Сеть профессиональных контактов специалистов сварки.
             

Конденсаторные машины для контактной сварки.

Темы: Контактная сварка, Сварочное оборудование, Схема сварочного ...

Машины для контактной сварки подключаются к сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В. По специальному заказу изготовляют оборудование на номинальное напряжение сети 660 В, а оборудование с потребляемой мощностью до 50 кВ • А — на напряжение 220 В.

По характеру загрузки сети контактные машины подразделяются на однофазные и трехфазные. К однофазным относятся машины переменного тока промышленной частоты и конденсаторные, к трехфазным — машины постоянного тока (в том числе и с промежуточным звеном повышенной частоты), низкочастотные и конденсаторные.

Однофазные контактные машины характеризуются простотой конструкции и универсальностью. Однофазный характер нагрузки —главный их недостаток (вызывает перекос питающей сети). Однофазные машины переменного тока имеют низкий cos /, что приводит к потреблению ими большой реактивной мощности.

На рис. 1 приведены схемы однофазных контактных машин. В машинах переменного тока коммутация тока первичной обмотки сварочного трансформатора ТС и плавное регулирование сварочного тока 1СВ производятся спомощью контактора К, который состоит из двух включенных антипараллельно тиристоров. Меняя угол включения тиристоров, в каждом полупериоде тока производят плавное изменение амплитуды и длительности импульсов сварочного тока.

Для управления тиристорами контакторов используются регуляторы различных типов, построенных на основе интегральной схемотехники. В последнее время распространяются регуляторы, выполненные на базе микропроцессоров.

Конденсаторные машины контактной сварки имеют электрическую силовую схему, состоящую из двух частей: зарядной и разрядной, которые могут иметь многовариантное построение. Функцией зарядной части является обеспечение заряда накопительного конденсатора до необходимого напряжения с заданной точностью его уставки и за требуемое время. Разрядная часть обеспечивает выделение запасенной накопительным конденсатором энергии (полностью или частично) в зоне сварки.

Конденсаторные машины контактной сварки, выполняющие сварку изделий униполярными импульсами тока (рис. 1, б), имеют зарядную часть, состоящую из контактора К, повышающего трансформатора Т, токоограничительного элемента R и неуправляемого выпрямительного моста на диодах V. Регулировка и стабилизация напряжения на накопительном конденса торе СИ осуществляется контактором К.

В качестве токоограничительного элемента может быть включен резистор, в этом случае заряд накопительного конденсатора носит апериодический характер, либо дроссель, тогда процесс заряда колебательный. Возможно применение в качестве токоограничительного элемента конденсаторов. Часто зарядные цепи строятся с применением управляемых выпрямительных мостов на тиристорах. Тогда в этих цепях отсутствуют контакторы, и регулировка напряжения на накопительном конденсаторе осуществляется с помощью соответствующего подбора углов включения тиристоров моста.

Схемы однофазных контактных машин

Рис. 1. Схемы однофазных контактных машин:

а — переменного тока; б — конденсаторной

 

Разрядная часть силовой электрической схемы конденсаторных машин включает коммутатор К1 (как правило, быстродействующий тиристор типа ТБ) и понижающий сварочный трансформатор ГС, вторичная обмотка которого подключена к шинам сварочного контура машины.

Отдача энергии накопительным конденсатором СН сварочному контуру может производиться в режимах полного или частичного разрядов конденсатора. В случае полного разряда выключение коммутирующего тиристора происходит после окончания прохождения импульсов разрядного тока за счет приложения к нему обратного напряжения перезаряда накопительного конденсатора. При частичном разряде накопительного конденсатора для выключения коммутирующих тиристоров к ним присоединены дополнительные цепочки. Эти цепочки состоят, как правило, из последовательно включенных дросселя с конденсатором и тиристора. Они обеспечивают в требуемый момент времени протекания через коммутирующий тиристор обратного тока с амплитудой, превышающей амплитуду прямого разрядного тока, и время, необходимое для восстановления коммутирующим тиристором заданных свойств. Обычно это время составляет десятки микросекунд. С этой целью конденсатор дополнительной цепочки заряжают от источника напряжения и в нужный момент времени, включая тиристор этой цепочки, подключают положительную обкладку конденсатора к катоду коммутирующего тиристора.

На рис. 2 приведены схемы трехфазных машин контактной сварки. Использование для контактной сварки выпрямленного тока повышает технические характеристики оборудования и расширяет его технологические возможности. Сварочный контур большинства машин представляет собой электрическую цепь, индуктивное сопротивление которой на переменном токе промышленной частоты в несколько раз превышает ее активное сопротивление. Отношение это тем выше, чем больше вылет электродов и раствор сварочного контура. Так, в серийно выпускаемой машине переменного тока МТ-4019, имеющей вылет электродов 500 мм, индуктивное сопротивление сварочного контура составляет 260 мкОм.

Схемы трехфазных контактных машин

 

Рис. 2. Схемы трехфазных контактных машин:

а — постоянного тока; б — низкочастотной; в —конденсаторной; г — с источником питания спромежуточным звеном повышенной частоты

 

В машине постоянного тока МТВ-4801, имеющей тот же вылет электродов и раствор, сопротивление сварочного контура постоянному току составляет 30 мкОм, а индуктивное практически отсутствует.

