Сварочный выпрямитель: схема, технические характеристики, устройство

Для соединения металлических элементов могут применяться самые различные методы, среди которых отметим сварку. Сваривание металлов и сплавов проводится на протяжении последних нескольких десятилетий. Подобное неразъемное соединение можно получить при применении специального оборудования и материалов: сварочного аппарата, электродов, выпрямителя. Сварочный выпрямитель – устройство, предназначенное для формирования постоянного напряжения. Преобразовывая переменный ток в постоянный, можно обеспечить благоприятные условия для проведения сварочных работ, так как уменьшается степень разбрызгивания расплавленного металла. Рассмотрим все подробности данного аппарата подробнее.

Сварочный выпрямитель

Применение выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата – устройство, которое состоит из нескольких блоков для преобразования и выпрямления входящего напряжения. При работе устройство также повышает показатель силы тока, за счет чего обеспечиваются наиболее благоприятные условия. Назначение сварочного выпрямителя заключается в генерации постоянного тока с высоким значением А.

Рассматривая применение сварочного выпрямителя следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Устройство позволяет проводить сварочные работы при применении электродов, покрытых различными веществами. За счет использования электродов с покрытием, дуга становится более устойчивой, что обеспечивает благоприятные условия для получения качественного шва.
2. В продаже встречаются аппараты, которые могут применяться для сваривания металлов толщиной до 50 мм. Регулировка показателей тока позволяет также проводить работы с металлом толщиной стенок около 1мм. Этот момент определяет, что сварочные выпрямители существенно расширяют область применения аппаратов для сварки.
3. Сварочное устройство может применяться для плавки кромки обрабатываемого металла или стержня применяемого электрода.
4. Многие модели могут использоваться для работы с присадочной проволокой. Кроме этого, они практически незаменимы при применении неплавящихся электродов, к примеру, покрытие которых изготавливается из вольфрама.
5. При применении сварочного выпрямителя можно проводить соединение элементов, которые изготавливаются из нержавеющей стали, чугуна, малоуглеродистой стали или других сплавов.
6. Кроме сварочных работ, с применением рассматриваемого аппарата можно выполнять резку металлов. Для этого проводится существенное увеличение показателя силы тока, дуга прожигает металл.

Если сравнивать с ранее применяемыми трансформаторами, выпрямители способны существенно снизить расход электродов. Сегодня они довольно часто встраиваются в сварочные аппараты, но можно приобрести и подключаемые вариант исполнения.

Внешний вид сварочного выпрямителя

Применяется устройство достаточно просто, подходит оно для самых различных случаев работы. К особенностям использования отнесем нижеприведенные моменты:

1. Устройство, как правило, имеет две клеммы.
2. Одна клемма предназначена для подключения к обрабатываемому изделию, а вторая присоединяется к держателю.
3. В зависимости от конкретного полюса определяется полярность, а также наиболее подходящие режимы работы.

Сваривание металла происходит при образовании дуги между обрабатываемой поверхности и применяемым электродом. Процесс относительно прост, но даже при применении сварочного выпрямителя могут возникнуть некоторые трудности при работе, и только при наличии определенных знаний, навыков и опыта сварщик может получить качественный шов.

Устройство и принцип работы

Классическая конструкция представлена сочетанием нескольких устройств, которые и обеспечивают контроль показателей тока. Основными блоками можно назвать:

1. диоды;
2. понижающий трансформатор;
3. охлаждающую систему, которая зачастую представлена вентилятором;
4. приборы для измерения показателя тока;
5. регуляторы различного типа.

Устройство сварочного выпрямителя позволяет с высокой точностью проводить регулировку показателей тока. В отличие от конструкции трансформатора оно может не только увеличивать силу тока, но и делать показатель постоянным, за счет чего и обеспечивается высокая устойчивость дуги.

Устройство сварочного выпрямителя

Принцип работы сварочного выпрямителя имеет следующие особенности:

1. Входящий ток изначально подается на первичную обмотку встроенного трансформатора понижающего типа.
2. За счет электромагнитной индукции происходит процесс понижения значения напряжения и повышения силы тока на вторичной обмотке. Схема современного сварочного выпрямителя определяет максимальное значение напряжения при холостом ходу 48В.
3. Создаваемое напряжение подается на установленные диоды. Новые модели изготавливаются при применении диодов на кремневой основе. Устанавливаются они в качестве полупроводника, который обеспечивает ход тока только в одну сторону. Именно за счет диодов обеспечивается постоянное напряжение, так как они устраняют колебание при реверсном ходе электричества.
4. Стоит учитывать, что на момент работы диоды существенно нагреваются. Именно поэтому все модели сварочных выпрямителей имеют систему охлаждения, которая в большинстве случаев представлена вентиляторами. При активном применении устройства постоянный обдув воздухом позволяет снизить температуру применяемых полупроводников. Некоторые модели снабжаются датчиком, который фиксирует перегрев системы.
5. Устанавливаются датчики, контролирующие напряжение. Они работают совместно с автоматом и могут отключить устройство в автоматическом режиме при высоком значении напряжения.
6. Регулятор устанавливается для того, чтобы можно было выбирать напряжение в зависимости от толщины свариваемого металла.

Создать выпрямитель сварочного аппарата своими руками достаточно сложно, так как для этого нужно владеть определенными навыками работы с электротехникой. Промышленные варианты исполнения обладают высокой точностью работы и надежностью, что определят их высокую популярность.

При выборе устройства следует уделить внимание тому, что оно может иметь несколько различных элементов регулировки напряжения подаваемого тока.

К особенностям устанавливаемых устройств регулировки отнесем нижеприведенные моменты:

1. В большинстве случаев регулировка ступенчатая. Она представлена секционным подключением обмотки.
2. При ступенчатой регулировке имеет значение шаг. Для управления секционным подключением обмотки устанавливается рычаг.
3. Большинство моделей для использования сильных токов имеют конструкцию, которая предусматривает отсекание части обмотки. За счет этого ток подается по короткой схеме.

Приведенная выше настройка достаточно грубая. Встречаются модели с тонкой настройкой, которая основана на применении метода дроссельного насыщения: устанавливается устройство между двумя кремневыми диодами и понижающим трансформатором. Дроссель – конструкция, представленная сочетанием нескольких катушек, через которые во время работы оборудования также подается ток. За счет переключения позиции регулятора изменяется и длина пути обмотки.

Наиболее высокой эффективностью характеризуется работа теристорного блока. Этот элемент включается в конструкцию сварочного выпрямителя для обеспечения наиболее точной регулировки силы тока. За счет применения теристора можно выставить самые различные характеристики тока.

Большинство моделей имеет большую рукоятку на корпусе, за счет движения которой приводится в движение винтовой вал со вторичной обмоткой трансформатора. За счет изменения ее положения также регулируется протяженность пути, который преодолевает ток. Однако подобная настройка также характеризуется низкой точностью.

Схема сварочного выпрямителя

Практически все сварочные выпрямители имеют блок управления в виде сочетания различных рычагов и выключателей. За счет изменения их положения проводится регулировка характеристик подаваемого тока.

Разновидности аппаратов

В продаже встречается просто огромное количество разновидностей рассматриваемого оборудования, все они имеют свои определенные достоинства и недостатки. Классификация промышленных сварочных выпрямителей проводится следующим образом:

1. однофазный;
2. двухфазный;
3. трехфазный.

Выпрямитель для проведения ручной дуговой сварки трехфазного типа состоит из 6-12 диодов, которые зачастую подключаются параллельно. Двухфазные характеризуются параллельным и последовательным подключением мостов.

Управляемый и неуправляемый выпрямители

Кроме этого, классификация может проводится по следующим критериям:

1. Сила тока на выходе. С увеличением этого показателя существенно повышается толщина обрабатываемого металла. Если устройство выдает небольшой ток, то можно будет проводить обработку тонких элементов. Также слишком высокий показатель силы тока позволяет применять сварочный аппарат для проведения резки металла.
2. Точность регулировки. Как ранее было отмечено, выпрямитель может использоваться для установки самых различных параметров тока. Чем выше показатель точности регулировки, тем более оптимальные условия для работы может себе обеспечить мастер.
3. Количество выходов для подключения. Сложное сварочное оборудование может применяться для одновременного подключения нескольких держателей для электродов. Подобная модель может понадобиться в том случае, когда работу поблизости одновременно выполняют несколько сварщиков. Однако, за счет усложнения конструкции она становится больше и дороже.
4. Эффективность охлаждения. Недорогие модели предназначены для бытового применения, так как могут эксплуатироваться на протяжении короткого промежутка времени. Это связано с тем, что конструкция не имеет эффективной системы охлаждения. Профессиональное оборудование может использоваться для сварки на протяжении длительного периода.
5. Размеры конструкции. Как правило, сварочные работы проводятся на выезде. Доставка всей аппаратуры может быть затруднена в случае, если оно имеет большой вес и габаритные размеры. В продаже встречаются компактные модели, которые просты в транспортировке.

