Вопросы к экзамену по дисциплине «Источники питания сварочной дуги».
1. Регулирование Zэ с помощью балластного реостата и данного сварочного провода.
При сварке постоянным током для питания дуги применяют сварочные преобразователи и сварочные выпрямители. Сварку постоянным током можно выполнять на прямой и обратной полярности. При прямой полярности «плюс» генератора подсоединяют к свариваемому изделию, а «минус» — к электр ододержателю. Во время горения сварочной дуги при прямой полярности больше нагревается свариваемое изделие, при обратной полярности — электрод. По этим признакам отдают предпочтение прямой или обратной полярности в зависимости от вида сварочных работ (прихватка или сварка), толщины свариваемых элементов (тонкие или толстые), электрического сопротивления, электродов (углеродистая сталь, хромоникелевая) и др. Выпрямительные сварочные установки более надежны, чем сварочные преобразователи. Сварочный преобразователь состоит из генератора постоянного тока и приводного электродвигателя; сварочный агрегат — из генератора и двигателя внутреннего сгорания. Применение сварочных агрегатов для сварки целесообразно тогда, когда либо нет питающей электрической сети, либо напряжение в питающей электрической сети колеблется в больших пределах. Сварочные агрегаты выпускают с бензиновыми двигателями и дизелями, смонтированными на раме без колес, на двухосном прицепе и в другом конструктивном исполнении. В сварочных преобразователях (стационарных и передвижных) используют преимущественно асинхронные трехфазные короткозамкнутые электродвигатели. Преобразователи типа ПСО-300-2, ПСО-315М и ПСР-500 выпускают серийно. Сварочный ток регулируют с помощью реостата, который включают в обмотку независимого возбуждения. Возможно также регулирование сварочного тока переключением витков обмотки возбуждения. Балластный реостат предназначен для создания падающей характеристики на каждом сварочном посту и для регулирования сварочного тока. Реостат имеет пять ступеней сопротивления, которые включают в цепь сварочной дуги. Промышленность выпускает балластные реостаты марок РБ-201, которые дают возможность регулировать сварочный ток от 10 до 200 А через каждые 10 А; РБ-301, позволяющие регулировать сварочный ток от 15 до 300 А через каждые 15 А; РБ-501 для регулирования сварочного тока от 25 до 500 А через каждые 25 А. Вольт-амперная характеристика при питании от многопостового сварочного генератора не является падающей и не обеспечивает устойчивого горения сварочной дуги. Для устойчивого горения дуги необходимо создать падающую вольт-амперную характеристику на сварочном посту, что достигается с помощью балластного реостата. При этом сварочная дуга включается последовательно через балластный реостат. Промышленность поставляет многопостовые генераторы компектно с балластными реостатами. Многопостовые сварочные генераторы целесообразно устанавливать в цехах с большим числом сварочных постов. Они предназначены для одновременного питания нескольких сварочных дуг. Централизованная схема питания сварочных постов с помощью многопостовых сварочных генераторов имеет ряд преимуществ по сравнению с однопостовыми сварочными агрегатами: снижаются затраты на приобретение, ремонт и обслуживание сварочных постов; уменьшается потребность в производственных площадях; увеличивается коэффициент использования сварочного оборудования. Преимущества сварочных выпрямителей: отсутствие вращающихся частей, больший КДД, меньшие потери энергии на холостом ходу, бесшумность работы, равномерная загрузка трехфазной сети, меньшая масса, большие пределы регулирования сварочного тока и напряжения. Промышленность выпускает однопостовые и многопостовые выпрямители для питания шести, девяти и восемнадцати постов; они комплектуются балластными реостатами РБ-301. Однопостовые выпрямители имеют жесткую, пологопадающую или крутопадающую вольт-амперную характеристики. Выпрямители ВСС, В КС, ВД-101 и ВД-301 предназначены для использования при ручной сварке и автоматической под флюсом. Выпрямители АП-4, АП-5 (разработаны в Институте электросварки им. Е. О. Патона) предназначены для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Транзисторные выпрямители более безопасны в работе, так как напряжение холостого хода такого выпрямителя не превышает 40 В. Кроме того, их размеры и масса относительно меньше.
2. Регулирование Uo с помощью магнитной коммутации в выпрямителе ВСЖ-303.
