Выпрямители

В настоящее время, во всем мире, электрические сети, задействованные в передаче электроэнергии, подают потребителям переменный ток.

Это связано прежде всего с тем, что коммутирующая аппаратура в сетях переменного тока значительно дешевле, а сам переменный ток легко может менять свои вольтамперные характеристики посредством трансформаторов. Трансформаторы – устройства, как следует из их названия, трансформирующие напряжение и силу переменного тока из исходных в требуемые значения. Трансформатор относительно дешев, прост в изготовлении, долговечен. Для передачи электричества на далекие расстояния с минимальными потерями, напряжение максимально увеличивают. Такие линии называют высоковольтными. Между городами протянуты линии с напряжением до 110 киловольт. Для передачи конечным потребителям, напряжение снижают – для этого служат трансформаторные подстанции.

Для поддержания или изменения характеристик тока постоянного, требуются дорогостоящие компоненты с невысоким КПД: мотор – генераторы, усилители, бустеры, батареи и прочие дорогостоящие и сложные в обслуживании устройства. В связи с этим от передачи сетевого постоянного тока во всем мире отказались.

Однако, процесс сварки на переменном токе посредством трансформаторов имеет ряд существенных недостатков: нестабильное горение дуги, пульсация, наличие большого количества брызг, большая ширина шва за счет хаотичного перемещения электрической дуги, высокий расход электродов и присадочной проволоки. По этим причинам, использование переменного электрического тока ограничено сваркой алюминиевых и магниевых сплавов, где постоянное изменение полярности и перемещение дуги разрушают оксидную пленку. На переменном токе можно также варить металл со значительной коррозией наружных слоев.

Все ответственные сварочные процессы применительно к конструкционным и коррозионно стойким сталям выполняются на постоянном токе. Постоянный ток обеспечивает стабильное горение сварочной дуги, минимальное образование брызг, глубокое проплавление металла и экономный расход присадочных материалов.

Для преобразования переменного сетевого тока в постоянный сварочный ток служат специальные сварочные выпрямители. Задача выпрямителя – не только преобразовать переменный ток в постоянный, но и снизить остаточные колебания – ведь выпрямленный ток, в отличие от постоянного – совокупность полуволн от каждого из полупроводниковых диодов. Помимо этого, существует задача регулирования выходящего из выпрямителя тока – для его использования в различных сварочных процессах.

Выпрямители классифицируются по нескольким основным параметрам

1. По числу фаз источника питания: однофазные и трехфазные.
Сварочные выпрямители подразделяют на однофазные – подключаемые в сеть питания 220 вольт и многофазные. Поскольку сеть питания напряжением 220 вольт ограничена по мощности, все промышленные выпрямители работают от трехфазной сети 380 вольт.

2. По назначению: однопостовые и многопостовые – для питания одной или нескольких сварочных горелок.
Однопостовые выпрямители предназначены для обеспечения работы одной горелки, но это не означает автоматически их меньшую мощность. Мощные однопостовые выпрямители могут подключаться к рабочему месту, например оснащенному сварочной колонной и обеспечивающему сварку толстостенных деталей под слоем флюса. При изготовлении трубопроводов большого диаметра, толщина стенки труб может достигать 25 … 40 мм и более. Мощный источник должен обеспечить стабильные условия сварки по всей длине сварного шва, а также обеспечить повторяемость всех деталей в партии.

Многопостовые сварочные выпрямители предназначены для обеспечения сварочным током двух и более сварочных постов. Такая схема работы, при которой используют один централизованный источник тока для нескольких рабочих мест бывает полностью оправдана по следующим причинам:

• значительная материальная экономия на приобретении и обслуживании             оборудования – один тиристорный выпрямитель с успехом может заменить до 10-ти аппаратов с транзисторным управлением;
• экономия рабочего пространства;
• экономия на разводке, коммутационной аппаратуре и т.д.

При этом естественным образом возникает ситуация, когда к одному выпрямителю подключены сварочные посты, работники которых выполняют технологические операции с разными материалами, разными видами работ, разной толщиной стенки и с различными присадочными материалами.  При этом сила тока, напряжение и схема подачи, например пульсация в режиме PULSE для разных рабочих мест должны быть различны.

В таких случаях к выпрямителю предъявляются требования, согласно которым он должен в минимальной степени реагировать на изменения подключенной в пределах его мощности нагрузки. Различные режимы выходного тока при многопостовом подключении источника тока обеспечиваются включением в схему питания балластного реостата. Балластный реостат создает возможность подачи на различные рабочие места сварочного тока с индивидуальными характеристиками. Некоторые модели двухпостовых выпрямителей не нуждаются в балластных реостатах, поскольку все необходимые регулировки выполнены внутри корпуса выпрямителя – а органы настройки каждого сварочного поста расположены на его лицевой панели.