В целом можно сказать, что выбор сварочного выпрямителя – достаточно сложная задача. При выборе учитывается то, при каких условиях будут проводиться работы.

Большой популярностью пользуются модели трехфазного типа. Это связано с тем, что они могут применяться для работы с металлом самой различной толщины. Однопостовой выпрямитель больше всего подходить для бытового применения, так как применяется при использовании только одного держателя электродов. В продаже есть и модели, которые позволяют подключать одновременно сразу несколько электрододержателей.

Универсальные современные сварочные выпрямители выпускаются достаточно большим количеством различных производителей. Марки во многом определяют качество сборки, срок службы и стоимость оборудования.

Для бытового применения подходить инверторный выпрямитель. Подобные модели можно охарактеризовать следующим образом:

1. За понижение напряжения отвечает трансформатор.
2. Устанавливается выпрямляющий блок, который отвечает за подачу постоянного напряжения.
3. Далее проводится преобразование в переменное электричество с высоким показателем частоты.

Сварочный выпрямитель

Подобное оборудование предусматривает использование переменного тока. Однако за счет существенного увеличения частоты подаваемого тока есть возможность применять инверторный выпрямитель для получения соединительных швов высокого качества. За счет существенного упрощения конструкции инверторы имеют относительно небольшие размеры, а также просты в эксплуатации.

Плюсы и минусы оборудования

Как ранее было отмечено, при работе вместо выпрямителя может также использоваться трансформатор. Преимуществами сварочного выпрямителя назовем нижеприведенные моменты:

1. Можно получить более стабильную дугу. Во время выполнения сварочных работ характеристики получаемой дуги во многом определяют качество шва. Рассматриваемое оборудование характеризуется тем, что обеспечивает более стабильное горение дуги. Именно поэтому в последнее время оно получило широкое распространение.
2. Преимущества сварочного выпрямителя также заключаются в том, что после проведения работы получается ровный шов с мелким чешуйчатым рисунком. За счет этого существенно расширили область применения подобного оборудования.
3. Низкая склонность к образованию брызг расплавленного металла существенно упрощает поставленную задачу и повышает качество получаемого результата.
4. Высокая степень экономичности. Как ранее было отмечено, применение рассматриваемого оборудования позволяет существенно снизить скорость плавки электрода.

Кроме этого, сварочный выпрямитель в большей степени подходит для соединения цветных и легированных металлов, которые могут обладать различными эксплуатационными качествами.

Недостатки сварочных выпрямителей во многом связаны с его довольно высокой стоимостью и необходимостью в транспортировке. Стоит учитывать, что для обеспечения длительного срока службы устройства следует уделять внимание его состоянию перед каждым использованием. Обслуживание предусматривает:

1. Проверку надежности фиксации используемых клемм.
2. Удаление накопившейся пыли.
3. Проверку изоляции всех токопроводящих элементов.

Что касается частых поломок, то зачастую их признаками становятся сильный гул во время работы устройства или его нагрев. При наблюдении подобных симптомов следует проверить состояние устройства, так как причинами их появления может стать:

1. Деформация или полная остановка вентилятора охлаждающей системы. Стоит учитывать, что неправильная работа охлаждающей системы может привести к серьезным проблемам.
2. Замыкание первичной обмотки или нарушение изоляции листов сердечника.
3. Снижение выходного напряжение происходить из-за замыкания или обрыва во вторичной обмотке.

В заключение отметим, что современные выпрямители позволяют получать качественные швы при соединении различных металлов. Большое количество положительных качеств определило обширное распространение устройства. В продаже встречаются самые различные варианты исполнения, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами.

Выпрямитель для сварочного аппарата своими руками: схема

Несмотря на то, что электрическое оборудование является одним из самых сложных по своей конструкции, многими мастерами изготавливается выпрямитель для сварочного аппарата своими руками. Кроме хорошо оборудованной мастерской, необходимы знания в электротехнике. Современные реалии таковы, что можно воспользоваться уже готовыми схемами, а также советами по подбору диодов и других элементов.

Самодельные приборы могут изготавливаться как для однофазной, так и для 3-фазной сети. Во втором случае требуются более мощные диоды для выпрямительного моста и система охлаждения.

Устройство сварочного выпрямителя

Важно! Для самостоятельного изготовления выпрямителя можно не использовать трансформатор, а подключать его напрямую к сети

Если объяснять простыми словами, что представляет собой сварочный выпрямитель — это устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный. В сварочных работах последний вид тока обеспечивает большую мощность и стабильность дуги. Но поскольку в сети используется только переменный, то необходимо устройство, которое будет его преобразовывать.

Схематическое устройство сварочного выпрямителя

Само устройство довольно требовательно к расчетным данным, но принцип его работы достаточно понятен. Входящий ток поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора. За счет электромагнитной индукции на вторичной обмотке появляется электрический ток, но с другими параметрами. Будет понижено напряжение, и повышена сила тока. Следующий этап — трансформация. Это именно то, для чего конструируются выпрямители.

Происходит это вследствие прохождения синусоиды переменного тока через систему диодов. Суть его работы заключается в следующем: переменный ток проходит через выпрямитель. При движении синусоиды вверх диод пропускает поток электронов, но при изменении направления (прохождении через ноль) блокирует движение. На выходе из выпрямителя направленный поток электронов образуется только в одну сторону.

Наиболее практично сделать сварочный выпрямитель на тиристорах своими руками. Не использовать простые диоды, а сконструировать более сложную цепь, используя конденсаторы, тиристоры. Явным плюсом окажется более точная и гибкая настройка силы тока. Мощный трансформатор, который можно задействовать для конструкции, — можно извлечь из б/у микроволновки.

Самодельный сварочный выпрямитель для однофазной сети

Чтобы понять, что представляют собой функциональные блок-схемы сварочных выпрямителей, стоит начать с того, что внешние характеристики могут быть падающими или жесткими, в зависимости от типа электрода.

Его принципиальная схема состоит из 2 обязательных элементов: трансформатора, тиристорной схемы (сюда же входит компенсатор). Вторая может быть 2 типов: из управляемых тиристоров Vy и диодная неуправляемая Vн. В линейном блоке находится сглаживающий дроссель Lc. Этот компонент призван снизить скорость нарастания тока до максимальных значений при появлении сварочной дуги. Эта защита выполняет роль индуктивного фильтра, не допуская разбрызгивания металла из сварочной ванны.

Трансформатор понижающий формирует внешние характеристики и регулирует режим работы. Из-за низкой стабильности выходного тока у однофазных однополупериодных выпрямителей преимущественно применяются 2-полупериодные схемы, которые пропускают верхние и нижние части волн.

Выбор конденсатора основывается на 2 характеристиках: емкости (чем она выше, тем меньше пульсация) и напряжении (должно превышать амплитудное как минимум в 2 раза).

Сварочный выпрямитель для трехфазной сети

В домашних условиях можно сделать выпрямитель для 3-фазной сети. Для этого используется схема сварочного выпрямителя имени Мицкевича. Она включает в себя 3 соединенных диода с выходом на конденсатор. Но эта схема имеет недостатки 1-фазного однополупериодного выпрямителя — нестабильность тока. Она неуправляемая, с уже заданными точными характеристиками тока.

Этот недостаток компенсирует вторая схема Ларионова. В ней используются 2-полупериодные схемы на каждую фазу. В этом случае потери тока минимизированы почти вдвое, есть возможность управления такими параметрами, как сила тока на выходе.

Инверторный сварочный выпрямитель

Инверторный выпрямитель представляет функциональный прибор в отличие от простого аналога. Он способен трансформировать переменный ток в прямой, а также отключать эту функцию и работать с переменным. В зависимости от используемых тиристоров, есть возможность менять частоту тока, уменьшать или увеличивать силу тока и напряжение. Использование выпрямителя ограничено и затратно: обычно такие устройства применяются в промышленных масштабах. Поэтому для бытового использования лучше предпочесть инвертор.

