Сварочные выпрямители назначение устройство принцип действия: Сварочный выпрямитель - описание, устройство, как работает, разновидности и рейтинг сварочных выпрямителей

Содержание

Как устроен и работает сварочный выпрямитель?

Сварочный выпрямитель – аппарат, служащий для преобразования переменного тока, присутствующего в сети, в постоянный с использованием кремниевых или селеновых полупроводниковых диодов. Наиболее популярны селеновые диоды. В конструкцию преобразователя входят: устройства защиты и измерения, трансформатор, управляющий прибор. Все элементы расположены в одном блоке. Аппараты могут работать при повышенных и пониженных температурах, нестабильных характеристиках входного напряжения однофазной или трехфазной питающей сети.

Устройство и принцип работы сварочного выпрямителя

В конструкцию агрегата входят:

трансформатор, преобразующий входное переменное напряжение в низковольтное переменное;
диодный мост, трансформирующий переменное напряжение в постоянное пульсирующее;
конденсаторный фильтр, обладающий большой мощностью, служит для преобразования пульсирующего тока в линейный постоянный;
блок, регулирующий силу тока;
дроссели, предназначенные для предотвращения запредельного роста сварочного тока.

Эта упрощенная схема может несколько видоизменяться или дополняться другими элементами, улучшающими технические характеристики сварочного выпрямителя.

Выпрямление тока может осуществляться по одной из схем:

однофазное, применяется в аппаратах бытового применения;
трехфазное, пульсации сглаживаются в обмотках – первичной и вторичной;
шестифазное , позволяет организовать многопостовой пункт сварки.

Выходные характеристики регулируются следующими способами:

трансформаторное регулирование с помощью изменения схемы подключения обмоток;
с использованием дросселя и реостата;

тиристорное или транзисторное регулирование.

Виды сварочных выпрямителей

Выпускаемые виды выпрямителей:

Однопостовой. Предназначается для ручной дуговой сварки плавящимися покрытыми электродами. Могут применяться штучные электроды с рутиловым, целлюлозным, основным покрытием. Присутствие клинового шунта позволяет быстро менять режим работы. Агрегаты могут использоваться для сварки ответственных изделий и создания конструкций, запланированных для работы под высокими нагрузками.
Универсальный многопостовой. Питается от трехфазной сети переменного тока. Каждый вывод оснащен собственным блоком управления, в который входят реостат и дроссель. Выдерживает знакопеременные нагрузки, формирует надежную устойчивую дугу, способен работать без перерыва в течение длительного времени. Многопостовые сварочные выпрямители используются для осуществления масштабных интенсивных работ по ручной или полуавтоматической сварке. Устанавливаются в производственных цехах и на строительных площадках.

Особенности применения сварочных выпрямителей

Эти агрегаты применяются для проведения дуговой сварки низкоуглеродистых нелегированных сталей, коррозионностойких марок, цветных металлов и сплавов на их основе. Используются также при необходимости сварки обратной полярности. Обеспечивают глубокий провар и снижение разбрызгивания металла. К минусам агрегатов относятся – восприимчивость к длительным коротким замыканиям и скачкам сетевого напряжения.

Преимущества сварочных выпрямителей:

экономичность;
высокий КПД;
надежность;
простота управления.

Для продления срока службы аппаратов необходимы – проведение плановых осмотров, своевременная чистка и замена изношенных деталей, использование в условиях нормальной влажности.

Принцип работы и принцип действия сварочного выпрямителя

индустрия » Электротехника » Сварочные аппараты » Сварочный выпрямитель

Назначение сварочного выпрямителя состоит в преобразовании переменного тока сети (однофазной или трехфазной) с частотой 50Гц и напряжением 220/380в на постоянный

ток, питающий сварочную дугу между электродом и свариваемой деталью.

Принцип действия сварочного выпрямителя любого типа, а существует много различных схем, как преобразования, так и управления процессом преобразования тока.
Принцип работы сварочного выпрямителя можно разделить на три части:

понижение напряжения сети до напряжения холостого тока сварки;
преобразование переменного тока в постоянный;
регулировка сварочного тока, для создания управляемого процесса.

