Общие сведения об источниках питания

Традиционным источником переменного тока является сварочный трансформатор. Источником постоянного тока является выпрямитель, который сконструирован на базе трансформатора и полупроводникового выпрямителя. Широкое распространение получили также инверторные источники тока, которые применяются для сварки как на переменном, так и на постоянном токе.

Промежуточное положение между традиционными выпрямителями и инверторами занимают источники, в состав которых входит простейший 50-Гц сварочный выпрямитель; регулировка тока осуществляется полупроводниковым ключевым регулятором, работающим на повышенной частоте.

Областями применения источников переменного и постоянного тока являются: ручная дуговая сварка штучными электродами, автоматическая сварка под слоем флюса, ручная и автоматическая сварка вольфрамовым электродом легких сплавов в среде инертных газов.

Технологические возможности источников питания определяются внешними вольт-амперными характеристиками.

Статическая характеристика источника питания представляет собой зависимость выходного напряжения от тока нагрузки при постоянном значении напряжения питающей сети в установившемся режиме. По виду статических внешних характеристик источники тока можно подразделить на источники с падающими (ПВХ) «крутыми» и «пологими» или жесткими (ЖВХ) внешними характеристиками. Источники с внешними характеристиками двух видов называются универсальными.

Требования к виду внешних характеристик определяются такими показателями сварочного процесса, как тип электрода (плавящийся, неплавящийся); характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга, дуга под флюсом, в защитных газах); степень механизации (ручная, механизированная, автоматическая сварка); способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автоматическое регулирование напряжения дуги). Например, для ручной дуговой сварки покрытыми штучными электродами, аргонодутовой сварки вольфрамовым электродом, сварки под слоем флюса на автоматах с регулированием скорости подачи электродной проволоки в зависимости от напряжения дуги используются источники с ПВХ.

При ПВХ источник питания работает в режиме регулятора сварочного тока. Сварочный ток может регулироваться в заданном диапазоне плавно или ступенчато. По технологическим условиям часто используют плавно-ступенчатое регулирование, когда две или более ступени регулирования сочетаются с плавным регулированием внутри каждой ступени. Регулирование сварочного тока при ПВХ выполняется при приблизительном постоянстве напряжения холостого хода. Каждому виду сварки соответствует определенная крутизна наклона ПВХ, например, более крутые характеристики используются для аргонодуговой сварки, более пологие для сварки под флюсом. Длина дуги в процессе сварки при ПВХ регулируется вручную или системой регулирования в сварочном автомате.

При механизированной сварке в среде СО2 и при автоматической сварке под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки применяют источники питания с ПВХ. В этом случае источник питания работает как регулятор рабочего напряжения, которое регулируется в заданных пределах при условии заданной величины силы сварочного тока. Регулирование напряжения при ЖВХ может быть плавным, ступенчатым и смешанным. Величина неварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки, а источник питания задает напряжение дуге и обеспечивает саморегулирование длины дуги.

Продолжительность работы источников питания не должна быть длительной во избежание недопустимого перегрева изоляции силовой части.

Источники питания для ручной дуговой сварки работают в продолжительном режиме при номинальной нагрузке (ПН). Этот режим определяется отношением времени сварки t св к сумме времени сварки и времени холостого хода t XX и выражается в %:

ПН = tсв / (tсв + tXX)0100 %.

ПН источников питания для ручной дуговой сварки обычно составляет 60 %.

Если вместо холостого хода в перерывах происходит отключение силовой цепи источника питания от сети, то такой режим работы называют повторно-кратковременным (ПВ). Эти режимы определяются аналогичным отношением времени сварки tсв к сумме времени сварки и времени паузы tп выражаются в %:

ПВ = tсв/ (tсв + tп)100 %,

где tп – время паузы, при котором отсутствуют потери энергии, имеющиеся при холостом ходе.

Повторно-кратковременный режим используют при работе со сварочными полуавтоматами. При работе многопостовых источников питания ПВ = 100 %.

Источники питания в соответствии с существующими стандартами изготавливают в разных климатических исполнениях: У – для районов с умеренным климатом, УХЛ – для районов с умеренно-холодным климатом, Т – для районов с тропическим климатом. Условия размещения сварочного оборудования при эксплуатации подразделяют на следующие категории: 1 – на открытом воздухе; 2 – защищенные от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков; 3 – в закрытых помещениях без регулируемых климатических условий; 4 – в отапливаемых и вентилируемых помещениях.

Трансформаторы для ручной дуговой сварки обычно работают при естественном охлаждении, остальные источники нуждаются в принудительной воздушной вентиляции.

Каждому источнику присваивается условное обозначение, которое состоит из буквенной и цифровой частей. Первая буква означает вид источника питания (Т – трансформатор, В – выпрямитель, У – установка), вторая – вид сварки (Д —дуговая), третья – способ сварки (Ф – под флюсом, Г – в защитных газах). Отсутствие буквы означает ручную дуговую сварку. Четвертая буква дает дальнейшее пояснение по исполнению источников питания (Ж или П – с жесткими или падающими внешними характеристиками, М или Э – с механическим или электрическим регулированием, Ч – со звеном повышенной частоты, т. е. инвертором). Затем через тире указывается сила минимального сварочного тока (округленно в десятках ампер); следующая цифра обозначает регистрационный номер источника питания, затем через тире указывается номер модификации источника питания. Последние буква и цифра обозначают соответственно климатическое исполнение и категорию размещения. Например, наименование изделия ТДМ-317-1У2 означает: трансформатор на ток 315 А, регистрационный номер – 7, модификация – 1 (с ограничителем напряжения холостого хода), исполнение У, категория размещения – 2.