Особенности применения и меры безопасности при работе

Важно! При первичном включении необходимо использовать меры безопасности на случай короткого замыкания

Основы безопасности работы с электричеством связаны с его эксплуатацией. В то же время, работая над схемами, никто не застрахован от неправильных действий, применения элементов, не соответствующих указанным параметрам, а также использования ошибочных схем или допущения собственных ошибок. В связи с этим при проверке работоспособности устройства нужно придерживаться следующих правил:

• Включение новых схем проводить, максимально обезопасив себя от воздействия поражения электричеством. Перед включением установить сборку в емкость, сделанную из диэлектрического материала, отойти на расстояние не менее 1-1,5 метров и только после этого опробовать работоспособность системы.
• При работе с конденсаторами нового поколения важно помнить, что при несоответствии рабочего напряжения может произойти предусмотренная производителем разгерметизация. В результате КЗ возникает задымление, вредное для глаз.
• Стабилизирующий блок питания. Входное напряжение стабилизаторов должно превышать выходную величину минимум на 1,5 В.
• Транзисторы и стабилизаторы желательно устанавливать на разные радиаторы, поскольку каждый из них выделяет большое количество тепла.

Заключение

Зная, как сделать выпрямитель на 12 Вольт своими руками, можно изготовить для собственного использования устройство, которое будет полезным не только для сварки, но и во многих домашних приборах, освещении, зарядниках для автомобильных аккумуляторов, аудиоаппаратуры. Выпрямитель может работать как от сети, так и от вторичной обмотки трансформатора. Единственный недостаток схем, используемых для бытового применения, — невысокий КПД.

Видео: САМОДЕЛЬНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Сварочный выпрямитель – устройство и принцип работы

При выполнении сварочных работ важную роль играет обеспечение условий, в которых образуется ровный, аккуратный, прочный шов и сводится к минимуму разбрызгивание металла. Для создания именно таких условий служит сварочный выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный.

В этом аппарате, состоящем из нескольких блоков, осуществляется выпрямление входного переменного тока, снижение напряжения и увеличение силы тока до необходимого значения.

Устройство, назначение и принцип работы сварочного выпрямителя

Производители предлагают несколько конструктивных схем аппаратов, но их главные компоненты одинаковы.

Как устроен сварочный выпрямитель – основные составные части:

• понижающий трансформатор;
• полупроводниковые элементы – диоды;
• охлаждающий блок;
• регуляторы электротока;
• измерительные устройства.

Основные этапы преобразования тока, поступающего в аппарат:

• На первичную обмотку понижающего трансформатора поступает переменный одно- или трехфазный питающий ток.
• На вторичной обмотке, благодаря электромагнитной индукции, генерируется ток со сниженным значением напряжения и силой тока, повышенной до требуемого значения.
• Переменный ток с новыми параметрами поступает на выпрямительный блок, состоящий из полупроводниковых элементов.
• В сварочную зону подается постоянный ток с нужными параметрами. Для контроля силы тока и значения напряжения в составе сварочного выпрямителя предусмотрены амперметр и вольтметр.

При эксплуатации полупроводниковые элементы (диоды) нагреваются, поэтому для их охлаждения устанавливаются специальные радиаторы и вентилятор. Во время функционирования аппарата диоды постоянно охлаждаются воздушным потоком, что значительно продлевает беспрерывный период функционирования выпрямителя.В современных моделях устанавливаются датчики перегрева, которые дают сигнал на отключение возможности сварки при перегреве аппарата.

Для настройки требуемой силы тока предусмотрено несколько режимов регулировки:

• Витковая. Осуществляется в аппаратах с секционированными обмотками, входящими в устройство сварочного выпрямителя.
• Фазовая. Осуществляется с использованием тиристоров.
• Импульсная – широтная, частотная и амплитудная. Применяется в преобразователях с транзисторным регулятором или в инверторных моделях.
• Магнитная. Осуществляется благодаря присутствию в схеме сварочного выпрямителя дросселя насыщения, смонтированного между блоком выпрямления и понижающим трансформатором. Дроссель – это несколько катушек, через которые пропускаетсянапряжение. При переключении рычага изменяется путь прохождения тока, а следовательно, его сила.

Преимущества и недостатки применения сварочных выпрямителей

Сварочный выпрямительимеет ряд достоинств, по сравнению страдиционным сварочным трансформатором, от которого он отличается наличием выпрямительного блока.

Это:

• более стабильная дуга;
• минимальное разбрызгивание металлического расплава;
• качественная поверхность шва;
• возможность качественной сварки легированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе.

Минусами являются:

• чувствительность к колебаниям напряжения в электрической сети;
• быстрый выход из строя при КЗ в сети;
• чувствительность к условиям окружающей среды – высокой влажности и запыленности.

Для чего служит сварочный выпрямитель?

Преобразователь с блоком-выпрямителем используется как для сварки, так и для резки металлов.

Для каких видов сварки эффективны сварочные выпрямители:

• толщина свариваемыхзаготовок с разделкой кромок – 1-50 мм, конкретная минимальная и максимальная толщина зависит от возможностей аппарата-преобразователя;
• при использовании плавящихся электродов с сечением 2-6 мм;
• при работе неплавящимися электродами – угольными и вольфрамовыми;
• свариваемые металлы – нелегированная и легированная сталь, чугун, цветные металлы и сплавы на их основе.

Виды сварочных выпрямителей по количеству фаз

В зависимости от числа фаз первичного тока питания различают одно- и трехфазные преобразователи. Однофазные модели, работающие от бытовой электросети переменного тока с напряжением 220 В,имеют небольшую и среднюю мощность.В основном применяются в бытовых целях. Имеют однополупериодное или двухполупериодное выпрямительное устройство (мостовое или с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора). Двухполупериодные устройства имеют большую мощность и КПД, по сравнению с однополупериодными. Наиболее популярныдвухполупериодные мостовые модели, состоящие из понижающего трансформатора и четырех диодов, сформированных в диодный мост.

Трехфазные аппараты, бывающие одно- и многопостовыми,работают от сети напряжением 380 В, имеют среднюю и большую мощность, эффективны для сварки и резки металлов значительной толщины.

Типы сварочных выпрямителей – одно- и многопостовые

В зависимости от модели выпрямительного аппарата, к нему могут подключаться один или несколько сварочных кабелей.

Описание однопостового сварочного выпрямителя

Однопостовые аппараты, к которым может подключаться только один сварочный кабель, используются для выполнения работ небольших объемов. Это компактное устройство, обладающее невысокой мощностью, чаще всего используется в бытовых целях или в небольших мастерских. Имеет небольшие размеры и массу, поэтому его легко перемещать на новые рабочие места. В конструкции современных аппаратов предусмотрены защиты от перегрева и слишком высокого напряжения. В помещениях с естественной вентиляцией часто используются выпрямительные устройства серии ВД.

Однопостовые аппараты работают отодно- или трехфазного тока. Для бытовых целей обычно используются однофазные модели.

Характеристики многопостовых сварочных выпрямителей

Многопостовые аппараты востребованы для ручной и механизированной сварки. Модели для ручной сварки серии ВДМ имеют несложную конструкцию. Управление силой тока осуществляется балластными реостатами. Такие выпрямители часто используются при организации систем, питающихся от общецехового магистрального шинопровода. Отличаются стабильной выходной вольтамперной характеристикой.

Многопостовые аппараты для механизированной сварки могут обслуживать до 30 рабочих мест сварщиков. Применяются для наплавки и сваривания под флюсом. Взаимное влияние постов друг на друга исключено.

Подготовка к эксплуатации и эксплуатационные условия для сварочных выпрямителей

Эксплуатацию выпрямительных аппаратов можно начинать только после тщательного изучения сопроводительной документации, в которой изложена информация об устройстве модели, допустимых условиях работы, правилах безопасности. Перед использованием устройство очищается от пыли, заземляется и проверяется в соответствии с инструкцией.

Установку, подключение к электросети и регулировку должен осуществлять электромонтажник с третьей и выше группой электробезопасности. Сварочные работы может вести сварщик, прошедший обучение по использованию аппарата, имеющий удостоверение на право сварки и группу электробезопасности вторую и выше.

Поскольку сварочные выпрямительные устройства чувствительны к качеству питающего тока, в сетях с нестабильным электроснабжением их подключают через источники бесперебойного питания (ИБП) соответствующей мощности. Также следует контролировать уровни запыленности и влажности, максимальный уровень которых указывается в техдокументации.

Обслуживание и ремонт сварочных выпрямителей

Для обеспечения бесперебойной работы выпрямительное устройство нуждается в периодическом техобслуживании и своевременном ремонте. Перед эксплуатацией необходимо проверить надежность заземления. Обязательное условие – наличие защитного кожуха.

Основные этапы технического обслуживания:

• контроль целостности изоляции всех конструктивных элементов, находящихся под напряжением;
• обследование прочности фиксации клемм;
• удаление пыли и загрязнений с внутренних механизмов.

Распространенными неисправностями, требующими незамедлительного ремонта, являются появление гула и перегрев устройства. Вероятные причины этих проблем:

• неправильно подобранная крыльчатка вентилятора;
• заклинивание вала вентилятора;
• замыкание первичной обмотки понижающего трансформатора;
• нарушение изоляции токоведущих частей.

