§ 53. СВАРОЧНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Сварочные выпрямители — это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов — вентилей — переменный ток в постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении; в обратном направлении они (полупроводники) практически электрический ток не пропускают.
Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые полупроводники получили большое распространение потому, что они дешевые и обладают большой перегрузочной способностью (их к. п. д. около 75%).
Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами (табл. 35), так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (как результат более широких пределов регулирования), отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки заменены в них на алюминиевые.

Таблица 35

Сравнение технических данных сварочных преобразователей и выпрямителей

Принцип работы сварочного выпрямителя. Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам: однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления и трехфазной мостовой (рис. 82).

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и лучшее использование трансформатора сварочного выпрямителя.
При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.
Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа: с крутопадающими, с жесткими (или пологопадающими) характеристиками и универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.
Выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками. Выпрямители применяют для ручной дуговой сварки и для сварки неплавящимся электродом в защитных газах. Сварочный выпрямитель в этом случае состоит из понижающего трансформатора и выпрямительного блока. К этой группе относятся выпрямители ВСС-300-3, ВСС-120-4, ВКС-500 и др, (табл. 36).

Таблица 36

Технические характеристики выпрямителей с крутопадающими внешними характеристиками

Выпрямитель ВСС-300 (рис. 83) представляет собой однопостовую сварочную установку, состоящую из понижающего трансформатора, блока селеновых шайб, пускорегулирующей аппаратуры, смонтированной в общем кожухе, и вентилятора для охлаждения трансформатора.

Трехфазный понижающий трансформатор выполнен с увеличенным магнитным рассеянием, что обеспечивает создание семейства падающих внешних характеристик. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками понижающего трехфазного трансформатора.
Чтобы уменьшить ход подвижных обмоток, требуемые пределы регулирования величины сварочного тока стараются получить одновременным переключением первичной и вторичной обмоток с «треугольника» на «звезду» (рис. 84). Выпрямительный блок выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из трех соединенных параллельно селеновых столбов с пластинами размером 100 Х Х400 мм.

Электрическая схема обеспечивает выключение выпрямителя от чрезмерного перегрева. Выпрямитель снабжен фильтрами для подавления радиопомех.
Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками применяются для сварки плавящимся электродом в углекислом газе и других защитных газах, а также могут применяться для сварки под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Их также можно использовать для сварки порошковой проволокой ЭПС-15/2 (табл. 37).

Таблица 37

Технические характеристики сварочных выпрямителей с жесткими внешними характеристиками

Универсальные сварочные выпрямители (табл. 38).

Таблица 38

Технические характеристики универсальных сварочных выпрямителей

Выпрямители типа ВСУ обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для ручной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами в защитных газах и для сварки под флюсом.
Универсальный выпрямитель состоит из понижающего трансформатора, дросселя насыщения с обмотками обратной связи выпрямительного блока.
Выпрямители типа ВСУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 в, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение.