Дъгови източници на захранване - заваряване
Изисквания към захранването. Електрическата дъга е различна по природа от другите консуматори на електрическа енергия. Характеристиките на заваръчната дъга налагат специфични изисквания към източниците на електрически ток, които я захранват. За да се осигури лесно запалване на дъгата, напрежението на отворена верига трябва да бъде 2-3 пъти по-високо от напрежението на дъгата и в същото време трябва да бъде безопасно за заварчика, при условие че той спазва необходимите правила. Когато заваръчната верига е затворена в момента, в който електродът докосне детайла, възниква късо съединение, което води до рязко увеличаване на заваръчния ток, което може да доведе до запалване на заваръчните проводници. Следователно захранването трябва да ограничи силата на тока на късо съединение. Промените в напрежението на дъгата поради промяна в нейната дължина не трябва да причиняват значителна промяна в силата на заваръчния ток и следователно промени в термичния режим на заваряване. Времето за възстановяване на напрежението от нула до работно след късо съединение не трябва да надвишава 0,05 s, което гарантира стабилността на дъгата. Източникът на захранване трябва да има устройство за регулиране на заваръчния ток.
Стабилното изгаряне на дъгата и стабилността на режима на заваряване зависят от условията за съществуване на дъгов разряд, свойствата и параметрите на източника на енергия. Основният параметър на източника на захранване е неговата външна статична характеристика ток-напрежение, която изразява връзката между напрежението на клемите на източника и заваръчния ток. Източниците на захранване могат да имат стръмно падаща, леко потапяща, твърда характеристика (фиг. 11). В зависимост от метода на заваряване източникът на захранване се избира според вида на външната характеристика. За ръчно дъгово заваряване се използват източници с падаща външна характеристика, в които при късо съединение напрежението пада донула, което не позволява на тока на късо съединение да нараства, а при възбуждане на дъгата, когато токът е много малък, се осигурява повишено напрежение на дъгата. Захранващите устройства с падаща външна характеристика ви позволяват да удължите дъгата в разумни граници, без да се страхувате от бързото й прекъсване или да я намалите без прекомерно увеличаване на тока.
Ориз. 11. Външни характеристики на захранването 1 - стръмно падаща; 2 - леко наклонена; 3 - твърд; 4 - увеличаване
Ориз. 12. Електрическа принципна схема на трансформатор TDM-401U2 C - филтър за защита от радиосмущения; K - превключвател на обхвата на тока; - първична намотка;
AC захранвания. Такива източници са заваръчни трансформатори, които преобразуват електрическия ток от едно напрежение в електрически ток от друго напрежение. Заваръчните трансформатори са едновременно регулируемо индуктивно съпротивление, необходимо за получаване на необходимите външни характеристики, т.е. стабилно изгаряне на заваръчната дъга. В по-стари конструкции на трансформатори това се постига с помощта на индуктивни дросели, свързани последователно към вторичните намотки на трансформаторите. В съвременните трансформатори, за да се осигури нормален процес на заваряване, се използва принципът на преместване на вторичната намотка спрямо неподвижната първична намотка, което позволява промяна на индуктивното съпротивление и създаване на падаща външна характеристика. По-голямата част от наличните в търговската мрежа трансформатори използват този принцип. Най-широко използваните при ръчно заваряване са трансформаторите от типа TD и TDM, в които за управление на процеса на заваряване се използва повишено магнитно разсейване - индуктивно съпротивление. Това осигурява специален дизайн на магнитната верига и местоположениетонамотки, изкуствено увеличавайки разсеяните магнитни полета, което повишава индуктивността на утечка на намотките, а оттам и техните индуктивни съпротивления. Чрез преместване на бобината на една от намотките можете плавно да регулирате индуктивното съпротивление на намотките и да зададете необходимия заваръчен ток.
На фиг. 12 показва диаграма на заваръчния трансформатор TDM-401U2. Трансформаторът е монофазен, прътов. Намотките имат две намотки, разположени по двойки върху общите пръти на магнитопровода. Намотките на първичната намотка са фиксирани и фиксирани в долния ярем. Намотките на вторичната намотка са подвижни. През горния ярем на ядрото на трансформатора се прекарва водещ винт, който се завинтва в водещата гайка, монтирана в държача на подвижните вторични намотки. Когато водещият винт се завърти с помощта на дръжката, разположена отгоре на трансформатора, вторичните намотки се движат и по този начин променят разстоянието между намотките.
Непрекъснатата работа на трансформаторите до голяма степен зависи от тяхната правилна работа. Преди да пуснете трансформатора в експлоатация, той трябва да бъде внимателно инспектиран, да се отстранят механичните повреди; проверете намотките за счупване, изолацията на намотките от корпуса; правилно заземете трансформатора. Когато инсталирате трансформатори на открито, те трябва да бъдат защитени от атмосферни валежи, тъй като ако изолацията на намотките е влажна, е възможно разрушаване на изолацията и късо съединение между завоите. Въпреки това, прегряването на трансформатора (монтаж в близост до пещта, огнището, паропровода) също влияе неблагоприятно върху изолацията на намотките. По време на работа трансформаторите трябва да се проверяват редовно. При лоша поддръжка слоят мръсотия може да достигне такава дебелина, че да наруши охлаждането на работните части и да доведе до прегряване на намотките, а това ще доведе до затваряне на тоководещите частикадър. Особено опасно е замърсяването с метален прах. Лошите контакти, особено в заваръчната верига, причиняват големи спадове на напрежението и неприемливо прегряване. Значителна част от заваръчните трансформатори излизат от строя поради небрежно свързване на заваръчната тел към скобите и нередовни проверки на състоянието на контактите.