Падение выходного напряжения ниже заданного значения может произойти из-за обрыва вторичной обмотки или замыкания витков. Одной из причин выхода из строя оборудования является поломка выпрямительного диодного моста.

Если напряжение холостого хода и рабочего режима нестабильно, то необходимо проверить:

• ручку регулятора;
• предохранители первичной обмотки;
• устойчивость фиксации клемм пускателя.

Для ремонта выпрямителей требуются определенные знания и навыки, поэтому диагностику и восстановление рабочих характеристик аппаратоврекомендуется доверить работникам специализированногосервис-центра.

Однофазный сварочный выпрямитель

 

Использование: выпрямитель предназначен для ручной дуговой сварки, а также для стартерного запуска двигателей автомобилей и заряда аккумуляторных батарей. Сущность изобретения: вторичная обмотка трансформатора выпрямителя имеет вывод наибольшего сварочного тока, который соединен с анодом одного и катодом второго тиристоров выпрямителя, и вывод наименьшего сварочного тока, к которому присоединены по одному выводу каждой из двух частей обмотки сглаживающего реактора. Вывод наименьшего тока выполнен на напряжение зажигания дуги, вывод наибольшего тока выполнен на напряжение, которое больше рабочего напряжения дуги, но меньше напряжения вывода наименьшего тока. Второй вывод одной части обмотки реактора присоединен к аноду одного силового вентиля выпрямителя, а второй вывод второй части обмотки реактора — к катоду второго силового вентиля. Анод одного диода и катод второго диода выпрямителя соединены с третьим выводом вторичной обмотки трансформатора. Положительный вывод выпрямителя образован соединенными вместе катодами одного тиристора, одного силового вентиля и одного диода, отрицательный вывод выпрямителя образован соединенными вместе анодами вторых тиристора, силового вентиля и диода. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к однофазным выпрямителям для ручной дуговой сварки плавящимися электродами, а также для стартерного запуска двигателей автомобилей и заряда аккумуляторных батарей.

Известен однофазный выпрямитель для электродуговой сварки, содержащий трансформатор с включенными на его выходе основным тиристорным и дополнительным диодным блоками, дроссель и балластный резистор. Трансформатор имеет основную и дополнительную обмотки. Дополнительный выпрямительный блок присоединен к выводам дополнительной обмотки, являющимися выводом большего напряжения и наименьшего сварочного тока, который обеспечивается с помощью включенных в цепь этого блока балластного резистора и реактора (дросселя). Основной тиристорный блок присоединен к выводам основной обмотки, являющимися выводами меньшего напряжения и наибольшего сварочного тока. Дополнительный выпрямительный блок обеспечивает возбуждение дуги и ее горение при наименьшем сварочном токе. Изменение угла отпирания тиристоров обеспечивает регулирование тока сварки. Описанный выпрямитель выполнен по нулевой схеме, которая имеет недостатки: как известно, при одинаковой мощности нагрузки трансформатор, выполненный для нулевой схемы выпрямления, в сравнении с трансформатором для мостовой схемы, имеет большую мощность, следовательно массу и размеры, а также имеет более сложную конструкцию. Известен однофазный сварочный выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, содержащий трансформатор, сглаживающий реактор, четыре тиристора и два диода. Анод первого и катод второго тиристоров соединены с выводом большего напряжения, являющимися выводом наибольшего сварочного тока, анод третьего и катод четвертого тиристоров соединены с выводом меньшего напряжения, являющимися выводом наименьшего сварочного тока. Анод первого и катод второго диодов соединены с концом обмотки трансформатора, аноды первого и третьего тиристоров и первого диода присоединены к одному выводу сглаживающего реактора, другой вывод реактора является положительным выводом выпрямителя. Катоды второго, четвертого тиристоров и второго диода образуют отрицательный вывод выпрямителя. Этот выпрямитель обеспечивает: плавное регулирование сварочного тока от наименьшего до наибольшего значения за счет применения тиристоров; хорошее качество сварки благодаря применению реактора; стартерный запуск двигателя автомобиля и заряд аккумуляторных батарей. Однако при токах сварки 120-160 А выпрямитель перегружает бытовую электросеть, что приводит к необходимости применять специальные меры защиты; тиристоры цепей наименьшего и наибольшего тока загружены неравномерно, что снижает ресурс выпрямителя. Целью изобретения является снижение потребления тока из сети и повышение ресурса выпрямителя за счет выравнивания загрузки тиристоров. Задача решается применительно к однофазному сварочному выпрямителю, вторичная обмотка трансформатора которого имеет вывод наибольшего сварочного тока и вывод наименьшего сварочного тока, выполненный на напряжение зажигания дуги, а также содержащему сглаживающий реактор, два тиристора, два диода и два силовых вентиля. При этом анод первого и катод второго тиристоров присоединены к выводу наибольшего тока, а анод первого и катод второго диодов к третьему выводу трансформатора; отрицательный вывод выпрямителя образован соединенными анодами второго тиристора, второго диода и второго силового вентиля. Для достижения указанной цели предложено в рассматриваемом выпрямителе выполнить обмотку реактора из двух частей, один вывод каждой из которых присоединить к выводу наименьшего тока, второй вывод первой части к аноду первого силового вентиля, и второй вывод второй части к катоду второго силового вентиля. Кроме того, вывод наименьшего тока должен быть выполнен на напряжение, величина которого больше рабочего напряжения дуги, но меньше напряжения зажигания дуги, т. е. напряжения, на которое выполнен вывод наименьшего сварочного тока. Положительный вывод выпрямителя образует объединенные катоды первых тиристора, силового вентиля и диода. Если выпрямитель предназначен только для сварки, то в качестве силовых вентилей применяются диоды. Если же выпрямитель предназначается не только для сварки, но и для заряда аккумуляторной батареи и стартерного запуска двигателя автомобиля, то в качестве силовых вентилей должны быть применены тиристоры (которые дороже, чем диоды). На фиг. 1 представлена электрическая схема однофазного выпрямителя, предназначенного для сварки; на фиг. 2 характеристика выпрямителя. Выпрямитель содержит трансформатор 1, выводы 2 которого служат для подключения источника питания, а выводы 3 и 4 являются соответственно выводом наименьшего сварочного тока и выводом наибольшего сварочного тока. Вывод 5 трансформатора третий вывод вторичной обмотки. Сглаживающий реактор 6 состоит из двух частей 7 и 8. Выпрямитель содержит также два тиристора 9 и 10 и четыре диода 11-14. Выпрямитель имеет выводы: положительный 15 и отрицательный 16. Характеристика дуги (фиг. 2) представлена кривой 17. Вторичная обмотка с выводами 3 и 5 имеет характеристику 18 и выполнена так, что величина напряжения холостого хода обеспечивает зажигание дуги, а крутизна характеристики 18 определяет наименьший сварочный ток точка 19. Вторичная обмотка с выводами 4 и 5 имеет характеристику 20 и выполнена так, что напряжение холостого хода больше напряжения дуги, но меньше напряжения холостого хода обмотки с выводами 3 и 5. Сварочная характеристика 21 выпрямителя формируется из характеристик обмоток наименьшего 18 и наибольшего 20 тока. Поэтому реактанс обмотки наибольшего тока (выводы 4, 5) определяют по величине максимального сварочного тока точка 22 и максимального тока короткого замыкания 23. На холостом ходу выпрямителя, т.е. при разомкнутых выводах 15 и 16, напряжение на выводе 3 трансформатора превышает напряжение на выводе 4, при этом тиристоры 9, 10 находятся под обратным напряжением, что препятствует их открыванию. Вентили 11-14 находятся в рабочем состоянии, и на выводах 15, 16 имеет место напряжение обмотки с выводами 3, 5, величина которого выбрана из условия зажигания дуги. После зажигания дуги напряжение на выводах 15 и 16 снижается до уровня напряжения дуги точка 19. Напряжение на выводе 3 становится ниже напряжения на выводе 4. Один из тиристоров 9 или 10 в зависимости от полярности полуволны напряжения оказывается под прямым напряжением, и возникают условия для его открывания импульсом управления. С момента открывания тиристора сварочный ток увеличивается рабочая точка перемещается из точки 19 в точку 22. Ток дуги протекает по двум параллельным ветвям: первая ветвь содержит вывод 3, часть 7 (или 8) реактора 6, вентиль 11 (или 12), вывод 15, цепь дуги, вывод 16, диод 14 (или 13), вывод 5; вторая цепь вывод 4, тиристор 9 (или 10), вывод 15, цепь дуги, вывод 16, диод 14 (или 13), вывод 5. На фиг. 2 показано это деление тока дуги: точка 24 показывает величину тока первой ветви, точка 25 второй ветви. Изменение угла открывания тиристоров 9 и 10 позволяет получить семейство сварочных характеристик в диапазоне от наименьшего 19 до максимального 22 тока. При необходимости расширения функциональных возможностей выпрямителя, например, для стартерного запуска двигателей автомобиля, заряда аккумуляторов, следует вентили 11 и 12 заменить тиристорами. Это дает два независимых регулируемых выпрямителя. Первый из них содержит обмотку с выводами 3, 5, тиристоры 10, 12, реактор 6, диоды 13, 14 и обеспечивает семейство характеристик, пригодных для заряда аккумуляторых батарей током. Второй выпрямитель содержит обмотку 4, 5, тиристоры 9, 10, диоды 13, 14 и обеспечивает семейство характеристик, пригодных для стартерного запуска двигателей автомобилей. В режиме «сварка» тиристоры 11 и 12 должны открываться в начале каждого полупериода напряжения сети. Применение изобретения позволяет снизить материалоемкость трансформатора и реактора выпрямителя, например, с номинальным током 140 А с 25 до 20 кг, т.е. на 25% величину потребляемого из сети тока с 30 до 23 А, т.е. на 30%