Понижение напряжения сети до напряжения холостого происходит в силовом трансформаторе низкочастотных устройств или в импульсном высокочастотном трансформаторе у выпрямителей с двойным преобразованием тока (инверторный тип выпрямителей). Силовые трансформаторы рассчитываются исходя из заданных параметров мощности (тока сварки), необходимого времени непрерывной работы и формы магнитопровода (стержневой, тороидальный и др.). Принцип действия сварочного выпрямителя инверторного типа отличается от обычного предварительным преобразованием частоты тока сети от 50Гц до 40-100кГц.

Дальнейшее преобразование напряжения не требует массивного силового прибора. Высокочастотный трансформатор импульсного типа имеет минимальные габариты, и выпрямитель-инвертор получает значительные преимущества в габаритах и весе.

Для преобразование переменного тока в постоянный используются выпрямители на диодных схемах. На выходе выпрямителя получается напряжение холостого тока. Оно обычно выше напряжения дуги. Падающая вольтамперная характеристика понижает напряжение при возрастании тока сварки. Это способствует переносу металла электрода на соединяемые детали. Для сглаживания пульсаций используются емкостные фильтры.

Процесс регулировки сварочного тока, для создания управляемого процесса сварки позволяет производить сварочные работы при необходимой величине тока. Подобная регулировка позволяет варить металлические детали разной толщины или с разной скоростью сварки без прожогов металла свариваемых деталей. Высокий ток требует сварки с большей скоростью. Принцип работы сварочного выпрямителя, помимо создания нужного напряжения, основан на возможности плавного регулирования тока сварки с помощью активного переменного сопротивления (обычного реостата).

Читайте также

Самодельный сварочный выпрямитель своими руками
Что нужно знать и уметь, а так-же какие компоненты необходимо приобрести для сборки выпрямителя для сварочного аппарата самостоятельно, вы узнаете …
Многопостовые сварочные выпрямители
Какие сварочные аппараты используются для одновременных сварочных работ несколькими сварщиками одновременно, и какие параметры необходимо учитывать …

Основная конструкция, принцип работы и основные характеристики тиристорного выпрямителя для дуговой сварки — Новости

Основная конструкция, принцип работы и основные характеристики тиристорного выпрямителя для дуговой сварки

1. Тиристорный выпрямитель для дуговой сварки

Тиристор также называют тиристором. Он имеет преимущества небольшого размера, легкого веса, высокой эффективности, быстрого действия, простоты обслуживания и длительного срока службы. В начале 1960-х годов в источниках питания для дуговой сварки стали применяться тиристорные выпрямители, то есть тиристорные выпрямители для дуговой сварки. В этом типе источника питания для дуговой сварки, помимо функции выпрямителя, тиристор также имеет возможность управлять включением и выключением питания и регулировать выпрямленное напряжение. Поэтому электромагнитные выключатели и реакторы насыщения больше не нужны, а конструкция упрощается. Поскольку тиристорный выпрямитель для дуговой сварки обладает такими преимуществами, как хорошая регулировка, хорошие динамические характеристики, энергосбережение, малый вес и т. д., он постепенно заменяет источники питания для дуговой сварки постоянным током, такие как выпрямители для дуговой сварки с магнитным усилителем, и стал наиболее распространенным. приложение в Заводы по производству бесшовных труб из нержавеющей стали . Один из видов.

(1) Основная конструкция и принцип работы тиристорного выпрямителя для дуговой сварки

①Основная конструкция. Структура схемы тиристорного выпрямителя для дуговой сварки в основном состоит из основной цепи и цепи управления.

Главная цепь включает трехфазный главный трансформатор, тиристорную группу, устройство поддержания дуги малого тока и реактор. Среди них трехфазный главный трансформатор используется для снижения напряжения и увеличения тока. Как правило, используются Y/D, Y/Y, D/Y и другие способы подключения; тиристорная группа используется для выпрямления и регулирования мощности. Как правило, его можно подключить к полуторному трехфазному мосту. Схема управления, трехфазная мостовая полностью управляемая схема или двухреверсивная звездообразная шестифазная схема однополупериодного выпрямителя со сбалансированным реактором; Устройство поддержания дуги с малым током используется для решения проблемы нестабильности дуги, вызванной прерывистой формой волны выходного тока, особенно при сварке. Когда параметры процесса малы, дуга нестабильна из-за прерывистости формы волны сварки; реактор постоянного тока используется для фильтрации и улучшения динамических характеристик и может использовать ленточные, вогнутые или дырчатые железные сердечники.

Контур управления включает в себя цепь запуска, напряжение, ток и цепь обратной связи (т. е. цепь обнаружения), заданную цепь и цепь сравнения и т. д. Чтобы обеспечить качество сварки, Заводы по производству бесшовных труб из нержавеющей стали часто добавляют приращение тока и цепи ослабления тока в контуре управления. Основной функцией триггерной схемы является управление включением и выключением тиристора через триггерный импульс для регулировки параметров процесса сварки и управления внешними характеристиками источника питания; цепь обратной связи представляет собой систему обратной связи по току и напряжению, используемую для получения приведенных внешних характеристик; Затухание тока Функция контура увеличения суммарного тока заключается в постепенном уменьшении сварочного тока до нуля при гашении дуги и предотвращении образования кратерных трещин. В начале всепозиционной сварки трубопровода сварочный ток увеличивают до достижения удовлетворительной формы в конце и конце сварного шва.

②Принцип работы. Напряжение трехфазной сети промышленной частоты падает до нескольких десятков вольт после преобразования трехфазного главного трансформатора, а выпрямитель и регулятор мощности тиристорной группы, а также фильтр реактора постоянного тока обеспечивают плавную форму сварочного тока на выходе .

Группа тиристоров большой мощности управляется триггерной схемой. Фазовый сдвиг триггерного импульса может изменять величину угла проводимости тиристора +. Если угол проводимости тиристора большой, выходной сварочный ток (напряжение) также велик, а угол проводимости тиристора мал, то выходной сварочный ток (напряжение) также мал.

Что касается внешних характеристик источника питания, тиристорный выпрямитель для дуговой сварки использует сигнал обратной связи по напряжению и току для сравнения с заданным напряжением и заданным током, а также путем изменения фазового угла пускового импульса для управления углом проводимости тиристорной группы, чтобы получить требуемые внешние характеристики. Падающая внешняя характеристика ручной дуговой сварки предназначена для определения наклона падающей внешней характеристики путем пропорциональной регулировки напряжения и сигнала обратной связи и сигнала обратной связи по мощности. Если изменить соотношение двух сигналов, можно изменить наклон характеристики падения, чтобы реализовать регулировку параметров процесса сварки.

Динамические характеристики выпрямителя для тиристорной дуговой сварки грубо регулируются и контролируются производителем бесшовных труб из нержавеющей стали путем изменения значения индуктивности реактора постоянного тока.

(2) Основные характеристики тиристорного выпрямителя для дуговой сварки

① Простая конструкция. Поскольку тиристорная группа может использоваться в качестве регулятора выпрямителя и бесконтактного переключателя, электромагнитные переключатели и насыщенные реакторы исключены, поэтому конструкция упрощается, уменьшается объем и уменьшается вес.

②Хорошая эффективность управления. Выходом выпрямителя можно управлять с небольшой мощностью триггера, электромагнитная инерция мала, и им легко управлять. Для получения различных форм внешних характеристических кривых можно использовать различные методы обратной связи.

③Хорошие динамические характеристики. Скорость отклика быстрая. Из-за управления электронной схемой внутренняя индуктивность мала, а электромагнитная инерция мала, поэтому процесс динамического перехода очень быстрый, и дугу легко контролировать различными способами.

④Энергосбережение. Благодаря низкому напряжению холостого хода, высокому КПД, высокому коэффициенту мощности, малой входной мощности и отсутствию механических потерь он экономит энергию.

⑤Шум небольшой. Благодаря отсутствию вращающихся частей шум значительно снижается.

Вопросы на повторение

1. Объясните термин: внешние характеристики источника питания дуговой сварки, рабочая точка горения дуги.

2. Какие требования к внешним характеристикам источника питания для дуговой сварки 7

3. Какое напряжение холостого хода источника питания для дуговой сварки?

4. Каково максимальное напряжение холостого хода трансформаторов и выпрямителей для дуговой сварки, предусмотренное нашими национальными стандартами?

5. Что означают ZX5-400 и BX3-300?

6. Что означает кодовое название ZX7-315?

7. Что такое рабочий цикл?

8. Продолжительность нагрузки определенного сварочного аппарата составляет 70 %, и он выполняет сварку, удаление шлака и замену электрода в течение 5 мин, из них 0,5 мин уходит на замену электрода, и рассчитывается время удаления шлака.

9. Сварщик использует сварочный аппарат с коэффициентом продолжительности нагрузки 50%. Сварку, удаление шлака и замену электрода он выполняет в течение 5 минут, из которых 1,5 минуты уходит на удаление шлака. Спросите, пожалуйста, время для замены электрода.

Основы эксплуатации, мониторинга и технического обслуживания выпрямителей

Устойчивость, кажется, является последним лозунгом, а катодная защита (CP) является важным компонентом устойчивости многих металлических конструкций. Что может быть лучше для сохранения и обслуживания инфраструктуры, чем смягчение коррозии? Некоторые системы CP состоят из расходуемых анодов, которые подвергаются естественной коррозии для защиты менее активных металлов, таких как сталь. Другим требуются источники питания для направления защитного тока в правильном направлении. Наиболее распространенными источниками напряжения подаваемого тока являются выпрямители, которые могут выйти из строя. Хорошо обслуживаемые выпрямители могут обеспечить бесперебойную работу CP, что снижает затраты на ремонт и рабочее/техническое время. В этой статье рассматриваются основы работы и обслуживания выпрямителя, а также основные рекомендации.

Устойчивость — это способность терпеть. Основной целью любой системы катодной защиты (CP) является смягчение коррозии. Консервация трубы или другой металлической конструкции путем предотвращения коррозионного повреждения позволяет ей выдержать испытание временем. Таким образом, снижение коррозии ведет к устойчивости.

CP чаще всего достигается с помощью гальванической (жертвенной) системы или системы подаваемого тока. Гальваническая система CP состоит из расходуемых анодов, обычно изготовленных из активных металлов (алюминий, магний или цинк), которые подвергаются коррозии, чтобы обеспечить защитные токи для менее активного металла, такого как сталь трубопровода. В системе CP с подаваемым током (ICCP) используется внешнее питание в виде выпрямителя или другого источника напряжения, который вызывает коррозию анодов с подаваемым током (например, из чугуна, графита и смешанных оксидов металлов) для распределения защитного тока по конструкции. (катод).

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC), который периодически меняет направление, в постоянный ток (DC), который течет только в одном направлении. Крайне важно, чтобы выпрямитель оставался в состоянии постоянной работы. Поскольку выпрямитель является электрическим устройством, он уязвим для скачков напряжения. Ближайший удар молнии может вызвать срабатывание автоматического выключателя или короткое замыкание диода. Таким образом, регулярные осмотры и мониторинг необходимы для поддержания исправной работы выпрямителя в течение длительного времени.

Безопасность является наиболее важным аспектом всех проверок. Целью любой задачи, связанной с эксплуатацией выпрямителя, является безопасное выполнение работы, что включает в себя ношение надлежащего защитного снаряжения.

Эксплуатация

Выпрямитель состоит из трех основных компонентов: трансформатора, батареи и шкафа. Назначение трансформатора состоит в том, чтобы безопасно отделить входящее переменное напряжение (первичная сторона) от вторичной стороны, которое регулируется для управления выходным напряжением выпрямителя. Как правило, эти регулировки выполняются с помощью отводных стержней, подключенных к вторичным боковым обмоткам с интервалами, которые предлагают несколько вариантов настройки. Стек является фактическим выпрямителем и состоит из набора кремниевых диодов или селеновых пластин, которые функционируют как однонаправленные токовые вентили. Диоды или пластины сконфигурированы так, что циклический переменный ток течет в одном направлении и блокируется в другом, в результате чего оба направления волны переменного тока текут в одном направлении. Шкаф, в который входит тестовая панель, надежно удерживает эти компоненты и позволяет осуществлять мониторинг и другие расширенные операции.