Сварочный выпрямитель для дуговой сварки, как правило, состоит из силового трансформатора, выпрямительного блока, пускорегулирующей, измерительной и защитной аппаратуры. Силовой трансформатор преобразует энергию силовой сети в энергию, необходимую для сварки, а также согласует значения напряжений сети с выходным напряжением. В однопостовых выпрямителях используют преимущественно трехфазные трансформаторы, поскольку однофазные одно - и двухполупериодные схемы выпрямления приводят к существенным пульсациям выходного напряжения, которые ухудшают качество сварных соединений. Регуляторы тока (или регуляторы напряжения) используются для формирования жесткой или падающей внешней характеристики. Они позволяют установить режим сварки и соответствующее значение сварочного тока. Выпрямительный блок в основном собирают по трехфазной мостовой схеме, реже – по однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления. При трехфазной мостовой схеме обеспечивается более равномерная загрузка трехфазной силовой сети и достигаются высокие технико-экономические показатели. В качестве полупроводников применяются селеновые или кремниевые вентили. Силовая часть выпрямителя состоит из трансформатора, выпрямительного блока и сглаживающего дросселя. За счет дросселя снижается скорость увеличения сварочного тока и его пиковое значение при возбуждении дуги, а также уменьшается разбрызгивание расплавленного металла при сварке плавящимся электродом (проволокой). В сварочных выпрямителях типа ВС используется ступенчатое регулирование напряжения – переключением числа витков обмоток. В выпрямителях типа ВСЖ (ВСЖ-303) применяется плавно-ступенчатое регулирование. Плавное регулирование режима сварки осуществляется с помощью трансформатора с магнитной коммутацией.
3. Регулирование Zэ в трансформаторе с подвижными обмотками.
Трансформаторы с развитым магнитным рассеянием и подвижными обмотками выполняются с магнитопроводами броневого и стержневого типа. Обмотки броневого сварочного трансформатора могут быть цилиндрическими или дисковыми, обмотки стержневого трансформатора, как правило, только дисковые. Развитое магнитное рассеяние трансформаторов достигается за счет развитой проводимости между стержнями магнитной системы и расположения первичной 1 и вторичной 2 обмоток вдоль стержней 3 магнитопровода на некотором расстоянии друг от друга. Одна из обмоток сварочного трансформатора, обычно первичная, выполняется неподвижной, другая - подвижной. Перемещение подвижной обмотки осуществляется ходовым винтом. Реактивное (индуктивное) сопротивление трансформатора и, следовательно, сварочный ток изменяются при изменении расстояния между обмотками. Полностью сдвинутым обмоткам соответствует минимальное индуктивное сопротивление и, следовательно, максимальный сварочный ток. В сварочных трансформаторах броневого типа с цилиндрическими катушками подвижная обмотка часто имеет меньшие радиальные размеры и может входить внутрь неподвижной обмотки. При увеличении расстояния между обмотками индуктивное сопротивление возрастает и сварочный ток падает. Для расширения пределов регулирования тока в отдельных конструкциях сварочных трансформаторов наряду с подвижной обмоткой используются небольшие магнитные шунты 4, 5. Когда подвижные шунты 5 совмещаются с неподвижными 4, индуктивное сопротивление резко возрастает. Расчеты и эксперименты показали, что все известные модификации трансформаторов броневого типа уступают по удельным расходам активных материалов и по КПД сварочным трансформаторам стержневого типа. Поэтому трансформаторы стержневой конструкции получили самое широкое распространение в отечественных сварочных трансформаторах для ручной дуговой сварки. Эта же конструкция трансформатора с жестко закрепленными, но разнесенными относительно друг друга первичными и вторичными обмотками является основной как для трансформатора с магнитными шунтами, подвижными и управляемыми постоянным током, так и для источников с тиристорным регулированием. Для сварочного трансформатора с подвижными обмотками характерна некоторая зависимость напряжения холостого хода от расстояния между обмотками. При раздвижении обмоток вследствие рассеяния части основного магнитного потока по воздуху в окне между стержнями напряжение холостого хода снижается на 3-6 % относительно значения, получаемого при сдвинутых обмотках. Следует отметить, что индуктивное сопротивление в зависимости от расстояния между обмотками изменяется по линейному закону и, следовательно, сварочный ток изменяется обычно пропорционально расстоянию между обмотками. При большом раздвижении обмоток эффективность регулирования тока снижается при непрерывном росте массы магнитопровода. Поэтому большой диапазон плавного регулирования в сварочных трансформаторах с подвижными обмотками нецелесообразен. Для расширения пределов регулирования тока при ограничении массы магнитопровода применяется плавно-ступенчатое регулирование путем одновременного переключения числа витков первичной и вторичной обмоток с сохранением постоянства коэффициента трансформации или с некоторым его снижением в диапазоне малых токов.
4. Регулирование Zэ в сварочном трансформаторе полярным переключением обмоток с последовательного соединения на параллельное.
Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75В. При сварке на малых токах (60—100А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80В. Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые. Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику. Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы: трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе; трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Основные порталы (построено редакторами)