Формула изобретения

1. Однофазный сварочный выпрямитель, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого состоит из частей, сглаживающий реактор, два тиристора, анод первого из которых и катод второго присоединены к началу первой части вторичной обмотки трансформатора, два диода, анод первого из которых и катод второго присоединены к концу первой части вторичной обмотки трансформатора, и два силовых вентиля, при этом катоды первых тиристора, силового вентиля и диода соединены, а аноды вторых тиристора, силового вентиля и диода объединены для образования отрицательного вывода выпрямителя, отличающийся тем, что обмотка реактора выполнена из двух частей, при этом один вывод каждой части реактора присоединен к началу второй части вторичной обмотки, другой вывод первой части обмотки реактора присоединен к аноду первого силового вентиля, а другой вывод второй части обмотки реактора к катоду второго силового вентиля, конец второй части вторичной обмотки трансформатора присоединен к первой части обмотки трансформатора, количество витков вторичной обмотки между концом первой части и началом второй части выбрано из условия зажигания дуги и превышает количество витков первой части вторичной обмотки, которое выбрано из условий горения дуги, первая часть вторичной обмотки расположена относительно сетевой обмотки, исходя из условия получения максимального тока сварки, а вторая часть вторичной обмотки расположена относительно сетевой обмотки, исходя из условия получения минимального сварочного тока, катоды первых тиристора, силового вентиля и диода связаны с положительным выводом выпрямителя. 2. Выпрямитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве силовых вентилей применены диоды. 3. Выпрямитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве силовых вентилей применены тиристоры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Сварочный выпрямитель — устройство и принцип работы

Выпрямитель переменного тока, однофазный или трёхфазный, является самым неприхотливым, дешёвым и надёжным устройством для сварки разнообразных металлических конструкций. Он прекрасно работает на открытом воздухе при очень низких и высоких температурах и в условиях нестабильного входного напряжения. Главным недостатком является большой вес сварочного выпрямителя, который обусловлен его конструкцией. Но самодельные устройства безупречно выполняют свои функции, а фабричные модели бессменно продолжают нести свою нелёгкую службу. О них мы вдумчиво и подробно расскажем.

Виды сварки и устройство выпрямителя

Существует масса новейших методов соединения металлов и их сплавов, как правило, они основаны на лёгких и надёжных мобильных, инверторных, сварочных аппаратах. Эти изделия работают на принципе выпрямителя, но их конечные характеристики, отличаются от традиционных устройств. К относительно новым видам сварки относятся следующие способы соединения металлов:

1. Сварка методом MIG/MAG, которая работает на принципах сварки металлов в активной или защитной среде газа с полуавтоматической подачей присадочной проволоки в зону плавления;
2. сварка методом TIG, где процесс происходит в защитной среде инертного газа, с использованием неплавких электродов и наплавляемой полосы присадочного материала;
3. сварка методом ММА, где используются принципы инвертора в режиме постоянного тока, но электроды, покрытые и возможна смена полярности.

Популярность высокотехнологичных методов вполне объяснима, но не утрачивает значение и использование старых методов сварки металлов. Причина заключается в предсказуемости параметров, глубине провара и использовании доступных комплектующих.

Основным недостатком метода сварки, с применением выпрямителя, кроме большого веса, является его нагрузка на питающие электросети общего использования. Это воздействие снижается за счёт питания через трёхфазное напряжение 380 V, оно же позволяет перераспределить нагрузку во вторичной цепи и создать многопостовые выпрямители.

Констукция устройства

Конструктивно устройство выпрямления напряжения и создания мощного сварочного тока выглядит следующим образом, а именно:

• необходимость понижения входного напряжения означает наличие трансформатора, он преобразует переменный 50 Гц ток 220/380 В, в низковольтное напряжение;
• мощный диодный мост выпрямляет переменное напряжение в циклическое постоянное;
• сглаживающий конденсаторный фильтр большой ёмкости, преобразует пульсирующее напряжение в, практически, линейное постоянное напряжение;
• блок регулировки силы тока;
• дроссели, ограничивающие нарастание сварочного тока.

Конструкция аппаратов может несколько отличаться от упрощённой схемы для улучшения технических характеристик, но по этому принципу можно собрать выпрямитель своими руками. Он позволит выполнять простые сварочные работы дома и на даче.

Важно помнить, что необходимо предусмотреть индикацию режимов работы и воздушное охлаждение сварочного аппарата потому, что выпрямительные диоды при сварке сильно нагреваются.

Сварочный выпрямитель: принцип работы и характеристики

Принцип работы сварочного трансформатора заключается в том, что он работает на переменном токе 220/380 V с понижением напряжения во вторичной обмотке, а устройство выпрямителя подразумевает наличие мощного диодного моста после вторичной, понижающей обмотки трансформатора. Такое конструктивное решение даёт преимущества при регулировке сварочного тока и может быть организовано по следующим схемам:

• выпрямление однофазное, более подходит для бытовых условий и отличается сравнительной простотой;
• выпрямление по трёхфазной схеме, делает возможным снижение пульсации в первичной и вторичной обмотках;
• схема выпрямления по шестифазной системе, позволяющая организовать многопостовой сварочный пункт.

Кроме того, сварочный выпрямитель дуга, которого позволяет добиться устойчивого плавления покрытого электрода и соединяемых заготовок, может отличаться по способам регулирования выходных характеристик, а именно:

• трансформаторная регулировка достигается изменением схемы подключения обмоток;
• регулировка характеристик с помощью дросселя и мощного реостата;
• тиристорная или транзисторная регулировка с кольцевой, трёхфазной или шестифазной схемой выпрямления.

С помощью марки изделия и руководства по эксплуатации можно определить вольт-амперные характеристики конкретного изделия, которые могут быть падающими, пологопадающими и жёсткими или комбинированными. Например, выпрямитель ВД 306 сконструирован, как аппарат с падающей характеристикой, а аппараты серии ВДГ и ВС имеют жёсткую характеристику и предназначены для сварки в защитном газе плавящимися электродами.

Очень важно, для обеспечения качества, подобрать вольтамперные характеристики модели для выполнения тех работ, которыми вы будете заниматься.

Так, выпрямитель ВСВУ-160 предназначен для сварки неплавящимися электродами, поэтому перед приобретением агрегата необходимо предварительно ознакомиться с инструкцией и техническими характеристиками модели. При этом ВСВУ обладает всеми свойствами универсального аппарата.

Модели сварочных выпрямителей и их параметры

Стабильные технические характеристики, простота и малая зависимость от перепадов температуры заставляют потребителей забыть о большой массе сварочных выпрямителей, хотя эти показатели находятся в пределах от 30 кг до 900 кг. Вес выпрямителей объясняется наличием тяжёлых трансформаторов и силовых полупроводниковых элементов с радиаторами охлаждения, а также необходимо учитывать систему охлаждения и вес корпуса. Это обстоятельство становится маловажным, особенно при организации производственного процесса с большим количеством сварочных постов. Рассмотрим параметры такого аппарата.

Мощный выпрямитель ВДМ-1201 У3 используется для ручной дуговой сварки и питает постоянным током многопостовой рабочий пункт. Этот аппарат подходит для профессиональной поточной сварки металлоконструкций в холодных или отапливающих помещениях и обладает следующими характеристиками:

• напряжение питания 380 В, трёхфазное;
• потребляемая мощность 102 кВА, при потребляемом токе 160 А;
• на выходе выдаёт сварочный ток 1250 А, на каждый пост от 60 до 315 А;
• КПД равно 80%, а класс защиты IP-23;
• продолжительность работы ПВ 100% и на каждый пост не менее 60%;
• холостой ход с напряжением 80 В, обслуживает до 8 постов;
• крутизна вольт-амперной характеристики 0,02 В/А;
• вес 400 кг и срок службы не менее 5 лет.