Подключение первичных обмоток сварочного трансформатора ТС к сети (рис. 2, а) в машинах постоянного тока производится через тиристорный контактор КТ, который выполняет функцию управления сварочным током. Выпрямление тока осуществляется во вторичном контуре машины диодами VI— У6.Отечественной промышленностью выпускаются диоды на максимальную среднюю силу тока /ср = 4 кА. В этом случае нецелесообразно применять мостовые схемы выпрямления напряжения с последовательным соединением диодов. Оптимальными для условий контактной сварки являются схемы выпрямителей с нулевым выводом, не имеющие последовательно соединенных диодов.

Практически все серийные машины переведены или переводятся на шестифазное двухполупериодное выпрямление. Шестифазные выпрямители по сравнению с трехфазными имеют лучшие энергетические показатели, а сварочный ток меньшую глубину пульсаций.

В оборудовании контактной сварки находят широкое применение источники тока с частотой, существенно меньшей промышленной частоты. В целом ряде случаев это позволяет получить наиболее благоприятные энергетические и технологические характеристики оборудования. Источник питания (рис. 2, б) представляет собой два трехфазных мостовых тиристорных выпрямителя ВИ, соединенных на выходе встречно параллельно и питающих поочередно первичную обмотку однофазного сварочного трансформатора ТС При включении любого выпрямителя на первичную обмотку трансформатора подается напряжение соответствующей полярности. У низкочастотных машин длительность включения тока ограничена возможностью насыщения магнитопровода трансформатора и обычно не превышает 0,5 с. Импульсы тока имеют плавное нарастание и замедленный спад. Если при сварке требуется длительность сварочного тока большая, чем допустимая длительность импульса тока одной полярности, то используют несколько импульсов изменяющейся полярности за счет поочередного включения выпрямителей, подающих на первичную обмотку трансформатора ТС импульсы напряжения различной полярности.

Существенной особенностью конденсаторных машин является низкая потребляемая из сети мощность (по сравнению с машинами с непосредственным потреблением энергии). Это связано с тем, что необходимая для сварки энергия накапливается в конденсаторах во время паузы между сварками. В точечных и рельефных машинах время заряда конденсаторов в 5 и более раз превышает время их разряда. Соответственно средняя мощность, выделяемая в зоне сварки при разряде конденсаторов, значительно больше средней мощности, потребляемой из сети при их заряде.

 

Трехфазные конденсаторные машины контактной сварки подключаются к сети через повышающий трансформатор (рис. 2, в). Схемы питания таких машин аналогичны схемам питания однофазных конденсаторных машин. Более перспективными являются конденсаторные машины с безтрансформаторной зарядной цепью. На этой схеме к сети подключен тиристорный выпрямитель В1 с емкостным фильтром СФ на выходе. К фильтру подключен тиристорный инвертор И с принудительной коммутацией тиристоров. Инвертор нагружен на LC-цепочку. Конденсатор С этой цепочки через неуправляемый выпрямитель В2 подключен к конденсаторной батарее, которая через коммутатор К подключена к первичной обмотке сварочного трансформатора ТС Импеданс цепи заряда конденсатора С имеет колебательный характер и амплитуду напряжения, превышающую амплитуду напряжения на емкостном фильтре СФ. Обычно добротность этой цепи выбирают такой, чтобы амплитуда напряжения на конденсаторе С не превышала 1000 В. Энергия, накапливаемая конденсатором С, через выпрямительный мост В2 передается конденсаторной батарее СК. Емкость конденсатора С выбирается намного меньше, чем емкость батареи СК. Постоянная времени цепи заряда конденсатора С не превышает 1 мс. Это позволяет быстро заряжать конденсаторную батарею небольшими дозами заряда. Применение подобных схем позволяет обеспечивать точность дозировки заряда конденсаторной батареи без применения систем управления со сложным алгоритмом работы, повышает темп работы силовой части конденсаторной машины, а следовательно, ее производительность. Исключение повышающего трансформатора снижает массу и габаритные размеры конденсаторных машин.

Перспективными являются источники с промежуточным звеном повышенной частоты (рис. 2, г). Неуправляемый выпрямитель В подключен к трехфазной сети. На его выходе включен емкостной фильтр СФ, к которому присоединен инвертор, обеспечивающий

питание сварочного трансформатора ТС напряжением с повышенной частотой. Вторичная обмотка сварочного трансформатора ТС через диоды VI и V2, образующие двухполупериодный выпрямитель с нулевой точкой, подключена к сварочному трансформатору.

Применение таких источников сварочного тока позволяет разработать подвесные маши ны для контактной сварки, имеющие целый ряд преимуществ перед машинами переменно го и постоянного тока; снижение массы и габаритных размеров сварочных трансформаторов в 5—10 раз по сравнению со сварочными трансформаторами частотой 50 Гц; высокоскоростное регулирование параметров сварочного тока.

Конденсаторные машины контактной сварки

Другие материалы относящиеся к тeмe "

Конденсаторные машины для контактной сварки

:

Раздел Контактная электрическая сварка

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

.