Дополнительные элементы, которые могут быть найдены в типичном выпрямителе, включают автоматический выключатель, измерители выходного напряжения и тока, грозовые разрядники, ограничители перенапряжения, ответвления трансформатора и предохранители.

В Таблице 1 перечислены общие рекомендации по использованию выпрямителей. ¹ Эта информация помогает обеспечить безопасность персонала и надежную, долгосрочную работу выпрямителя.

Мониторинг

Регулярный мониторинг рекомендуется для всех установок с выпрямителями. Основная цель мониторинга — убедиться, что выпрямитель все еще работает и что скачок напряжения не привел к срабатыванию выключателя. Некоторые объекты требуют определенных проверок через определенные промежутки времени. Например, операторы газо- и нефтепроводов обязаны проверять свои выпрямители шесть раз в год с интервалами, не превышающими 21 месяц. Кроме того, политика компании может диктовать еще более строгие интервалы между проверками.

Мониторинг обычно состоит из визуального осмотра и электрических испытаний. Визуальный осмотр может включать в себя поиск физических повреждений установки/шкафа/компонентов, признаков перегрева и признаков гнезд насекомых/грызунов, а также регистрацию характеристик блока выпрямителя и показаний счетчиков/настроек кранов. Тестирование часто включает ручные измерения выходного напряжения и тока выпрямителя для проверки точности измерителя и потенциалов между структурой и электролитом. Также имеется оборудование для удаленного контроля труднодоступных выпрямителей; однако эти устройства лучше всего использовать в качестве дополнения к мониторингу на месте, а не в качестве его замены.

Перед проведением визуального осмотра и испытаний важно надеть соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ). Как минимум, следует использовать защитные очки, кожаную рабочую обувь (с защитой от влаги, где это необходимо) и кожаные или резиновые перчатки. Политика компании может определять дополнительные требования к СИЗ.

При первом приближении к ректификатору обратите внимание на его окружение, например, на неровности основания, ядовитые растения или стоячую воду. Используйте все органы чувств для обнаружения признаков неисправности, включая визуальные (например, подгорание) и слуховые (например, потрескивание). Проверьте шкаф на наличие переменного тока с помощью сертифицированного детектора переменного тока. Старомодный способ определить, наэлектризован ли шкаф (или горячий), заключался в том, чтобы почистить его тыльной стороной ладони. С появлением детектора переменного тока в этом больше нет необходимости или целесообразности. Постучите по шкафчику, чтобы оповестить всех обитателей (ос, мышей, пауков и даже змей) о том, что вы входите. Обязательно имейте под рукой спрей от насекомых.

Техническое обслуживание

Основными причинами выхода из строя выпрямителя являются небрежное обращение, возраст и удар молнии. Перед выполнением каких-либо действий по устранению неполадок неработающего выпрямителя обязательно выключите его как с помощью автоматического выключателя, так и с помощью выключателя панели. К наиболее распространенным проблемам с выпрямителями относятся неисправные счетчики, незакрепленные клеммы, перегоревшие предохранители, обрыв проводов конструкции/заземления и повреждение от молнии (даже при наличии грозозащитных разрядников). Целью поиска и устранения неисправностей является систематическая изоляция компонентов выпрямителя до тех пор, пока не будет обнаружена неисправная часть, и рекомендуется следовать рекомендациям производителя выпрямителя по техническому обслуживанию и устранению неисправностей.

Проверьте автоматический выключатель, трансформатор, блок выпрямителей, счетчики, предохранители, дроссель, конденсаторы и разрядники по отдельности. Следите за ослабленными соединениями, признаками искрения и странными запахами. Могут потребоваться дополнительные испытания для проверки целостности конструкции и проводов заземления.

Таблица 2 содержит схему поиска и устранения неисправностей ², предназначенную для быстрой диагностики проблем с выпрямителем.