Нужно отметить наличие регулировки тока сварки непосредственно с рабочего места, которое может быть удалено от самого аппарата. Имеется индикация режимов работы агрегата и эффективная система охлаждения. Следует отметить, что, несмотря на несколько устаревшую конструкцию, сварочные выпрямители в состоянии составить конкуренцию некоторым современным аппаратом, более дёшевы и долговечны.

Важно, что ремонт выпрямителя обойдётся значительно дешевле починки современных инверторных аппаратов.

Что имеем в итоге?

Подводя итоги, нужно сказать, что выбор каждого человека определяется решаемыми задачами и денежными ресурсами, но выбор выпрямителя, особенно для производства, будет верным решением. Мы рассказали о свойствах трансформаторных выпрямителей, основных характеристиках и принципе действия и надеемся, что эта информация будет вам полезна.

Однофазный сварочный выпрямитель

 

Использование: изобретение относится к сварочной технике, точнее к устройствам источников постоянного тока для ручной дуговой сварки покрытыми электродами (преимущественно в бытовых условиях). Сущность изобретения: выпрямитель содержит однофазный понижающий трансформатор с одной сетевой и двумя вентильными обмотками и два выпрямительных блока, выходы которых соединены параллельно. Число витков сетевой обмотки и в 2 — 2,5 раза меньше числа витков второй вентильной обмотки. В цепь второй вентильной обмотки включена катушка индуктивности величиной 15 — 25 мГн. Настройка на нужный режим осуществляется дросселем в цепи первой вентильной обмотки. Вместо дросселя с той же целью может быть применен тиристорный прерыватель. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сварочной технике, точнее к устройствам источников постоянного тока для ручной дуговой сварки покрытыми электродами (преимущественно в бытовых условиях).

Известен однофазный сварочный выпрямитель ВСБ-81, включающий однофазный понижающий трансформатор, выпрямительный блок и сглаживающий фильтр (Бытовой сварочный выпрямитель. Руководство по эксплуатации. 1986). Этот сварочный выпрямитель рассчитан на подключение к сетевому напряжению 220 В и предназначен для ручной дуговой сварки в бытовых условиях. Ему присущи следующие недостатки: во-первых, из-за сравнительно низкого напряжения холостого хода (40 В на третьей ступени) затруднено начальное возбуждение дуги и мала ее устойчивость, во вторых, величина тока в питающей цепи при работе на третьей ступени (ток дуги около 100 А) превышает 18 А; бытовая сеть не всегда допускает такие токи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является источник постоянного тока для дуговой сварки, принятый в качестве прототипа. В этом источнике однофазный понижающий трансформатор имеет одну первичную (сетевую) и две вторичные (вентильные) обмотки. Вентильные обмотки имеют равные количества витков и подключены раздельно к двум выпрямительным блокам, выходы которых соединены параллельно; во входную цепь одного из выпрямительных блоков включен конденсатор, что обеспечивает фазовый сдвиг его выходного напряжения по отношению к выходному напряжению второго выпрямительного блока. Благодаря этому фазовому сдвигу уменьшена пульсация выходного напряжения источника. Тем самым повышены устойчивость дуги и уверенность ее возбуждения. Однако сравнительно высокое напряжение холостого хода обуславливает большую величину тока в питающей сети. Задачей изобретения является разработка однофазного выпрямителя для дуговой сварки в бытовых условиях, а также в тех случаях, когда энергопитание обеспечивается однофазной электросетью. Техническим результатом изобретения является уменьшение потребляемого из сети тока при дуговой сварке. Это достигается тем, что в однофазном сварочном выпрямителе, включающем понижающий трансформатор с одной сетевой и двумя вентильными обмотками и два выпрямительных блока, выходы которых соединены параллельно, число витков одной из вентильных обмоток в 5,5-7,5 раз меньше числа витков сетевой обмотки и в 2-2,5 раза меньше числа витков другой вентильной обмотки, причем в цепь вентильной обмотки с большим числом витков включена катушка индуктивности величиной 15-25 мГн. При указанном соотношении чисел витков осевой и вентильных обмоток напряжения холостого хода на выходе одного из выпрямительных блоков, подключенного к вентильной обмотке с меньшим числом витков, составляет 30-40 В, на выходе второго выпрямительного блока 70-80 В (сварочный выпрямитель подключается к питающей сети напряжением 200 В). Оба эти напряжения носят пульсирующий характер и сдвинуты относительно друг друга примерно на 60-70^о; последнее обусловлено наличием катушки индуктивности величиной 15-25 мГн в цепи второй вентильной обмотки. Напряжение холостого хода предлагаемого сварочного выпрямителя определяется напряжением холостого хода на выходе второго выпрямительного блока, т.е. составляет 70-80 В, что обеспечивает уверенное возбуждение дуги. Катушка индуктивности величиной 15-25 мГн во входной цепи второго выпрямительного блока ограничивает ток которого замыкания этого выпрямительного блока величиной 10-15 А, а ток нагрузки в этой цепи (после возбуждения дуги) не превышает 10 А. Необходимая для сварки величина тока дуги поддерживается первым выпрямительным блоком, подключенным к вентильной обмотке с меньшим числом витков и имеющим пологопадающую вольтамперную характеристику. Допустимый диапазон изменений величины индуктивности катушки, включенной в цепи второй вентильной обмотки (т.е. вентильной обмотки с большим числом витков) объясняется следующим. Уменьшение индуктивности ниже 15 мГн приводит к увеличению тока нагрузки в этой цепи свыше 10 А и, как следствие, увеличению тока в питающей сети. Увеличение индуктивности свыше 25 мГн приводит к уменьшению тока в цепи нагрузки второго выпрямительного блока ниже 6 А, что отрицательно сказывается на начальном возбуждении и устойчивости сварочной дуги. На фиг. 1 приведена электросхема однофазного сварочного выпрямителя с дросселем в качестве регулирующего устройства; на фиг. 2 электросхема однофазного сварочного выпрямителя с тиристорным прерывателем в качестве регулирующего устройства. Однофазный понижающий трансформатор имеет одну сетевую 1 и две вентильные обмотки 2 и 3 (фиг. 1 и 2). Число витков вентильной обмотки 2 в 5,5-7,5 раз меньше числа витков сетевой обмотки и в 2-2,5 раза меньше числа витков вентильной обмотки 3. В цепь вентильной обмотки 2 включен выпрямительный блок 4, а в цепь вентильной обмотки 3 выпрямительный блок 5. Выпрямительные блоки 4 и 5 соединены параллельно и электрически связаны с выходными клеммами 8 и 9. В цепь вентильной обмотки 3 на входе выпрямительного блока 5 включена катушка индуктивности 6 (15-25 мГн), ограничивающая ток нагрузки и короткого замыкания выпрямительного блока 5. В цепь вентильной обмотки 2 на входе выпрямительного блока 4 включен дроссель 7 (фиг. 1), предназначенный для настройки сварочного выпрямителя на нужный режим сварки. Вместо этого дросселя может быть включен регулятор 10 из двух тиристоров, включенных встречно-параллельно в цепь вентильной обмотки 2 (фиг. 2). Неизбежные в случае применения тиристорного регулятора паузы в протекании тока в цепи нагрузки выпрямительного блока 4 не будут приводить к угасанию дуги, так как в течение этих пауз дуговой разряд будет поддерживаться током от выпрямительного блока 5. Предлагаемый сварочный выпрямитель работает следующим образом. Выпрямитель подключается к электрической сети напряжением 220 В через штепсельное соединение, рассчитанное на длительный ток до 10 А. К выходным клеммам выпрямителя подключается сварочная цель, один провод которой связан с электрододержателем и электродом, а другой со свариваемой заготовкой. Полярность подключения зависит от марки применяемого электрода. С помощью дросселя 7 (фиг. 1) или тиристорного регулятора 10 (фиг. 2) устанавливается нужный режим сварки в зависимости от диаметра электрода и необходимой величины тока дуги. Дуга возбуждается касанием электродом свариваемой заготовки; при этом сначала возбуждается малоамперная дуга от выпрямительного блока 5, а спустя долю секунды сварочная дуга от выпрямительного блока 4. Эластичность дуги, т.е. ее способность растягиваться без обрыва, достигает 12 мм, что вполне достаточно для выполнения сварки в любом пространственном положении. После выполнения сварки дуги гасится растяжением ее до обрыва, а затем сварочный выпрямитель отключается от сети. Сравнительные характеристики предлагаемого и известных сварочных выпрямителей приведены в таблицы. Как свидетельствуют данные таблицы, предлагаемый сварочный выпрямитель имеет лучшие технико-экономические показатели. В сравнении с базовым объектом он обеспечивает более уверенное возбуждение и стабильное горение дуги при меньшем токе в питающей сети (примерно на 2,5 А). В сравнении с прототипом предлагаемый однофазный сварочный выпрямитель характеризуется меньшей величиной тока в питающей сети (почти в 2 раза). Эти преимущества предлагаемого однофазного сварочного выпрямителя дают основания рекомендовать его к массовому производству и применению для сварки в бытовых условиях, а также во всех случаях, когда энергопитание обеспечивается однофазной электросетью.

