність горіння дуги, не доводячи до деіонізації дугового проміжку і згасання дуги в паузах між імпульсами. Зіткнувшись із цією проблемою, корисно буде згадати, що у зварюванні немає необхідності регулювати струм від нуля до максимуму. Достатньо проводити його регулювання в необхідному діапазоні значень.

У промисловому зварювальному обладнанні такого типу вводяться спеціальні ланцюги для живлення дуги в паузах між імпульсами. На рис.1 показана схема включення зварювального трансформатора з тиристорним регулятором ланцюга його первинної обмотки.

Первинна обмотка трансформатора включена через дросель із досить великою індуктивністю. Два тиристори регулятора включені зустрічно-паралельно дроселю. При повністю закритих тиристорах струм трансформатора обмежується дроселем, що має досить великий індуктивний опір. Тиристори, відкриваючись, шунтують дросель, що призводить зрештою до збільшення струму зварювання. При будь-яких кутах відкриття тиристорів струм первинної обмотки в паузах між імпульсами не знижується до нуля, тим самим забезпечується стабільне горіння дуги при будь-яких струмах зварювання. За аналогічною схемою в минулі роки промисловістю випускався серійно зварювальний трансформатор ТЗР-500.

Дросель Др1 (рис.2) може бути намотаний на трансформаторному залозі, аналогічному сердечнику зварювального трансформатора.

Площа поперечного перерізу сердечника дроселя для трансформатора струм зварювання 120... 160 А повинна бути орієнтовно 40x50 мм. Діаметр дроту вибирають рівним діаметру дроту первинної обмотки. Кількість витків – 80-120. Повітряний проміжок - близько 1,5 мм. Ці цифри дуже орієнтовні і потребують певного уточнення конкретної конструкції.

Дані трансформатора Т1 визначаються виходячи з таких вихідних даних, як напруга мережі, максимальний зварювальний струм і напруга на вторинній обмотці при "холостому ході".

Перевагами вказаної нижче схеми є плавність регулювання та можливість застосування готового трансформатора, що має лише дві обмотки без відводів. Недолік - необхідність встановлення досить потужного дроселя. Як схема управління для фазового регулятора може застосовуватися схема практично будь-якого регулятора, що забезпечує прив'язку кута відкриття тиристорів до переходу через "0" мережевих імпульсів і управління двома тиристорами, включеними зустрічно-паралельно. Це може бути регулятор з імпульсним трансформатором на виході, і з оптронними тиристорами. Цікавим, сучасним рішенням може бути виконання схеми керування тиристорами регулятора на базі мікроконтролера з вузлом цифрової індикації. Якщо доповнити схему фазового регулятора ланцюгами зворотного зв'язку, з'явиться можливість формувати залежність напруги від зварювального струму.

Автор: А.М. Семернєв

Дивіться інші статті розділу зварювальне обладнання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Космічна електростанція 15.10.2022 До 2035 року Великобританія планує побудувати першу в історії космічну електростанцію, що виробляє та доставляє енергію на Землю. Проект орбітальної станції здійснюється у рамках Ініціативи з космічної енергії (SEI). Станція буде оснащена кількома легкими панелями та дзеркалами, що вловлюють сонячні промені. Інженери розраховують отримувати близько 3,4 ГВт електроенергії, яку надсилатимуть на Землю за допомогою бездротової технології Bluetooth. Розробники проекту впевнені, що станція може стати безмежним джерелом екологічно чистої енергії, яка вкриває близько 30% потреб Великобританії.

Інші цікаві новини:

▪ Будматеріал із відходів пластмаси

▪ Додаток для спілкування під водою

▪ Удосконалена система проектування Conventor SEMulator3D

▪ Автомобіль BMW зловить зелену хвилю

▪ Водоблок EK-Quantum Velocity2

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Детектори напруги поля. Добірка статей

▪ стаття Нахабна бездар. Крилатий вислів

▪ стаття Яке значення має Гольфстрім? Детальна відповідь

▪ стаття Інструктор-методист з фізичної культури та спорту. Посадова інструкція

▪ стаття Електронна ігротека. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття 1 + 1 не завжди дорівнює двом. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024