Общие сценарии и приемы торговли

Часто встречаются выпрямители с выходом по напряжению и без выхода по току. Поскольку выходное напряжение свидетельствует о том, что цепи выпрямления не повреждены, возможно, один или оба выходных кабеля повреждены, или заземление анода может быть полностью истощено. Чтобы приступить к поиску и устранению неполадок, определите подходящее временное электрически изолированное заземление, например водопропускную трубу, забор, анкерную оттяжку столба электропередач или дорожный знак. Выключите выпрямитель, затем отсоедините подводящий провод конструкции и подключите временную землю к отрицательному наконечнику. Установите отводные планки на одно из самых низких значений и включите выпрямитель. Если выпрямитель теперь вырабатывает и вольты, и амперы, значит, подводящий провод конструкции поврежден. Если усилители по-прежнему отсутствуют, выключите выпрямитель, верните подводящий провод конструкции к отрицательному наконечнику, отсоедините подводящий провод анода и подключите временное заземление к положительному наконечнику. Включите выпрямитель. Если выпрямитель теперь вырабатывает и вольты, и амперы, значит, провод анода разорван или существующее заземление исчерпано. Если усилителей по-прежнему нет, то требуется дополнительное тестирование для оценки эффективности конструкции и выводов анода, чтобы определить, затрагивает ли проблема оба провода.

Другим частым случаем является обнаружение выпрямителя со сгоревшим предохранителем. Это может быть результатом скачка напряжения и просто требует установки сменного предохранителя. Однако предохранители выпрямителя могут быть довольно дорогими. Временная установка автоматического выключателя поперек зажимов плавких предохранителей позволяет проверить работу выпрямителя, не сжигая несколько предохранителей. Для этого испытания можно использовать типичный автоматический выключатель бытового типа, подходящего размера для применения. Просто прикрепите измерительные провода к каждому концу автоматического выключателя и прикрепите провода к каждому из существующих монтажных зажимов предохранителя. Следите за тем, чтобы автоматический выключатель и подводящие провода не касались корпуса выпрямителя или любого другого металлического предмета. Включите выпрямитель. Если выключатель не срабатывает, просто замените предохранитель. Если автоматический выключатель срабатывает, значит, существуют другие проблемы, и необходимо выполнить дополнительные действия по их устранению.

Иногда можно найти выпрямитель со сработавшим автоматическим выключателем. Это может быть результатом скачка напряжения и просто требует сброса автоматического выключателя. Однако скачки напряжения нежелательны, так как выпрямитель может оставаться выключенным в течение длительного времени. Обязательно проверьте эффективность электрического заземления выпрямителя и следуйте рекомендациям Национального электротехнического кодекса (NEC). При необходимости установите дополнительное заземление. Кроме того, существуют доступные ограничители перенапряжения, которые могут быть установлены для смягчения скачков напряжения. Обязательно следуйте рекомендациям производителя по размерам.

Уход за выпрямителем также очень важен для предотвращения строительства гнезд насекомыми, грызунами и другими животными. Внутри шкафа выпрямителя могут быть опасны гнезда насекомых и грызунов. Укусы насекомых или даже укусы змей определенно нежелательны. Однако сами гнезда тоже могут вызывать проблемы. Помимо возможной опасности возгорания, гнездо может препятствовать потоку воздуха через шкаф выпрямителя и приводить к перегреву (и возможному выходу из строя) компонентов. Следите за тем, чтобы насекомые и грызуны не попали в выпрямитель. Некоторые способы защиты от вредителей заключаются в герметизации всех отверстий в шкафу, кроме тех, которые предназначены для вентиляции, или использовании химических пестицидов, чтобы отбить у них интерес к проникновению внутрь. эластичный аморфный неполярный полиолефин (например, VISCOTAQ ^† ) можно использовать для закрытия любого отверстия в шкафу. Простой и эффективный химический пестицид, который идеально подходит для использования в выпрямителе, представляет собой небольшую открытую чашку с нафталиновыми шариками. Их легко приобрести, и они очень хорошо работают.

Резюме

Ключом к устойчивости конструкций является эффективное CP как средство контроля/смягчения коррозии. Выпрямители — отличные инструменты, которые помогают обеспечить эффективный ICCP. Они требуют регулярного контроля, а иногда и мелкого ремонта. Мониторинг и техническое обслуживание выпрямителя необходимы, но их можно выполнять безопасно, что помогает обеспечить надежную и долговременную работу выпрямителя.