Формула изобретения

ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий понижающий трансформатор с одной сетевой и двумя вентильными обмотками и два выпрямительных блока, выходы которых соединены параллельно, отличающийся тем, что число витков одной из вентильных обмоток в 5,5 — 7,5 раза меньше числа витков сетевой обмотки и в 2 — 2,5 раза меньше числа витков другой вентильной обмотки, причем в цепь вентильной обмотки с большим числом витков включена катушка индуктивности величиной 15 — 25 мГн.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Однофазный сварочный выпрямитель

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным сварочным выпрямителям и может быть использовано в переносных сварочных устройствах. Цель изобретения — улучшение потребительских свойств устройства за счет расширения диапазона и плавности регулирования тока сварки, а также расширение функциональных возможностей выпрямителя путем выполнения режимов стартерного запуска двигателя автомобиля и заряда аккумуляторов. Выпрямитель содержит трансформатор с вторичной обмоткой из трех частей, расположенных на двух стержнях магнитопровода, причем одна из частей наиболее удалена от зоны размещения первичной обмотки. В выпрямитель введены два диода и четыре тиристора, соединение которых между собой, с выводами трансформатора и с выходной цепью обеспечивает получение двух выпрямительных мостов, реализующих работу устройства в режимах сварки, заряда, пуска. Блок управления тиристорами имеет четыре выхода, соединенных с цепями управления тиристоров. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 23 К 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯИ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296531/25-27 (22) 19.08.87 (46) 07.03.90. Бюл. N — 9 (71) Производственное объединение Уралэлектротяжмаш им. В. И. Ленина (72) Л. П„ Деев, Л. А. Соловьев, А. И. Уткин и П. В. Моисеенко (53) 621.791.75(088.8) (56) Многоцелевой источник питания типа СП31-125/220. ПО УЭТМ, 1984.

Руденко В, С., Сенько В. И.,Чиженко И. N. Основы преобразовательной техники. †М.: Высшая школа, 1980, с,90, рис. 1.37.б.

Сварочный выпрямитель «Анод» типа

ВСБ-81. Новоуткинский завод «Искра», черт. ЗДЛ.940.213, 1984. (54) ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ ВЬП1РЯМИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным сварочным выпрямителям и может быть ,использовано в переносных сварочных устройствах. Цель изобретения — улучИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в переносных сварочных выпрямителях для ручной дуговой сварки плавяшимися электродами с питанием однофаэным напряжением, например, в бытовых условиях, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и улучшение потребительских свойств sa счет увеличения диапазона и плавного регулирования тока выпрямителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема однофазного

„„SU„„1547987 A 1

2 шение потребительских свойств устройства за счет распп рения диапазона и плавности регулирования тока сварки, а также расширение функциональных возможностей выпрямителя путем выполнения режимов стартерного запуска . двигателя автомобиля и заряда аккумуляторов. Выпрямитель содержит трансформатор с вторичной обмоткой из трех частей, расположенных на двух стержнях магнитопровода, причем одна из частей наиболее удалена от зоны размешения первичной обмотки. В выпрямитель введены два диода и четыре тиристора, соединение которых между собой, с выводами трансформатора и с . выходной цепью обеспечивает получение @ двух выпрямительных мостов, реализуюших работу устройства в режимах сварки, заряда, пуска. Блок управления тиристорами имеет четыре выхода, сое-. диненных с цепями управления тиристо-, ров. 2 з.п ° ф-лы, 6 ил., 1 табл. сварочного выпрямителя; на фиг, 2 конструкция трансформатора; на фиг . 3— функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — схема питания блока управления; на- фиг. 5 — графики внешних характеристик однофазного сварочного выпрямителя; на фиг. 6 — диаграм мы напряжений выпрямителя. фЬ

Сварочный выпрямитель (фиг ° 1). со- д держит трансформатор 1 с .первичной обмоткой 2 .и вторичной обмоткой 3, сглаживаюший реактор 4, два диода 5 и 6, при этом анод диода 5 и катод ! диода 6 соединены с концом 7 вторич

1547987

Мой обмотки. Вторичная обмотка трансформатора состоит из трех частей 8 !

О, при этом начало первой части 8, концы второй 9 и третьей 10 частей соединены вместе. Начало второй части

5 является выводом 11 большего напряжения, началб третьей части — выводом 12 меныпего напряжения, а конец первой части является концом 7 вторич 0

Ной обмотки. В выпрямитель введены четыре тиристора 13-16, при этом анод гиристора 13 и катод тиристора 14 со единены с выводом 11 большего напряжения трансформатора, анод тиристора

15 и катод тиристора 16 — с выводом

ll2 меньшего напряжения, катоды тириcñòoðoâ 13 и 15 и диода 5 соединены вместе и присоединены к выводу сгла живающего ректора 4, второй вывод которого является положительным выводом

17 выпрямителя, аноды тиристоров 14 и

16 и диода 6 образуют отрицательный вывод 18 выпрямителя. В выпрямитель введен также блок 19 управления, це- 21 пи 20 синхронизации которого присоединены к выводам 11 и 7 вторичной обмотки. Первый выход 21 присоединен к цепям управления тиристоров 13 и !4, а второй выход 22 — к цепям управле. ния тиристоров 15 и 16. Дополнительная обмотка 23 трансформатора присое динена к цепи питания блока 19 управления тиристорами.

На одном из стержней магнитопроно » да 24 (фиг. 2) расположены сетевая

,обмотка 2, первая 8 и вторая 9 части ( вторичной обмотки и дополнительная обмотка 23. Третья часть 10 наибольше удалена от зоны размещения сетевой

40 обмотки 2 и имеет наибольший реактанс, Конструкция трансформатора, размещение трех частей вторичной обмотки на двух стержнях магнитопровода, обеспечивает реактанс первой 8 и второй 9 частей обмоток, необходимый для получения большего тока сварки и меньшей крутизны внешней характеристики на выводе ll большего напряжения, и реактанс первой 8.и третьей 10 частей, 50 необходимый для получения меньшего тока сварки и большей крутизны внешней характеристики на выводе 12 меньmего напряжения, Блок управления тиристорами(фиг. 3)

55 содержит потенциометр 25 регулятора тока, генератор 26 пилообразного на- пряжения, нуль-орган 27, компаратор

28 четыре(элемента И 29-32, два элемента ИЛИ 33 и 34, два блокинг-генератора 35 и 36 и переключатель 37 режимов «Сварка», «Заряд», «Пуск». Выходы первого блокинг-генератора 35 являются первыми выходами 21 блока управления и присоединены к цепям управления тиристоров 13 и 14, а выходы второго блокинг-генератора 36, яв- ляясь вторыми выходами 22 блока, присоединены к цепям управления тиристоров 15 и 16. Вход первого блокинг-генератора 35 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 33, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 29. Второй вход первого элемента ИЛИ 33 соединен с выходом второго элемента И 30. Вход второго блокинг-генератора 36 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 34. Первый вход второго элемента ИЛИ 34 соединен с выходом третьего элемента И 31, второй вход второго элемента ИЛИ 34 соединен с выходом четвертого элемента И 32, Вход нуль-органа 27 является цепью 20 синхронизации и через диоды 38 и 39 соединен с выводами 11 и

7 вторичной обмотки, а его выход соединен с входом генератора 26 пилообразного напряжения и первым входом третьего элемента И 31. Выход генератора 26 соединен с неи входом компаратора 28, инвертирующий вход которого соединен с подвижным контактом потенциометра 25 регулятора тока, Выход компаратора 28 соединен с первыми входами первого 29, второго

30 и четвертого 32 элементов И. Вторые входы первого 29 и третьего 31 элементов И соединены с выводом нСварка» переключателя 37 режимов, второй вход четвертого элемента И 32 соединен с выводом «Заряд» переключателя

37 режимов, второй вход второго элемента И ЗΠ— с выводом «Пуск» переключателя 37.

