Тема 2.2 Источники питания сварочной дуги постоянного и переменного тока.
Классификация источников питания
- по роду тока (рис. 13): источники постоянного тока (генераторы, преобразователи, выпрямители), источники переменного тока (трансформаторы);
- по внешней вольтамперной характеристике (ВАХ): с падающей ВАХ (ручная сварка, автоматическая сварка под флюсом), с жесткой ВАХ (многопостовые источники питания), с возрастающей ВАХ (сварка в среде защитных газов, электрошлаковая сварка);
- по количеству одновременно подключаемых сварочных постов: однопостовые, многопостовые;
- по способу установки: стационарные, передвижные.
Маркировка источников питания
• Первая буква - вид источника питания: ПС – преобразователь сварочный, Т – трансформатор, В – выпрямитель;
• Вторая буква - вид сварки (Д - дуговая);
• Третья буква - способ сварки (Ф - под флюсом, Г - в защитных газах, отсутствие буквы - ручная сварка);
Рисунок 13 – Классификация источников питания по роду тока
• Четвертая буква - исполнение источника питания (Ж или П - жесткая или падающая внешняя характеристика, М или Э - с механическим или электрическим регулированием);
• Минимальный сварочный ток (через тире);
• Регистрационный номер или модификация;
• Условия применения: 1- на открытом воздухе; 2- защищенные от солнца и атмосферных осадков; 3- в закрытых помещениях; 4 - в отапливаемых и вентилируемых помещениях.
Сварочный агрегат – электрическая машина, которая преобразует механическую энергию двигателя внутреннего сгорания в электрическую напряжением и диапазоном токов, необходимым для сварки, в состав которой входит приводной двигатель (дизель) и сварочный электрический генератор.
Сварочный преобразователь – преобразует механическую энергию электродвигателя в электрическую напряжением и диапазоном токов, необходимыми для сварки; состоит из электродвигателя, питающегося от сети, и сварочного электрического генератора.
– однопостовые - например, ПСО-300, ПСО-500, ПСГ-500 (Грубое регулирование - переключением диапазонов, плавное – реостатом);
– многопостовые - например, ПСМ-1000, в комплекте - 9 балластных реостатов РБ-200, преобразующих жесткую характеристику источника питания в падающую на сварочном посту и позволяющих регулировать величину сварочного тока от 10 до 200 А (комбинацией рубильников);
Сварочный трансформатор питается от сети переменного тока, понижает напряжение до необходимого при сварке и имеет устройство для регулирования величины сварочного тока:
– с дросселем - регулируемым индуктивным сопротивлением (для получения падающей характеристики и регулирования тока);
– с развитым магнитным рассеянием - с подвижными обмотками - регулируется зазор (изменяется индуктивное сопротивление для получения падающей характеристики и регулирования тока).
Например, ТДМ-317 (сварочный ток – 300А, 17 – модификация), ТДФЖ-1002 (сварочный ток – 1000А, 2 – модификация).
Сварочный выпрямитель питается от силовой электрической сети, преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный напряжением и величиной, необходимыми для сварки, включает понижающий трансформатор и блок полупроводниковых (селеновых или кремниевых) выпрямителей, а также устройство регулирования внешней характеристики. Выпрямители характеризуются небольшой массой и стоимостью, бесшумностью, простотой обслуживания, однако чувствительны к длительным коротким замыканиям и резким колебаниям напряжения в сети.
Например, ВКСМ-1000 (выпрямитель кремниевый сварочный многопостовой), ВССМ -1000 (выпрямитель селеновый сварочный многопостовой), ВДУ-505.
Инверторный источник питания - новый тип источника питания с высокочастотным звеном, что позволяет снизить массу и габариты, повысить КПД, обеспечить широкие пределы регулирования, обеспечить сварочные технологические свойства.
Например, ВДУЧ-301, ВДЧИ-251.
Выбор источников питания производится с учетом следующих факторов:
• наличие силовой электрической сети - на достройке (где может отсутствовать силовая сеть) могут использоваться сварочные дизель-генераторы
• место выполнения сварки - на стапелях и при достройке могут использоваться передвижные источники питания: трансформаторы, преобразователи, генераторы. Менее чувствительны к атмосферным воздействиям выпрямители и трансформаторы.
• характеристика соединения (толщина, марка электрода). Например, электроды УОНИ13/45 предназначены только для сварки на постоянном токе обратной полярности.
• экономичность установки.
Область применения источников
переменного тока:
• ручная дуговая сварка,
• автоматическая сварка под флюсом,
• ручная и автоматическая сварка вольфрамовым электродом легких сплавов в среде инертных газов;
постоянного тока:
• ручная дуговая сварка,
• автоматическая сварка под флюсом,
• механизированная (полуавтоматом) и автоматическая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов,
• ручная и автоматическая сварка вольфрамовымэлектродомлегированных сталей, меди и титана в среде инертных газов.
