Конструкцiї i класифiкацiя

Зварювальнi випрямлячi є найбiльш поширеними джерелами живлення
постiйного струму, що мають значнi переваги перед електромашинними
перетворювачами. Вони мають бiльш високі зварювальні властивості за рахунок
пiдвищеної стабiльностi горiння дуги i зменшення розбризкувань електродного
металу, високий ККД i менші втрати неробочого ходу, які особливо важливо для
джерел, що працюють з пониженими характеристиками ТН% або ТУ%. Випрямлячi
мають широкi межi регулювання струму i напруги, можливiсть автоматизацiї та
програмування зварювального процесу, характеризуються меншими масо-
габаритними показниками i вiдсутнiстю масивних частин, що обертаються,
високими санiтарно-гiгiєнiчними властивостями через низький рiвень шуму та
вiбрацiї, малою швидкiстю повiтряних потокiв у зонi вентиляцiйних ґрат.

До недолiкiв слiд вiднести чутливiсть до перевантажень за струмом та температурою нагрiву.

У теперiшнiй час випускаються випрямлячi однопостової та багатопостової системи.

Однопостовi випрямлячi поділяються на такi групи:

- зі спадними зовнiшнiми характеристиками для ручного дугового зварювання штучними електродами i механiзованого зварювання пiд флюсом;
- з жорсткими (положистоспадними) характеристиками для механiзованого
зварювання плавким електродом у захисних газах;

- з унiверсальними зовнiшними характеристиками (крутоспадними та жорсткими) для усiх видiв зварювання.

Багатопостовi випрямлячi подiляються на групи:

- зі спадними зовнiшними характеристиками зварювального посту для ручного дугового зварювання плавким електродом;

- з жорсткими зовнiшнiми характеристиками зварювального посту для
механiзованого зварювання плавким електродом у вуглекислому газi;
- з унiверсальними (крутоспадними i жорсткими) характеристиками.
За конструкцiєю силової частини зварювальнi випрямлячi можна подiлити на
такі групи:

- випрямлячi, якi регулюються трансформатором (рис. 9.1 а).

Вони складаються із силового понижуючого трифазного трансформатора Т, випрямного блоку VD на некерованих вентилях i згладжувального дроселя L. Трансформатор використовується для формування зовнiшньої характеристики i регулювання режиму, дросель L - для згладжування пульсацiй випрямленого струму та зменшення розбризкування електродного металлу.

- випрямлячi, якi регулюються дроселями насичення (рис.9.1 б ).

Дросель насичення L1 служить для формування зовнiшньої характеристики i
регулювання режиму зварювання. Дросель L2 - для згладжування пульсацiй
випрямленного струму і зменшення розбризкування електродного металлу.

- тиристорнi випрямлячi (рис.9.1 в ).

Тиристорний випрямний блок VS забезпечує регулювання режиму та
формування зовнiшних характеристик. Регулювання струму та напруги
здiйснюється за рахунок фазового керування моментом вiдкриття тиристорiв, а
формування ВАХ - за рахунок зворотних зв’язкiв за струмом або напругою.

- iнверторнi випрямлячi (рис.9.1 г).

Iнвертор UZ перетворює постiйну напругу, яка створюється випрямним блоком VD1 шляхом випрямлення напруги мережi, у високочастотну змiнну напругу, яка потiм знижується силовим трансформатором Т i випрямляється блоком VD2. Випрямленна напруга через згладжуючий дросель L подається на дугу. Впливаючи на параметри iнвертора, можна регулювати режим зварювання i формувати зовнiшнi характеристики джерела.

Для комплектування апаратiв, що працюють за принципом саморегулювання дуги при механiзованому зварюваннi у вуглекислому газi та пiд флюсом застосовуються випрямлячi з жорсткими або пологонаростальними ВАХ. Регулювання напруги в такому випадку забезпечується регуляторами, якi виконують функцiї секцiонування обмоток трансформатора, магнiтного керування у випрямлячах зi складною магнiтною комутацiєю або струму керування в дроселях насичення. Застосовується також i фазове керування у випрямлячах тиристорного типу i частотне - в iнверторних випрямлячах.

Для ручного дугового зварювання з автоматичним регулюванням напруги
призначенi випрямлячi з крутоспадними зовнiшнiми характеристиками, у яких ВАХ
формуються за рахунок збiльшеного iндуктивного опору трансформатора або
зворотного зв’язку за струмом (у випрямлячах тиристорного або iнверторного
типу).

У зварювальних випрямлячах поряд з такими основними елементами як силовий трансформатор i випрямний блок є також система охолодження та пускорегулювальна апаратура. Силовий трифазний трансформатор призначений для отримання вихiдної зварювальної напруги. Випрямний блок здiйснює перетворення змiнного струму в постiйний i складається з керованих або некерованих кремнiйових (рiдше селенових) вентилiв.

Система охолодження здiйснює тепловiдвiд вiд елементiв випрямляча,
пiдтримуючи їх робочу температуру. Частiше в якостi носiя використовується потiк
повiтря, який створюється вентилятором (примусова вентиляцiя). У малопотужних
установках можуть використовуватись i конвективнi потоки. Передача тепла вiд
частин, якi нагрiваються, потоком повiтря вiдбувається обдувом або через
спецiальнi деталi з розвиненою поверхнею радiатора. Потужнi установки можуть
мати систему примусового водяного охолодження . Надiйнiсть її роботи
забезпечується пускорегулювальними i захисними пристроями, датчиками наявностi
потоку теплоносiя (парус, або реле тиску води), аварiйним реле, що вимикає
випрямляч вiд мережi у випадку вiдмови системи охолодження. Пускорегулювальна
i захисна апаратура забезпечує нормальне вмикання випрямляча на неробочий хiд
i вимикання його вiд мережi. Захиснi пристрої вимикають випрямляч у випадку
перевантаження, виходу iз ладу основних вузлiв установки.Вмикання i вимикання
здiйснюється магнiтними контакторами або схемами захисту, якi вміщують
вiдповiднi датчики i реле. Схеми захисту можуть мати також релейнi, магнiтнi або
електроннi пiдсилювачi.