 |
11.1.4. Инверторные источники питания
|
|
|
|
11. 1. 4. Инверторные источники питания
В общем случае инвертор представляет собой устройство, служащее для превращения постоянного тока в переменный ток. Применяемые в современных сварочных источниках питания транзисторные инверторы позволяют не только получать переменный ток очень высокой частоты (20…70 кГц), что, как следствие, влечёт за собой возможность значительного снижения массы источника, но и активно участвовать в контроле и быстродействующем регулировании силы сварочного тока в зависимости от условий протекания процесса сварки. Инверторные источники питания обеспечивают:
- лёгкое возбуждение дуги за счёт временного повышения силы сварочного тока в момент её зажигания (в некоторых источниках активизирована также функция, предупреждающая залипание электрода путём мгновенного резкого снижения тока короткого замыкания);
- устойчивость горения и стабильность параметров дуги, в том числе при колебании напряжения питающей сети;
- плавное регулирование силы сварочного тока с возможностью дистанционного управления. Всё это способствует значительному улучшению хода сварочного процесса, повышению качества сварных швов и снижению расхода электроэнергии.
 |
Рис. 11. 9. Структурная схема инверторного источника питания постоянного тока: 1 – низкочастотный выпрямитель; 2 – инвертор; 3 – понижающий силовой высокочастотный трансформатор; 4 – высокочастотный выпрямитель; БУ – блок управления; БОС – блок обратной связи
Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) поступает на низкочастотный выпрямитель и после выпрямления превращается в переменный ток высокой частоты (до 70 кГц). Затем с помощью понижающего силового трансформатора входное напряжение уменьшается до значения, требуемого для нормального и безопасного ведения сварки. Высокочастотный выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Формирование необходимой для ручной дуговой сварки внешней характеристики, контроль и регулирование параметров сварочного процесса осуществляют с помощью блоков обратной связи и управления. В источниках питания, предназначенных для сварки не только постоянным, но и переменным током, добавляется вторичный инвертор для превращения постоянного тока снова в переменный ток.
|
|
|
Таблица 11. 4
Техническая характеристика некоторых инверторных источников питания постоянного тока для ручной дуговой сварки
| Параметр | Форсаж-125 | Форсаж-250 | Caddy Professional (ESAB) | Master 2200 (KEMPPI) | |
| LHN 200 | LHN 250 | ||||
| Напряжение питающей сети, В | 1х220 | 3х380 | 3х380 | ||
| Сила максимального тока в сетевом кабеле, А | |||||
| Пределы регулирования силы сварочного тока, А | 40…125 | 70…250 | 5…200 | 5…250 | 220 А (максимальная сила тока) |
| Максимальная сила сварочного тока, А (при ПН, %) | (40%) | (40%) | (35%) | (35%) | (69%) |
| Напряжение холостого хода, В | 53…75 | 50…80 | Нет данных | ||
| Габаритные размеры, мм | 330х 142х | 415х190х | 472х142х 256 | 472х142х | 472х152х |
| Масса, кг | 6, 7 | 12, 5 | |||
11. 1. 5. Вспомогательные устройства
Стабилизаторы горения дуги. Принцип действия стабилизаторов основан на подаче в дуговой промежуток в каждый полупериод мощного стабилизирующего импульса напряжением до 500 В. Импульс, подаваемый с некоторым сдвигом по отношению к моменту перехода тока через нулевую отметку, способствует повторному зажиганию дуги при напряжении её горения.
Ограничители напряжения холостого хода. Нормальное напряжение холостого хода источников питания дуги для ручной дуговой сварки составляет 50…100 В. Напряжение холостого хода питания дуги может быть опасным и может привести к тяжёлым поражениям электрическим током. В этих случаях сварочные работы производят с использованием специальных устройств, автоматически снижающих напряжение холостого хода источников питания при разрыве сварочной цепи до безопасной величины – не более 12 В.
|
|
|
11. 1. 6. Аппаратура для дуговой сварки и наплавки
Для обеспечения высокого качества сварного соединения, которое выражается в идентичности параметров полученного шва по всей его длине, необходимо, чтобы сварочная аппаратура обеспечивала выполнение следующих операций:
- подвод к электроду и изделию сварочного тока;
- нагрев электродного или присадочного металла и свариваемых кромок;
- подачу в сварочную ванну этого металла со скоростью, равной скорости его плавления;
- перемещение электрода вдоль шва с необходимой точностью;
- защиту зоны сварки от воздействия воздуха.
При дуговой сварке качество шва получается стабильным, если на протяжении его выполнения сохраняется заданный режим сварки, т. е. совокупность следующих факторов:
Основные:
- сила сварочного тока, А;
- скорость подачи электродной проволоки, м/ч;
- сечение электродной проволоки, мм2;
- напряжение на электроде при холостом ходе и горении дуги, В;
- скорость образования шва (скорость сварки), м/ч;
- отклонение электрода от оси шва, мм.
Дополнительные:
- поперечное перемещение электрода (размах, мм; частота, Гц);
- вылет электрода, мм;
- состав и строение флюса или покрытия электрода;
- температура основного металла, оС;
- расход защитного газа, л/мин;
- положение изделия в месте сварки.
Основное назначение регуляторов сварочного режима – стабилизация или регулирование тока и напряжения дуги – основных параметров, определяющих тепловложение в шов.
Все регуляторы по сложности систем регулирования делятся на три основные группы: осуществляющие саморегулирование, регулирование одного параметра и регулирование двух параметров.
В основу принципа саморегулирования положена постоянная скорость подачи электродной проволоки вне зависимости от напряжения, тока сварки или длины дуги. Устойчивость процесса сварки обеспечивается изменением скорости плавления электродной проволоки при случайных колебаниях тока дуги, которые происходят при изменении её длины. Каждой фиксированной скорости подачи электродной проволоки соответствует свой режим горения дуги, при котором скорость подачи равна скорости плавления металла. При небольшом изменении длины дуги меняются режим плавления электрода и упомянутые две скорости. В результате длина дугового промежутка начнёт восстанавливаться.
|
|
|
Аппараты с постоянной скоростью подачи проволоки отличаются простотой и надёжностью. Настройка скорости подачи производится или ступенчато (сменные шестерни или ролики, коробка скоростей), или плавно (механические вариаторы, двигатели постоянного тока).
|
|
|