Технические характеристики некоторых источников питания приведены ниже.
Источники питания переменным током
Таблица 2 –Область применения сварочных трансформаторов
| Тип трансформатора | Назначение | Примечание |
| ТСК | Ручная дуговая сварка | Выше коэффициент мощности, чем у ТС |
| ТС | Ручная дуговая сварка | |
| ТСД | Автоматическая дуговая сварка |
Таблица 3 - Технические характеристики сварочных трансформаторов типов ТС, ТСК, ТСД
| Параметры | Технические характеристики | |||||||
| ТС-120 | ТС-300 | ТС-500 | ТСК-300 | ТСК-500 | ТСД-500 | ТСД-1000-3 | ТСД-2000-2 | |
| Номинальный сварочный ток, А | ||||||||
| Номинальное напряжение, В | ||||||||
| Номинальная мощность, кВА | ||||||||
| Напряжение холостого хода, В | 69-78 | 77-85 | ||||||
| Пределы регулирования сварочного тока, А | 50-160 | 110-385 | 165-650 | 110-385 | 165-650 | 200-600 | 400-1200 | 800-2200 |
| Напряжение питающей сети, В | 220 или 380 | 220 или 380 | 220, 380 или 500 | |||||
| Коэффициент полезного действия мощности (cosj) | 0,43 | 0,51 | 0,53 | 0,72 | 0,65 | 0,62 | 0,62 | 0,64 |
Источники питания постоянным током
Таблица 4 - Сварочные преобразователи и выпрямители
| Тип источника питания | Назначение | Примечание |
| Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-120, ПСО-300 | Ручная дуговая сварка | |
| Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-500, ПСО-800 | Ручная и автоматическая сварка | |
| Многопостовой сварочный преобразователь ПСМ-1000-1 | Ручная дуговая сварка (6 сварочных постов при максимальном токе для каждого поста 300 А) | В комплекте – 6 РБ-300, реостат Р-30-6 и 6 электрододержателей |
| Однопостовые сварочные преобразователи ПСГ | Полуавтоматическая и автоматическая сварка в среде защитных газов | Жесткая характеристика |
| Универсальный сварочный преобразователь ПСУ-300 | Автоматическая сварка в среде углекислого газа, ручная дуговая сварка и резка | |
| Однопостовые сварочные выпрямители ВСС | Ручная дуговая сварка | |
| Однопостовые сварочные выпрямители ВКС | Ручная и автоматическая сварка малоуглеродистой стали | Могут использоваться для нержавеющей стали неплавящимся электродом в среде защитных газов |
| Однопостовые сварочные выпрямители ВСУ | Ручная и автоматическая сварка в среде углекислого газа | |
| Многопостовые сварочные выпрямители ВКСМ | Ручная дуговая сварка (6-18 постов) |
Таблица 5 - Технические характеристики сварочных выпрямителей
| Параметры | Технические характеристики | ||||||
| ВСС-120-3 | ВСС-300-2 | ВКС-120 | ВКС-300 | ВКС-500 | ВКСМ-1000 | ВКСМ-3000 | |
| Номинальный сварочный ток, А | |||||||
| Номинальное напряжение, В | |||||||
| Напряжение холостого хода, В | - | - | - | Число св. постов-6 | Число св. постов-18 | ||
| Пределы регулирования сварочного тока, А | 15-120 | 40-300 | 15-130 | 30-330 | 70-540 | ||
| Напряжение питающей сети, В | 220 или 380 | ||||||
| Коэффициент полезного действия мощности (cosj) | 0,60 | 0,58 | - 0,60 | - 0,58 | - 0,72 | Номинальный ток одного поста, А - 300 | |
| Потери холостого хода, Вт | - | - | - |
Контрольные вопросы:
1. Объясните принцип работы (состав) сварочного преобразователя. Почему он называется «преобразователем»? Расшифруйте марки преобразователей, приведенные в таблице 4. Сравните область их применения (сопоставьте с маркировкой).
2. Объясните принцип работы (состав) сварочного трансформатора. Расшифруйте марки сварочных трансформаторов: ТДМ-317, ТДФЖ-1002. Сравните технические характеристики и область применение трансформаторов ТС-500, ТСК-500, ТСД-500 в таблицах 2 и 3. Чем они отличаются? Аналогично сравните марки: ТСД-500, ТСД-1000-3, ТСД-2000-2.
3. Объясните принцип работы (состав) сварочного выпрямителя. Расшифруйте марки сварочных выпрямителей: ВКСМ -1000, ВССМ -1000, ВДУ-505. С помощью таблицы 4 объясните, чем отличается область применения разных типов сварочных выпрямителей.
4. Какие факторы влияют на выбор источника питания для сварки?