DC захранвания. Тази група включва заваръчни преобразуватели, токоизправители и агрегати.
Заваръчният преобразувател се състои от колекторен или вентилен (безколекторен) генератор за постоянен ток и асинхронен двигател, монтиран на общ вал. В колекторните генератори променливата e. д., индуциран в арматурата, се коригира във въртящо се контактно устройство, наречено колектор. Външните характеристики на заваръчните генератори и ограничаването на тока на късо съединение се постигат чрез подходящи електрически вериги на генераторите. Колекторните генератори произвеждат следните схеми: с независимо възбуждане и размагнитваща последователна намотка; със самовъзбуждане и размагнитваща последователна намотка (с намагнитваща паралелна и размагнитваща серия). Генератор със самовъзбуждане е по-малко чувствителен към краткотрайни колебания в напрежението на електрическата мрежа, отколкото генератор с независимо възбуждане. За универсалните заваръчни генератори се получават падащи и твърди външни характеристики в зависимост от схемата за включване или изключване на последователната размагнитваща намотка. Вентилният заваръчен генератор - генератор със самовъзбуждане се състои от индукторен пулсиращ синхронен генератор с повишена честота (200 или 400 Hz) със специална конструкция и безконтактен токоизправител. Правилната грижа за трансдюсерите е до голяма степенпредопределя тяхната надеждност и издръжливост. На строителната площадка инверторите трябва да бъдат защитени от дъжд и сняг. Но в същото време не трябва да се нарушава нормалното охлаждане на машината - входните и изходните отвори за преминаване на въздух не трябва да се затварят. В противен случай намотките ще прегреят. Когато работите със заваръчен преобразувател, на първо място трябва да наблюдавате комутатора, четките, четкодържателите и лагерите. В нормално състояние колектора няма следи от сажди. Прахът от колектора трябва да се отстранява системно с чиста кърпа, напоена с бензин. Шумът на сачмените лагери трябва да е глух, равномерен, без щракания и остри звуци. Четките трябва да се проверяват редовно и да се износват навреме.
През последните години заваръчните преобразуватели бяха заменени от токоизправители, които нямат въртящи се части, работят безшумно, имат по-ниски загуби на енергия при празен ход, по-висока ефективност, по-широки граници за регулиране на заваръчния ток и напрежение, по-малко тегло и равномерно натоварване на трифазна мрежа. Заваръчният токоизправител се състои от понижаващ трансформатор с устройство за регулиране на ток или напрежение; токоизправителен блок, включително селенови или силиконови вентили; вентилатор за охлаждане на токоизправителя. Те произвеждат единични и многопостови заваръчни токоизправители. Токоизправителите с една станция имат твърда и леко потапяща или стръмно потапяща характеристика ток-напрежение. Универсалните токоизправители осигуряват стръмна и твърда реакция. Заваръчният ток най-често се регулира чрез промяна на разстоянието между намотките на трансформатора. Произвежда мобилни и стационарни токоизправители. По време на работа токоизправителите трябва периодично да се проверяват, за да се отстранят незначителни нарушения, коитоможе да доведе до инцидент. Трябва внимателно да наблюдавате работата на вентилатора, тъй като неизправността му ще доведе до прегряване на полупроводниковите елементи и повреда на токоизправителя. Веднъж на всеки 3 месеца старателно почиствайте полупроводниковите елементи от прах и мръсотия с помощта на сгъстен въздух. Токоизправител, който не е работил повече от една година, трябва да бъде включен за 20 минути при напрежение, равно на половината от номиналното напрежение, и след това за 4 часа при номиналното напрежение без товар. Това трябва да се направи, за да се формират предварително полупроводникови елементи.
Получаването на ток от заваръчни агрегати е по-скъпо, отколкото от трансформатори, преобразуватели и токоизправители. Поради това е препоръчително да ги използвате само при липса на електрическа мрежа. Заваръчният агрегат се състои от заваръчен генератор и дизелов двигател, монтирани на обща рама и свързани с еластичен съединител. При еднопостовите заваръчни генератори при късо съединение натоварването се увеличава рязко, а при работа на празен ход рязко спада. Следователно, за да поддържат постоянна скорост на въртене, двигателите с вътрешно горене имат автоматични регулатори на скоростта, които осигуряват бързото й възстановяване при преход от късо съединение към празен ход. Когато заваръчната дъга се запали поради увеличаване на натоварването, скоростта на ротора пада. Автоматичният клапан обаче се активира и оборотите на двигателя се възстановяват. При празен ход натоварването намалява и клапанът намалява скоростта и след това я поддържа на намалена скорост.