Питание блока управления (фиг. 4) осуществляется от дополнительной обмотки 23, средний вывод которой является нулевым проводом, а крайние выводы присоединены к выводам выпрямительного моста 40. Схема обеспечивает двухполярное постоянное напряжение, необходимое для компаратора.

В режиме «Сварка» (фиг. 3) единичный сигнал с переключателя 37 режимов поступает только на вход элемента

И 29 и 31. При этом блокинг-генератор

36 через элемент ИЛИ 34 и элемент

5 154

И 31 соединен с выходом нуль-органа

27, блокинг-генератор 35 через эле- . мент ИЛИ 33 и элемент И 29 присоеди- нен к выходу компаратора 28. Последний и генератор 26 пилообразного напряжения образуют фазосдвигающее устройство, которое обеспечивает управление тиристорами с задержкой по фазе, зависящей от положения движка потенциометра 25.

В моменты времени, когда напряжение на вторичной обмотке 3 трансформатора пересекает нулевое значение, на выходе нуль-органа 27 появляется импульс, который через элементы 31 и

34 поступает на вход блокинг-генератора 36..Сигналом с последнего открывается один из тиристоров 15 или

16. На выводах 17 и 18 выпрямителя появляется меньшее напряжение, так как выпрямительный мост подключен к выводам первой и третьей частей.

Последовательность поступления сигналов на элементы И приведена в таблице °

7987.5

1О !

25 из значений тока в диапазоне от I до I

36 показаны на фиг. 6 (кривая 44).

Кривая 45 изображает напряжение сети.

В режиме пЗаряд» единичный сигнал с переключателя 37 режимов (фиг. 3) поступает только на вход элемента 32, обеспечивая соединение второго бло- кинг-генератора 36 через элементы

34 и 32 с выходом компаратора 28. В этом режиме тиристоры 15 и 16 управ- ляются с задержкой по фазе,i обеспечивая плавное регулирование тока заряда от значений, близких к нулю (характеристика 46 на(фиг. 5), до значений, ограниченных характеристикой

42, что обеспечивает различные возможности от подзарядки до форсированного заряда аккумуляторов. Прямая 47 (фиг. 5) показывает наибольшее напряжение заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Положение

Сигнал на входе элемента И переключателя 37

30

29 30 3! 32 режимов

«Сварка»

«Пуск»

«Заряд»! 0 1 0

0 1 0 0

0 0 0 1

Сигнал на выходе компаратора 28 появляется с задержкой, заданной потенциометром 25, и через элементы 29 и 33 поступает на блокинг-генератор 40

35. Сигнал с последнего открывает тиристор 13, при этом напряжение на нагрузке увеличивается скачком (до большего напряжения, так как выпрямительный мост подключен к первой и второй частям ), а открытый ранее тиристор

15 запирается. Так происходит. регулирование тока сварки. Диапазон регули» рования тока ограничен внешней характеристикой 41 (фиг. 5) на выводе большего напряжения и характеристи» кой 42 на выводе меньшего напряжения. Наибольший I

11 lt

В режиме Пуск единичный сигнал с переключателя 37 режимов (фиг. 3) . поступает на элемент 30, подключая блокинг-генератор 35 через элемент

33 к фазосдвигаюшему устройству, т.е. выходу компаратора 28. Диапазон ре гулирования тока в этом режиме — от

0 до значений, ограниченных характеристикой 41 (фиг. 5), что позволяет обеспечить стартерный запуск двигателя автомобиля в холодное время года при параллельном подключении выпрямителя к аккумулятору автомобиля.

Такой запуск уменьшает ток аккумулятора, увеличивая срок его службы.

Прямая 48 (фиг. 5) показывает наименьшее напряжение при стартерном пуске автомобиля.

По сравнению с известным предлагаемый однофазный сварочный выпрямитель обеспечивает плавное регулирование тока в трех диапазонах, что улучшает потребительские свойства выпрямителя и расширяет функциональные возможности благодаря -применению выпрямителя для заряда аккумуляторов и стартерного пуска двигателей автомобилей.

Для бытового сварочного выпрямителя наибольший .сварочный ток достигает

125 А, а минимальный 50-60 А. При этих параметрах разработанный по предлагаемому решению выпрямитель может обеспечить заряд 12-вольтовых

1547987 аКкумуляторов током от 2 до 70-90 А, обеспечивая номинальный или форсированный заряд аккумуляторов емкостью

42 — 100 А ч. В этом же режиме можно обеспечить стартерный запуск легкового автомобиля при параллельном включ 1нии аккумуляторов и сварочного выпрямителя, при. этом ток выпрямителя достигает 80-100 A. В положении

«1 уск» сварочный выпрямитель обеспечивает пусковой ток до 200-220 А, ч о позволяет при параллельной работе с арочного выпрямителя и аккумулятор в обеспечить стартерный пуск грузо в к автомобилей в холодное время год . Такое применение сварочного вып ямителя может быть полезным в быт вых условиях, в коллективных гараж х, садах, сельскохозяйственных и м лких мастерских.

Конструкция сварочного выпрямител не имеет механических переключате— лей в силовой цепи, переключение этих

1 цепей в различных режимах производится тиристорами, что повышает ресурс вь1прямителя, трансформатор имеет меньше выводов, что снижает трудоемкость изготовления и сборки. Применение ийтегральной электроники позволяет ,п рименить современную технологию изг товления, основанную на печатном м нтаже.

Формула изобретения

1. Однофазный сварочный выпрямитЕль, содержаший трансформатор, ВТо ричная обмотка которого состоит из частей с разным количеством витков, расположенных на,двух стержнях магнйтопровода, сглаживаюший реактор и два диода, анод первого из которых и катод второго соединены с концом вторичной обмотки, о т л и ч а ю ш и й- 45 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения потребительских свойств за счет увеличения диапазона и плавного регулирования тока, он снабжен четырьмя

5О тиристорами и блоком управления тиристорами, причем вторичная обмотка трансформатора выполнена из трех час,тей, начало первой и концы второй и третьей частей соединены вместе, начало второй части обмотки является

55 вьводом большего напряжения, начало третьей части является вьводом меньнего напряжения, конец первои части является концом вторичной Обмотки, трeòüÿ часть обмотки расположена с наибольшим удалением от зоны размешения первичной обмотки, при этом анод первого и катод второго тиристоров соединены с выводом большего напряжения трансформатора, анод третьего и катод четвертого присоединены к выводу меньшего напряжения трансформато— ра, катоды первого, третьего тиристоров и первого диода соединены вместе и присоединены к вьводу сглаживаюшего реактора, второй вывод которого является положительным вьводом выпрямителя, аноды второго и четвертого тиристоров и второго диода соединены вместе и образуют отрицательный вьвод выпрямителя, два первых выхода блока управления тиристорами соединены с цепями управления первого и второго тиристоров, два вторых выхода — с цепяйи управления третьего и четвертого тиристоров.

2. Выпрямитель по п. 1, о т л и-, ч а ю ш и и с я тем, что блок управления тиристорами выполнен в виде потенциометра регулятора тока, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, компаратора, четырех элементов И, двух элементов ИЛИ, двух блокинг-генераторов, переключателя режимов «Сварка», «Заряд», «Пуск», при этом два выхода первого блокинггенератора — первые выходы блока управления и два выхода второго блокинггенератора — вторые выходы блока управления, вход первого блокинг-генератора соецинен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вход второго блокинг-генератора соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, вход нуль-органа соединен с выводами вторичной обмотки трансформатора, выход нуль-органа соединен с входом генератора пилообразного напряжения и первым входом третьего элемента И, выход генератора пилообразного на— пряжения соединен с неинвертируюшим входом компаратора, инвертируюший вход. компаратора соединен с подвиж9 15 ным контактом потенциометра регулятора тока, выход компаратора соединен с первьйи входами первого, второго и четвертого элементов И, второй вход первого элемента И и второй вход третьего элемента И соединены с выводом

«Сварка» переключателя режимов, второй вход четвертого элемента И соединен с выводом «Заряд» переключателя режимов, второй вход второго элемента И соединен с выводом «Пуск» переключателя режимов.

47987 !О

3 . .Выпрямитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей, трансформатор снабжен допол,5 нительнои обмоткой со средним выводом, который соединен с нулевым проводом питания блока управления, тиристорами, а выводы обмотки присоединены к выпрямительному мосту питания блока управления тиристорами.

Фиг.2

1547987

48

39

36

33

27

24

31

1Â

Ю

9 б

50I fM I.: ад

Фиг.б

Составитель В. Пучинский

Редактор О. Юрковецкая Техред Л. Олийнык Корректор Т. Малец

Заказ 102 Тираж 651 Подписное

9НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент»., г. Ужгород, ул, Гагарина, 101