Многопостовые выпрямительные системы

При наличии нескольких сварочных постов рационально использовать многопостовую систему питания от 4 до 30 постов на один источник. Многопостовые генераторы и трансформаторы в настоящее время не выпускаются. Многопостовые выпрямительные системы изготовляют на токи 1000, 1600 и 5000 А. По назначению различают системы для ручной, механизированной сварки в углекислом газе и универсальные.

Система имеет общий источник, шинопровод и постовые устройства (рис.3.22.). Она должна иметь развязку постов, т. е. обеспечивать независимость режимов сварки постов друг от друга. Поэтому внешняя характеристика общего источника должна быть жесткой. Действительно, при падающей характеристике короткое замыкание на одном из постов вызовет снижение напряжения источника и погасание дуги на других постах. Кроме того, для развязки ток короткого замыкания поста должен быть ограничен наличием балластного реостата.

Рис. 3.22. Многопостовые выпрямительные системы: а – с балластными реостатами; б – выпрямительными постовыми устройствами

Наибольшее распространение получила простейшая система (см. рис.3.22,а). В ней используется многопостовой выпрямитель, состоящий из трансформатора Т и силового выпрямительного блока V. Шинопровод с целью экономии кабелей, как правило выполняется общим для всего цеха в виде голых медных шин, проложенных по стене. Сечение шинопровода рассчитывается так, чтобы у самого отдаленного потребителя напряжение источника снизилось не более чем на 5%. Постовые балластные реостаты R (рис. 3.23) выполняют функции развязки, регулирования режима и формирования падающей характеристики.

Рис. 3.23. Постовые балластные реостаты

Балластный реостат РБ-302 представляет собой набор параллельно соединенных резисторов, подключенных к нагрузке с помощью рубильников S1…S7 (рис.3.23.). При различных комбинациях включенных рубильников реостат может иметь сопротивление от 0,1 до 50 Ом. Непосредственно у каждого рубильника указана сила тока, полученная при напряжении источника равному 30В

Уравнение внешней характеристики на отдельном посту следующее:

U_n=U_в-I_дR_б≈U₀-I_дR_б. (3.14)

На рис. 3.24 видно, что с ростом сварочного тока I_д увеличиваются потери напряжения на балластном реостате I_дR_б и снижается напряжение поста: I_д↑=> I_дR_б↑=> U_n↓.При малом сопротивлении реостата получаются пологопадающие характеристики, при большом сопротивлении – крутопадающие характеристики. При жесткой характеристике основного источника внешняя характеристика поста при наличии балластного реостата получается падающей.

Рис. 3.24. Внешняя характеристика поста при многопостовом питании

Поскольку напряжение с балластного реостата подается на дугу (U_n=U_д), то из уравнения (3.14) можно получить уравнение для анализа способов регулирования режима.

Основной способ регулирования тока при ручной сварке - измене­ние сопротивления балластного реостата: R_б↑_=> Iд↓.

В многопостовых системах регулирование режима выполняется в основном изменением сопротивления балластного реостата.

При проектировании многопостовой системы и выборе тока основного источника I_в учитывают количество постов n и средний ток поста I_д: I_в=I_дnk₀.

Поскольку относительная продолжительность нагрузки поста ПН<1, то расчетный ток может быть снижен за счет коэффициента одновремен­ности k₀<1.

Коэффициент учитывает вероятность сварки на нескольких постах и различный характер нагрева элементов системы. 'Гак, при расчете медленно нагревающихся элементов (шинопровода, трансформатора) принимают β = 0,5...1,5, при расчете быстро нагревающихся вентилей назначаю β = 2...2,5.

При механизированной сварке в углекислом газе балластным реостатом регулируют напряжение дуги, иногда для этой же цели меняют и напряжение основного источника U_в. При сварке в углекислом газе могут также использоваться дроссели для регулирования скорости нарастания тока короткого замыкания с целью снижения разбрызгивания При малом сопротивлении реостата получаются пологопадающие характеристики, необходимые для сварки в углекислом газе.Многопостовые выпрямительные системы обладают следующими до­стоинствами. Стоимость их меньше суммарной стоимости заменяемых ими однопостовых выпрямителей, они занимают меньше места, упрощается их обслуживание. Но КПД многопостовой системы с учетом потерь в балластных реостатах низок: 0,4...О,75. Кроме этого главного недостатка следует отметить также повышенный расход проводов (при отсутствии общего шинопровода) и опасность массового простоя при выходе из строя общего источника.