3. По типу вентилей – устройств для выпрямления тока, пропускающих его только в одном направлении от анода, к катоду и запирающих обратную полуволну переменного тока: диодные, тиристорные, транзисторные.

Схемы подключения элементов вентилей бывают различны: однофазная, трехфазная, шестифазная и т.д. На практике, наибольшее распространение получила трехфазная мостовая схема; однако производители могут использовать и более сложные схемы, для снижения пульсации выпрямленного тока до минимальных значений.

Диодные вентили называют неуправляемыми – поскольку диод пропускает максимальный ток в одном направлении и не пропускает в обратном, влиять на его работу управляющим сигналом невозможно.

Тиристор, как и диод, также, может быть, либо закрыт, либо открыт для передачи тока, а полном объеме. Но, тиристором можно управлять, подавая кратковременный сигнал на его управляющий электрод. При этом тиристор реагирует не мгновенно, а с некоторой задержкой от 5 до 25 миллисекунд. Модулируя различные управляющие сигналы на те или иные тиристоры, получают различные схемы управления тиристорным вентилем: амплитудный, фазовый, фазово – импульсный. Тиристорный вентиль широко используется не только как выпрямляющий фильтр, но и как регулятор параметров тока.
Транзистор, в отличие от диода и тиристора имеет возможность изменять амплитуду пропускаемого сигнала в зависимости от амплитуды управляющего импульса. Поэтому транзисторные вентили называют полностью управляемыми.

К основным преимуществам транзисторного управления, кроме снижения габаритов и веса агрегата следует отнести более высокий КПД – не менее 85%, тогда как выпрямители, созданные под тиристорным управлением, на некоторых режимах теряют КПД вплоть до 50%. Это означает более рациональное использование электроэнергии на транзисторных сварочных выпрямителях. Однако, транзисторная технология шире раскрывает свои преимущества на аппаратах для средних и малых токов. Поэтому по такой технологии создаются в основном аппараты для индивидуального или однопостового использования.

Транзисторные вентили наиболее гибкие, но использовать их на больших токах очень дорого, к тому же, они очень чувствительны к изменениям в выходной цепи выпрямителя. По этой причине наиболее мощные аппараты, особенно предназначенные для многопостового управления в основном, создают на тиристорном управлении.

Такие тиристорные выпрямители имеют очень значительные габариты и массу, нередко превышающую 300 кг. Большие аппараты поставляются на роликах или полозьях, облегчающих их транспортирование.

4. По характеру выдаваемых характеристик тока: с жесткими характеристиками, с крутопадающими, пологопадающими, возрастающими. Как правило современные модели позволяют производить переключение с одного вида характеристик на другие.

Жесткие выходные характеристики в основном используются при сварке плавящимися электродами, а также при сварке под флюсом на установках с постоянной подачей проволоки с заранее установленной скоростью, в основном – при механизированной сварке, где скорость движения дуги вдоль сварного шва заранее настроена;

Крутопадающие характеристики предназначены для сварки неплавящимися электродами в среде инертных газов;
Пологопадающая характеристика используется при полуавтоматической сварке с саморегулированием подачи проволоки в зависимости от длины дуги.
 
Производители стремятся в наибольшей мере удовлетворить потребности специалистов – сварщиков, создавая все более совершенные сварочные выпрямители. Поэтому в современных моделях используется не один метод из вышеуказанной классификации, а комбинация методов, позволяющая выпрямителям работать на максимальных нагрузках продолжительное время и быть гибкими к регулировке диапазонов использования. Сварочные выпрямители – в основном аппараты с большой выходной силой тока, они редко используются вне стационарных условий установки, не носятся на плечевом ремне как небольшие инверторы, однако в условиях промышленных предприятий, на рабочих местах, требующих эксплуатации с большими токами при постоянном нагружении - они незаменимы.

Обслуживание сварочного выпрямителя заключается в его периодической продувке от накопившейся внутри пыли, периодическом осмотре и зачистке контактов, а при необходимости – замены части штыревых диодов или других электронных компонентов.

Наш интернет-магазин edkm.ru предоставит вам необходимую информацию по выбранному вами товару, а консультанты помогут оформить заказ на сайте и ответят на все ваши вопросы. Цена, заявленная на сайте, является достоверной, а для оптовых покупателей имеются бонусы. Доставка осуществляется по Москве и Московской области или до адреса выбранной вами транспортной компании.

Звоните или пишите нам:

• Телефон: +7 499 404-12-04
• Электронная почта: info@edkm.ru