Современные сварочные аппараты своими руками

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Современные сварочные аппараты своими руками

зах выпрямленного напряжения горение дуги поддерживает источник подпиточного тока, который формирует постоянный ток величиной 10—30 А.
...
Дополнительно в состав источника для полуавтоматической сварки входят специализированные узлы управления подачей защитного газа и сварочной проволоки, которые питаются от постоянного напряжения 24 В. Постоянное напряжение 24 В получается с помощью отдельного маломощного трансформатора Т2 и диодного мостика VDS1.
...
Узел управления источником выполнен на реле К2. При нажатии кнопки S3, которая находится на держателе, реле К2 срабатывает и своим контактом К2.2 включает газовый клапан К1, осуществляющий подачу защитного газа. Через контакт К2.1 подается напряжение на обмотку электромагнитного пускателя КМ1, который своими контактами КМ 1.1 и КМ1.2 подключает первичную обмотку трансформатора к питающей сети.
...
Через контакт К3.1 подается напряжение на двигатель М2 механизма подачи, который сматывает проволоку с катушки и проталкивает ее в канал шлангового держателя.
...
Сварочный ток зависит от скорости подачи проволоки. Ток обычно регулируется в диапазоне от 0,1 до 10—15 м/мин. Каждому выходному напряжению источника соответствует определенный ток, а, следовательно, и скорость подачи проволоки, для которой возможно получение устойчивого процесса горения дуги.
...
Скорость подачи зависит от напряжения, приложенного к якорю двигателя М2. Для регулировки напряжения используется простейший непрерывный регулятор, собранный на мощном транзисторе VT1 и резисторах R2, R3.
...
зах выпрямленного напряжения горение дуги поддерживает источник подпиточного тока, который формирует постоянный ток величиной 10—30 А.
...
ляется значительная мощность, то он установлен на алюминиевом радиаторе, который непрерывно охлаждается с помощью вентилятора Ml.
...
Сварка продолжается, пока кнопка S3 нажата и ее контакты замкнуты. Контроль включенного состояния источника осуществляется при помощи светодиода HLj. Чтобы прекратить сварку, нужно отпустить кнопку S3. В этом случае контакты кнопки размыкаются и обесточивают катушку реле К2.
...
Чтобы предотвратить инерционное вращение двигателя подачи, после снятия напряжения его якорная цепь закорачивается нормально замкнутым контактом К2.3.
...
В качестве VT1 используется транзистор типа КТ827 с любым буквенным индексом. Транзистор необходимо установить на алюминиевый радиатор площадью 250—300 см2 .
...
Диоды VD1—VD4 — типа Д151-125. Каждый диод устанавливается на стандартном алюминиевом радиаторе типа 0151 или на любом другом, имеющем площадь 250—300 см2.
...
В качестве трансформатора Т2 можно использовать любой трансформатор 220/27 В мощностью 150—200 ВА. Можно применить готовый трансформатор типа ОСМ-0,16.
...
В качестве двигателя М2 подающего механизма можно использовать любой двигатель мощностью 60—100 Вт на напряжение 24 В, например, двигатель от привода стеклоочистителя автомобиля «КамАЗ».
...
Конструкция и изготовление сварочного трансформатора
...
После намотки и пропитки трансформатор следует просушить. Температура и время сушки определяются маркой используемого пропиточного лака.
...
Сердечник трансформатора набран из пластин холоднокатаной трансформаторной стали шириной 35 мм и толщиной 0,35 мм. Отмечу, что холоднокатаная сталь, в отличие от горячекатаной, имеющей почти черный цвет, имеет белый цвет. Можно использовать листовую сталь от списанного трансформатора трансформаторной подстанции.
...
Имеющееся железо сначала рубят на полосы шириной 35 мм, потом режут на фрагменты длиной 95 и 179 мм. Заусенцы на краях рубленого железа необходимо удалить с помощью надфиля или мелкого напильника.
...
Сердечник собирается «вперекрышку» с возможно меньшими зазорами в местах стыковки отдельных листов. Конструкция сердечника трансформатора изображена на рис. 5.8.
...
Дроссель L1 наматывается на стандартном Ш-образном ленточном сердечнике ШЛ25x32. Обмотка содержит 145 витков и наматывается медной шины сечением 3,625 мм2 или круглым эмалированным проводом диаметром 2,1 мм.
...
После намотки и пропитки трансформатор следует просушить. Температура и время сушки определяются маркой используемого пропиточного лака.
...
Сердечник трансформатора набран из пластин холоднокатаной трансформаторной стали шириной 35 мм и толщиной 0,35 мм. Отмечу, что холоднокатаная сталь, в отличие от горячекатаной, имеющей почти черный цвет, имеет белый цвет. Можно использовать листовую сталь от списанного трансформатора трансформаторной подстанции.
...
При сборке в стыки сердечника необходимо вставить прокладки толщиной 2 мм из текстолита или другого немагнитного и непроводящего материала.
...
Внимание. Для подключения первичной обмотки трансформатора к сети —220 В, необходимо использовать кабель с медной жилой сечением 2,5 мм2 и силовую розетку на ток 25 А, имеющую заземляющий нож, который необходимо соединить с сердечником трансформатора и с защитным кожухом. Соответственно, заземляющий контакт розетки должен быть надежно заземлен.
...
Положительный полюс источника обычно выводится на специализированный разъем, предназначенный для подключения шлангового держателя. Через этот же разъем подключается кнопка S3, расположенная на держателе « + ». Отрицательной полюс выходного напряжения источника необходимо подключить к латунной шпильке диаметром 10 мм, установленной на диэлектрической термостойкой панели, которая крепится к защитному кожуху источника. В качестве сварочных концов можно использовать мягкие медные провода сечением 16—25 мм2.
...
При сборке в стыки сердечника необходимо вставить прокладки толщиной 2 мм из текстолита или другого немагнитного и непроводящего материала.
...
Внимание. Для подключения первичной обмотки трансформатора к сети —220 В, необходимо использовать кабель с медной жилой сечением 2,5 мм2 и силовую розетку на ток 25 А, имеющую заземляющий нож, который необходимо соединить с сердечником трансформатора и с защитным кожухом. Соответственно, заземляющий контакт розетки должен быть надежно заземлен.
...
Положительный полюс источника обычно выводится на специализированный разъем, предназначенный для подключения шлангового держателя. Через этот же разъем подключается кнопка S3, расположенная на держателе « + ». Отрицательной полюс выходного напряжения источника необходимо подключить к латунной шпильке диаметром 10 мм, установленной на диэлектрической термостойкой панели, которая крепится к защитному кожуху источника. В качестве сварочных концов можно использовать мягкие медные провода сечением 16—25 мм2.
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции сварочного источника для полуавтоматической сварки с плавной регулировкой.
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции сварочного источника для полуавтоматической сварки с плавной регулировкой.
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции сварочного источника для полуавтоматической сварки с плавной регулировкой.
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции сварочного источника для полуавтоматической сварки с плавной регулировкой.
...
СВАРОЧНЫЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ СТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ
...
До сих пор мы рассматривали сварочные источники со ступенчатой регулировкой сварочного напряжения и тока. Регулировка напряжения в подобных источниках осуществляется переключением отводов сварочного трансформатора с помощью специальных перемычек или переключателей.
...
Как показывает практика, данный подход обычно не позволяет подобрать оптимальный режим сварки, а также не гарантирует неизменного результата при изменении параметров сварочной цепи, питающей сети или при работе с различными защитными газовыми смесями.
...
Увеличение количества ступеней переключения позволяет улучшить эксплуатационные свойства источника, но при этом приходится использовать сложные и громоздкие многопозиционные переключатели, сильно усложняются намоточные узлы источника. Это, с одной стороны, увеличивает его стоимость, а с другой — сильно снижает его надежность.
...
использующие подвижные обмотки, магнитные шунты или магнитные усилители. Но подобные способы не имеют принципиальных преимуществ, т. к. подразумевают:
...
К тому же такие варианты чаще подходят для источников, имеющих падающую внешнюю характеристику, и не совсем годятся, если внешняя характеристика должна быть полого падающей или жесткой. Для подобных источников долгое время не существовало достойной альтернативы источникам с контактными переключателям.
...
До сих пор мы рассматривали сварочные источники со ступенчатой регулировкой сварочного напряжения и тока. Регулировка напряжения в подобных источниках осуществляется переключением отводов сварочного трансформатора с помощью специальных перемычек или переключателей.
...
Как показывает практика, данный подход обычно не позволяет подобрать оптимальный режим сварки, а также не гарантирует неизменного результата при изменении параметров сварочной цепи, питающей сети или при работе с различными защитными газовыми смесями.
...
Шанс изменить сложившееся положение вещей и заменить контактные переключатели бесконтактными появился в 1955 году, когда был изготовлен тиристор, первый переключающий полупроводниковый прибор, имеющий мощность достаточную для использования в сварочных источниках. Использование тиристоров позволило получить плавную регулировку напряжения и тока, а также отказаться от подвижных механических частей, что увеличило надежность сварочных источников.
...
В данном разделе мы рассмотрим источник сварочного тока, аналогичный рассмотренному ранее (в главе 5), но имеющий плавную регулировку сварочного напряжения и тока.
...
В закрытом состоянии тиристор не проводит ток, а в открытом — проводит. Так как тиристор способен проводить ток только в одном направлении, то его часто называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR).
...
В отличие от диода, тиристор, кроме анода и катода, имеет дополнительный управляющий электрод: пропуская через него ток, можно перевести тиристор в открытое состояние. К сожалению, для того чтобы тиристор перешел в закрытое состояние, недостаточно снять управляющий сигнал с управляющего электрода. Для этого необходимо снизить до нуля ток, протекающий через тиристор. Это делает его не полностью управляемым полупроводниковым прибором.
...
Однако подобное обстоятельство не сильно мешает, если тиристор используется в цепях переменного тока. В этом случае дважды в течение периода происходит обнуление и смена поляр-
...
Так как тиристор не имеет промежуточных состояний проводимости, то регулировка тока или напряжения может осуществляться только изменением времени его открытого состояния tu
...
Подобный способ регулирования имеет как свои плюсы, так и минусы. К плюсам относится то, что тиристор имеет очень высокое сопротивление в закрытом состоянии и очень низкое в открытом. Поэтому на нем рассеивается незначительная мощность, что позволяет строить высокоэффективные тиристорные регулируемые источники.
...
К минусам относится то, что следствием работы тиристор-ного регулятора являются «выкусывание» фрагментов синусоиды и увеличение длительности пауз tn
...
Использование двухполупериодного управляемого выпрямителя (рис. 6.2) обеспечивает более эффективное использование трансформатора, устраняет одностороннее подмагни-чивание сердечника трансформатора, а также сокращает длительность пауз tn
...
С одной стороны, чтобы обеспечить непрерывность сварочного тока, нужно увеличивать индуктивность дросселя. С другой стороны, чтобы получить необходимую скорость нарастания тока КЗ, индуктивность дросселя нельзя увеличи- . вать выше некоторого значения, которое гарантированно не обеспечивает первое требование.
...
Рассмотрим подробнее принцип работы этого дросселя. Допустим, один из тиристоров управляемого моста открыт. В этом случае ток дуги I(V3), которая имитируется источником напряжения V3 с внутренним сопротивлением 0,05 Ом, протекает через обмотку дросселя L1, имеющую незначительную индуктивность 0,3 мГн (табл. 5.1).
...
В момент, когда напряжение V3 превысит мгновенное напряжение источника переменного напряжения VI, открытый ранее тиристор моста закроется, и ток нагрузки I(V3) начнет протекать в контуре D5, L2, LI, V3. Так как магнитос-вязанные индуктивности L1 и L2 включены последовательно,
...
Это означает, что результирующая индуктивность дросселя сможет в течение более длительного времени поддерживать непрерывным ток нагрузки. Это подтверждается графиком тока нагрузки I(V3) (рис. 6.3). Из этого графика следует, что ток дуги непрерывен и в самом наихудшем случае (когда источник выдает минимальный сварочный ток 60 А) не опускается ниже 10 А.
...
Индуктивность дросселя Lx можно выбрать, используя данные табл. 5.1. В нашем случае Lx = 0,3 мГн. В свою очередь индуктивность L2 также не может иметь произвольные значения, а определяется коэффициентом трансформации, который обычно выражается только целым числом.
...
Следовательно, для коэффициентов трансформации КТР = 1; 2; 3; 4; 5... вторичная обмотка дросселя будет иметь индуктивность L2 = Lj х Ктр2 = 0,3; 1,2; 2,7; 4,8; 7,5... мГн.
...
Вывод. Чем больше коэффициент трансформации, тем выше индуктивность обмотки L2 и тем дольше дроссель сможет поддерживать ток в паузе напряжения.
...
Однако с ростом коэффициента трансформации растут и габаритные размеры дросселя. Поэтому необходимо в симуля-торе подобрать минимально возможный коэффициент трансформации, гарантирующий, что при минимальном сварочном токе ток в паузе напряжения не упадет ниже 10 А.
...
В данном случае это условие удовлетворяется при КТР = 5. Из соответствующей временной диаграммы тока нагрузки I(V3) видно, что минимальное значение тока нагрузки не опускается ниже 10 А, а амплитудное достигает 132 А. Т. е. если
...
амплитудное значение тока достигает указанного значения, то в индуктивности Lj накапливается энергия, достаточная: для поддержания тока в паузе напряжения.
...
Полный расчет двухобмоточного дросселя произведен в разделе 9.3. Дроссель наматывается на Ш-образном ленточном сердечнике из стали 3411 (Э310). Первичная обмотка дросселя i
...
Рис. 6.5. Модель источника, предназначенная для снятия траектории перемагничивания нелинейного дросселя
...
Воспользовавшись тем, что SwCad может моделировать нелинейные индуктивности, создадим модель источника с нелинейным дросселем (рис. 6.5). Согласно результатам расчета, строка настройки нелинейной индуктивности выглядит следующим образом:
...
Тестовый узел снятия петли перемагничивания построен на двух источниках тока — G1 и G2, управляемых напряжением, которые используются для измерения и нормирования отображаемых параметров.
...
Коэффициент передачи управляемого источника тока G1, обеспечивающий выходное напряжение интегратора равное индукции, можно вычислить по формуле
...
Вычисленное значение коэффициента передачи необходимо записать в строке Value меню настройки управляемого источника тока G1.
...
Коэффициент передачи управляемого источника тока G2, обеспечивающий выходной ток равный напряженности в сердечнике нелинейного трансформатора, можно вычислить по формуле
...
Вычисленное значение коэффициента передачи необходимо записать в строке Value меню настройки управляемого источника тока G1.
...
Коэффициент передачи управляемого источника тока G2, обеспечивающий выходной ток равный напряженности в сердечнике нелинейного трансформатора, можно вычислить по формуле
...
Вычисленное значение коэффициента передачи необходимо записать в строке Value меню настройки управляемого источника тока G2.
...
В настройках горизонтальной оси, в строчке Quantity Plotted, вместо параметра time впишем параметр I(G2). По вертикали выводим напряжение на выходе интегратора, кликнув по правому выводу конденсатора С1 (рис. 6.6).
...
На рис. 6.6 показаны траектории перемагничивания сердечника нелинейного дросселя. При минимальном сварочном токе (рис. 6.6, а)
...
Вычисленное значение коэффициента передачи необходимо записать в строке Value меню настройки управляемого источника тока G2.
...
В настройках горизонтальной оси, в строчке Quantity Plotted, вместо параметра time впишем параметр I(G2). По вертикали выводим напряжение на выходе интегратора, кликнув по правому выводу конденсатора С1 (рис. 6.6).
...
На рис. 6.6 показаны траектории перемагничивания сердечника нелинейного дросселя. При минимальном сварочном токе (рис. 6.6, а)
...
Так же как в предыдущем источнике, трансформатор имеет напряжение холостого хода вторичной обмотки, равное U2 = 30,8 В.
...
Существует большое многообразие схем управления тиристорами, но рассмотрение всего разнообразия этих схем не является целью данной книги. Рассмотрим схему типового блока фазового управления тиристорами (БФУТ), который используется для регулировки сварочного напряжения, а также для регулировки скорости подачи сварочной проволоки. На рис. 6.7, а
...
Питание блока осуществляется выпрямленным, но не сглаженным напряжением 24 В, которое прикладывается между выводами 1-2 В БФИУ. С помощью параметрического стабилизатора R6, VD3, из этого выпрямленного напряжения формируются трапецеидальные импульсы, амплитудой 12 В. Эти импульсы служат для питания и синхронизации с сетью релаксационного генератора [11], собранного на элементах R4, R5, R7, R8, CI, VT3.
...
В конце каждого полупериода сети, благодаря паузе синхронизирующего трапецеидального напряжения, конденсатор С1 разряжается через переход э-61 VT3. Меняя величину резистора R4, можно изменять время зарядки конденсатора С1, а, следовательно, и задержку (фазовый сдвиг) формирования выходного импульса генератора относительно синхронизирующего напряжения.
...
После того, как напряжение на конденсатор С1 достигнет порога срабатывания транзистора VT3, транзистор откроется. Конденсатор разрядится по цепи
...
Транзистор VT2 откроется и, в свою очередь, откроет транзистор VT1. С вывода 2 БФУТ через открытый транзистор VT1 резистор R1 и диоды VD1, VD2 напряжение управления поступит на управляющие электроды тиристоров управляемого выпрямителя.
...
Существует большое многообразие схем управления тиристорами, но рассмотрение всего разнообразия этих схем не является целью данной книги. Рассмотрим схему типового блока фазового управления тиристорами (БФУТ), который используется для регулировки сварочного напряжения, а также для регулировки скорости подачи сварочной проволоки. На рис. 6.7, а
...
Если однопереходного транзистора не окажется под рукой, то его можно будет заменить аналогом, собранном на двух: обычных биполярных транзисторах VT3, VT4, имеющих различную проводимость. Схема такого варианта изображена на i
...
Рис. 6.7. Принципиальная электрическая схема типового блока фазового управления тиристорами: а) на однопереходном транзисторе; б) на аналоге однопереходного транзистора
...
На рис. 6.8 изображена принципиальная электрическая схема сварочного источника с тиристорным регулятором для полуавтоматической сварки.
...
Источник питается от однофазной сети 220 В, 50 Гц. Основой источника является сварочный трансформатор Т1. Он гальванически разделяет сеть и сварочную цепь, а также снижает напряжение сети до величины, необходимой для питания сварочной дуги.
...
Переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на вход управляемого двухполупериод-ного выпрямителя VD7, VD8, VS3, VS4, с помощью которого осуществляется регулировка сварочного напряжения. Для поддержания горения дуги в паузах выпрямленного напряжения используется специальный двухобмоточный дроссель L1.
...
На рис. 6.8 изображена принципиальная электрическая схема сварочного источника с тиристорным регулятором для полуавтоматической сварки.
...
Источник питается от однофазной сети 220 В, 50 Гц. Основой источника является сварочный трансформатор Т1. Он гальванически разделяет сеть и сварочную цепь, а также снижает напряжение сети до величины, необходимой для питания сварочной дуги.
...
6.5. Описание конструкции сварочного источника с тиристорным регулятором
...
Дополнительно в состав источника для полуавтоматической сварки входят специализированные узлы управления подачей защитного газа и сварочной проволоки, которые питаются от постоянного напряжения 24 В. Постоянное напряжение 24 В получается с помощью отдельного маломощного трансформатора Т2 и двухполупериодного выпрямителя VD1—VD4.
...
Диоды VD3, VD4 вместе с тиристорами VS1, VS2 образуют управляемый выпрямитель, с помощью которого осуществляется регулировка скорости подачи проволоки. Контроль включенного состояния источника осуществляется при помощи светодиода HL1.
...
Узел управления источником выполнен на реле К2. Включение источника осуществляется путем нажатия кнопки S2, которая находится на держателе. При этом срабатывает реле К1 и своим контактом К1.1 подключает двигатель подачи М2 к выходу управляемого выпрямителя VD3, VD4, VS1, VS2.
...
Контакт К1.3 включает газовый клапан К2, осуществляющий подачу защитного газа в зону сварки. Через контакт К1.2 с выхода выпрямителя VD1—VD4 выпрямленное пульсирующее напряжение подается на выводы питания (1, 5) блоков управления А1 и А2.
...
С помощью блока управления А1 осуществляется управление скоростью подачи проволоки, а с помощью блока А2 осуществляется установка сварочного напряжения.
...
После подачи питания блоки управления Al, А2 начинают формировать импульсы управления, которые через выводы 3, 4 поступают на управляющие электроды тиристоров и открывают их.
...
С выхода управляемого выпрямителя VD7, VD8, VS3, VS4 напряжение через первичную обмотку дросселя Lx поступает на сварочный держатель. С выхода управляемого выпрямителя VD3, VD4, VS1, VS2 напряжение через замкнутый контакт К 1.1 поступает на якорь двигателя М2.
...
Дополнительно в состав источника для полуавтоматической сварки входят специализированные узлы управления подачей защитного газа и сварочной проволоки, которые питаются от постоянного напряжения 24 В. Постоянное напряжение 24 В получается с помощью отдельного маломощного трансформатора Т2 и двухполупериодного выпрямителя VD1—VD4.
...
Диоды VD3, VD4 вместе с тиристорами VS1, VS2 образуют управляемый выпрямитель, с помощью которого осуществляется регулировка скорости подачи проволоки. Контроль включенного состояния источника осуществляется при помощи светодиода HL1.
...
специализированные узлы управления подачей защитного газа и сварочной проволоки,
...
начинается. Сварочный ток зависит от скорости подачи проволоки, которая обычно регулируется в диапазоне от 0,1 до 10—15 м/мин.
...
Каждому выходному напряжению источника соответствует определенный ток, а, следовательно, и скорость подачи проволоки, для которой возможно получение устойчивого процесса горения дуги. Скорость подачи зависит от напряжения, приложенного к якорю двигателя М2, которое регулируется при помощи блока управления А1.
...
В отличие от источника, описанного ранее, на тиристорах управляемого выпрямителя рассеивается незначительная мощность, что облегчает температурный режим всего устройства, а также увеличивает его надежность. Так как сварочное напряжение включается/выключается при помощи управляемого выпрямителя VD7, VD8, VS3, VS4, то отпала необходимость в использовании специального электромагнитного пускателя, что также благоприятно сказывается на общей надежности источника.
...
Сварочный процесс продолжается до тех пор, пока нажата кнопка S2 на сварочном держателе. Чтобы прекратить сварку, нужно отпустить кнопку S2. В этом случае контакты кнопки размыкаются и обесточивают катушку реле К1.
...
Реле К1 своими контактами Kl.l, К1.2 и К1.3 отключает подачу проволоки, отключает выходное напряжение источника и газовый клапан. Чтобы предотвратить инерционное вращение двигателя подачи после снятия напряжения, его якорная цепь закорачивается нормально замкнутым контактом К1.1.
...
Диоды VD7, VD8 типа Д151-125 и тиристоры VS3, VS4 типа Т161-160 устанавливаются на стандартные алюминиевые радиаторы типа 0151 или на любые другие, имеющие площадь 250—300 см2.
...
начинается. Сварочный ток зависит от скорости подачи проволоки, которая обычно регулируется в диапазоне от 0,1 до 10—15 м/мин.
...
Каждому выходному напряжению источника соответствует определенный ток, а, следовательно, и скорость подачи проволоки, для которой возможно получение устойчивого процесса горения дуги. Скорость подачи зависит от напряжения, приложенного к якорю двигателя М2, которое регулируется при помощи блока управления А1.
...
В отличие от источника, описанного ранее, на тиристорах управляемого выпрямителя рассеивается незначительная мощность, что облегчает температурный режим всего устройства, а также увеличивает его надежность. Так как сварочное напряжение включается/выключается при помощи управляемого выпрямителя VD7, VD8, VS3, VS4, то отпала необходимость в использовании специального электромагнитного пускателя, что также благоприятно сказывается на общей надежности источника.
...
В качестве трансформатора Т2 можно использовать любой трансформатор 220/27 В мощностью 150—200 ВА. Можно использовать готовый трансформатор типа ОСМ-0,16.
...
В качестве двигателя М2 подающего механизма можно использовать любой двигатель мощностью 60—100 Вт на напряжение 24 В, например, двигатель от привода стеклоочистителя автомобиля «КамАЗ».
...
Так как в источнике используется трансформатор, имеющий стержневой сердечник, то обмотка наматывается на двух одинаковых каркасах, где каждая из обмоток может быть собрана из двух последовательных или параллельных секций.
...
уплотнить легкими ударами деревянного молотка. Если трансформатор изготавливается в кустарных условиях, то каждый слой провода необходимо промазывать пропиточным лаком.
...
В качестве межслойной изоляции используется прессшпан толщиной 0,5 мм. Для вторичной обмотки берется алюминиевая прямоугольная шина подходящего сечения. В крайнем случае, можно извлечь круглую жилу подходящего сечения из электрического кабеля. В этом случае с провода нужно удалить пластиковую изоляцию, а затем плотно обмотать кипер-ной лентой или тонкой хлопчатобумажной тканью, предварительно порезанной на полосы шириной 20 мм.
...
После намотки и пропитки трансформатор следует просушить. Температура и время сушки определяются маркой используемого пропиточного лака.
...
Сердечник трансформатора набран из пластин холоднокатаной трансформаторной стали шириной 35 мм и толщиной 0,35 мм (холоднокатаная сталь, в отличие от горячекатаной, имеющей почти черный цвет, имеет белый цвет). Можно использовать листовую сталь от списанного трансформатора трансформаторной подстанции.
...
Имеющееся железо сначала рубят на полосы шириной 35 мм, потом режут на фрагменты длиной 95 и 179 мм. Заусенцы на краях рубленого железа необходимо удалить с помощью надфиля или мелкого напильника. Сердечник соби-
...
уплотнить легкими ударами деревянного молотка. Если трансформатор изготавливается в кустарных условиях, то каждый слой провода необходимо промазывать пропиточным лаком.
...
В качестве межслойной изоляции используется прессшпан толщиной 0,5 мм. Для вторичной обмотки берется алюминиевая прямоугольная шина подходящего сечения. В крайнем случае, можно извлечь круглую жилу подходящего сечения из электрического кабеля. В этом случае с провода нужно удалить пластиковую изоляцию, а затем плотно обмотать кипер-ной лентой или тонкой хлопчатобумажной тканью, предварительно порезанной на полосы шириной 20 мм.
...
После намотки и пропитки трансформатор следует просушить. Температура и время сушки определяются маркой используемого пропиточного лака.
...
Сердечник трансформатора набран из пластин холоднокатаной трансформаторной стали шириной 35 мм и толщиной 0,35 мм (холоднокатаная сталь, в отличие от горячекатаной, имеющей почти черный цвет, имеет белый цвет). Можно использовать листовую сталь от списанного трансформатора трансформаторной подстанции.
...
рается «вперекрышку» с возможно меньшими зазорами в местах стыковки отдельных листов. Конструкция сердечника трансформатора изображена на рис. 6.9.
...
Двухобмоточный дроссель Lx наматывается на стандартном Ш-образном ленточном сердечнике ШЛ32х50. Первичная обмотка содержит 18 витков алюминиевой шины сечением 36 мм2. Вторичная обмотка наматывается медным эмалированным проводом диаметром 1,45 мм.
...
При сборке в стыки сердечника необходимо вставить прокладки толщиной 1 мм (суммарный зазор 2 мм) из текстолита или другого немагнитного и непроводящего материала.
...
Внимание. Для подключения первичной обмотки трансформатора к сети ~220 В необходимо использовать кабель с медной жилой сечением не менее 2,5 мм2 и силовую розетку на ток 25 А, имеющую заземляющий нож, который необходимо соединить с сердечником трансформатора и с защитным кожухом. При этом заземляющий контакт розетки должен быть надежно заземлен.
...
Положительный полюс источника обычно выводится на специализированный разъем, предназначенный для подключения шлангового держателя. Через этот же разъем подключается кнопка S2, расположенная на держателе.
...
Отрицательной полюс выходного напряжения источника необходимо подключить к латунной шпильке диаметром 10 мм, установленной на диэлектрической термостойкой панели, которая крепится к защитному кожуху источника. В качестве сварочных концов можно использовать мягкие медные провода сечением 16—25 мм2.
...
рается «вперекрышку» с возможно меньшими зазорами в местах стыковки отдельных листов. Конструкция сердечника трансформатора изображена на рис. 6.9.
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции электронного регулятора сварочного тока (ЭРСТ, чоппера).
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции электронного регулятора сварочного тока (ЭРСТ, чоппера).
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции электронного регулятора сварочного тока (ЭРСТ, чоппера).
...
В главе приводится общая методика расчета и описание конструкции электронного регулятора сварочного тока (ЭРСТ, чоппера).
...
На различных машиностроительных и ремонтных предприятиях, там, где наблюдается большая концентрация сварочных рабочих мест, традиционно использовалась и используется многопостовая сварка постоянным и переменным током.
...
Достоинством данного типа сварки является простота, безопасность и возможность экономии производственных площадей. При многопостовой сварке несколько сварочных рабочих мест подключаются к одному многопостовому сварочному источнику (рис. 7.1, а).
...
Относительная независимость сварочных постов, работающих от одного общего источника, достигается тем, что каждый сварочный пост подключается через индивидуальный балластный реостат (БР), служащий для регулирования сварочного тока и получения необходимой крутопадающей нагрузочной характеристики.
...
Использование БР является, возможно, наиболее простым, но не лучшим решением, т. к. при этом сильно снижается КПД. Низкий КПД обусловлен тем, что часть мощности рассеивается в виде тепла на БР. Так как напряжение сварочной дуги составляет 30—50 % от напряжения многопостового источника, то таким же является и КПД такого способа проведения сварочных работ.
...
Достижения современной электроники позволяют изготовить электронный аналог БР, который будет иметь улучшенные эксплуатационные характеристики и при этом обладать КПД, близким к 100 %.
...
На различных машиностроительных и ремонтных предприятиях, там, где наблюдается большая концентрация сварочных рабочих мест, традиционно использовалась и используется многопостовая сварка постоянным и переменным током.
...
Достоинством данного типа сварки является простота, безопасность и возможность экономии производственных площадей. При многопостовой сварке несколько сварочных рабочих мест подключаются к одному многопостовому сварочному источнику (рис. 7.1, а).
...
Выгода от такого решения очевидна, так как достигается одновременная экономия электроэнергии и оборудования при неизменном объеме сварочных работ. Если сравнивать ЭРСТ с инверторными сварочными источниками, то первый имеет такие преимущества:
...
В настоящее время различные западные фирмы, специализирующиеся в области сварочного оборудования, производят ЭРСТ. Увы, стоимость их достаточно велика.
...
В данной главе описаны общие принципы конструирования и реальная конструкция простого ЭРСТ. Несмотря на свою простоту, благодаря идеальным внешним характеристикам ЭРСТ обеспечивает наилучшее формирование сварочного шва и практически исключает разбрызгивание металла.
...
В ЭРСТ предусмотрена возможность регулировки наклона внешней характеристики от крутопадающей до жесткой. Данное обстоятельство позволяет использовать ЭРСТ как для ручной, так и для полуавтоматической сварки. Принцип работы ЭРСТ основан на модуляции входного напряжения полупроводниковым (ПП) ключом с последующей фильтрацией среднего значения напряжения. Благодаря тому, что ПП ключ имеет малую мощность рассеивания в закрытом и открытом состояниях, его КПД близок к 100 %.
...
Основой ЭРСТ является импульсный понижающий преобразователь постоянного напряжения (чоппер). Понижающий преобразователь (рис. 7.2) состоит из электронного ключа, роль которого в данном случае выполняет полевой транзистор VT, диода VD и дросселя сглаживающего фильтра L.
...
Схема управления (СУ) может регулировать выходное напряжение Umx на нагрузочном резисторе RH, осуществляя с помощью ключа VT широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) входного напряжения Uex.
...
Суть ШИМ заключается в том, что транзистор открыт в течение времени tu, которое меньше или равно периоду коммутации ключа Т.
...
При изменении коэффициента заполнения импульсов от О до 1 выходное напряжение Umx будет изменяться от нуля до Uex. Если не учитывать потерю напряжения на транзисторе VT, то Umx = Uex-D.
...
Когда транзистор VT открыт, диод VD заперт напряжением обратной полярности, приложенным к его катоду. К дросселю L приложена разница напряжений Uex - Uebix, и его ток увеличивается.
...
После запирания транзистора VT к диоду VD прикладывается напряжение самоиндукции дросселя L в отпирающей полярности. Диод отпирается и создает путь протекания тока дросселя. На этом этапе к дросселю приложена разница напряжений 0-Ueblx и его ток уменьшается. Далее транзистор VT открывается, и все повторяется.
...
Благодаря наличию фильтра LC через нагрузку протекает практически постоянный ток с небольшим уровнем пульсации. Если ток дросселя L никогда не спадает до нуля, то говорят, что дроссель работает в режиме непрерывного тока. Минимальную индуктивность дросселя, обеспечивающую работу в режиме непрерывного тока, можно найти по формуле [10]
...
Потери проводимости вызываются сопротивлением канала открытого транзистора Ros(on)- Если считать, что пульсация тока в дросселе Lx незначительна, то потери проводимости можно определить по формуле
...
бует определенного времени, вызванного необходимостью перезаряда входной емкости, а также эффектом Миллера. Потери коммутации можно приблизительно определить по следующей формуле:
...
Потери мощности на диоде VD также складываются из потерь проводимости и потерь коммутации. Общие потери можно определить по формуле
...
Более точную информацию о процессах и потерях в схеме понижающего преобразователя можно получить, моделируя его работу в программе SwCad.
...
На рис. 7.3 изображена модель понижающего преобразователя, который понижает входное напряжение VI = 60 В до напряжения 30 В на нагрузочном резисторе R1.
...
Диод D1 — типа КД213Б. Так как этот диод отсутствует в библиотеке SwCad, его придется внести туда самостоятельно. Для этого в любом текстовом редакторе открываем файл standard.dio, который находится в директории SwCADIII\lib\ cmp, и вписываем туда следующую строчку:
...
Таким же образом можно пополнять библиотеку SwCad другими стандартными компонентами. Параметры моделей можно позаимствовать в готовом виде из других SPICE-симуляторов.
...
Для начала рассмотрим работу преобразователя в режиме непрерывного тока дросселя. Если ивых
...
В качестве генератора ШИМ-сигнала используется источник напряжения V2, который работает в расширенном режиме импульсного генератора. На рис. 7.4 изображено меню настройки этого генератора.
...
Режим работы импульсного генератора (PULSE) выбирается в поле Functions (функции). Далее настраиваем импульсный генератор, указывая:
...
Если установлена галочка в поле Make this information visible on schematic (Сделать эту информацию видимой на схеме), то настроечная информация генератора будет отображена в окне схемы, в виде строки
...
Рис. 7.5. Диаграммы напряжений, токов и мощностей понижающего преобразователя напряжения в режиме непрерывного тока дросселя
...
При этом на транзисторе выделяется импульсная мощность величиной 700 Вт, а на диоде — 10 Вт. Средняя рассеиваемая мощность не вызывает особых опасений и составляет 0,41 Вт для транзистора и 0,43 Вт для диода. Однако это обстоятельство не может являться оправданием, т. к. большие импульсные мощности вызывают локальные перегревы и деградацию полупроводниковой структуры, что, в конце концов, приведет к отказу транзистора или диода.
...
Примечание. В случае использования более мощных ключевых элементов импульсная мощность может достигать десятков киловатт!
...
Рис. 7.5. Диаграммы напряжений, токов и мощностей понижающего преобразователя напряжения в режиме непрерывного тока дросселя
...
При этом на транзисторе выделяется импульсная мощность величиной 700 Вт, а на диоде — 10 Вт. Средняя рассеиваемая мощность не вызывает особых опасений и составляет 0,41 Вт для транзистора и 0,43 Вт для диода. Однако это обстоятельство не может являться оправданием, т. к. большие импульсные мощности вызывают локальные перегревы и деградацию полупроводниковой структуры, что, в конце концов, приведет к отказу транзистора или диода.
...
Ускорение процессов переключения связано с использованием более быстрых и дорогих полупроводниковых элемен- ; тов. Также ужесточаются требования к качеству монтажа. : Поэтому остановим свой выбор на втором способе, который ; также носит название мягкой коммутации.
...
Добиться коммутации при нулевом токе можно, если ранее рассмотренный преобразователь (рис. 7.3) заставить I
...
В следующем периоде мы получим идеальные условия ком- : мутации при нулевом токе. Для получения требуемого режима коммутации достаточно уменьшить индуктивность дросселя i
...
Уменьшим индуктивность Lx до 120 мкГн и рассмотрим : работу преобразователя в режиме прерывистого тока (рис. 7.6). Из диаграммы I(D1) видно, что амплитуда тока обратного : восстановления уменьшилась с 10 А до 70 мА!
...
В момент открытия на транзисторе Ml рассеивается незначительная мощность. Средняя рассеиваемая на транзисторе ; мощность составляет 0,29 Вт. Потери на диоде D1 остались : практически на прежнем уровне.
...
Рис. 7.6. Диаграммы напряжений, токов и мощностей понижающего преобразователя напряжения в режиме прерывистого тока дросселя
...
Теперь нагрузим преобразователь большим током, снизив сопротивление нагрузки до 10 Ом. Для обеспечения непрерывного режима требуется индуктивность дросселя величиной не менее 50 мкГн. Следовательно, используем индуктивности величиной 150 мкГн и 45 мкГн для обеспечения непрерывного и прерывистого режимов соответственно.
...
В результате повторного моделирования выясняется, что в режиме непрерывного тока на транзисторе рассеивается мощность 2,25 Вт и на диоде — 1,36 Вт.
...
В режиме прерывистого тока на транзисторе рассеивается мощность 2,3 Вт и на диоде— 1,37 Вт. Т. е. теперь оказывается, что режим непрерывного тока эффективнее режима прерывистого тока дросселя?
...
Дело в том, что в режиме непрерывного тока через транзистор Ml (и диод D1) протекает импульсный ток Id(Ml) прямоугольной формы, а в прерывистом режиме форма тока треугольная. В аналогичных условиях треугольная форма тока обеспечивает большее действующее (разогревающее) значение тока по сравнению с прямоугольной.
...
Рис. 7.6. Диаграммы напряжений, токов и мощностей понижающего преобразователя напряжения в режиме прерывистого тока дросселя
...
Теперь нагрузим преобразователь большим током, снизив сопротивление нагрузки до 10 Ом. Для обеспечения непрерывного режима требуется индуктивность дросселя величиной не менее 50 мкГн. Следовательно, используем индуктивности величиной 150 мкГн и 45 мкГн для обеспечения непрерывного и прерывистого режимов соответственно.
...
В результате повторного моделирования выясняется, что в режиме непрерывного тока на транзисторе рассеивается мощность 2,25 Вт и на диоде — 1,36 Вт.
...
В режиме прерывистого тока на транзисторе рассеивается мощность 2,3 Вт и на диоде— 1,37 Вт. Т. е. теперь оказывается, что режим непрерывного тока эффективнее режима прерывистого тока дросселя?
...
Дело в том, что в режиме непрерывного тока через транзистор Ml (и диод D1) протекает импульсный ток Id(Ml) прямоугольной формы, а в прерывистом режиме форма тока треугольная. В аналогичных условиях треугольная форма тока обеспечивает большее действующее (разогревающее) значение тока по сравнению с прямоугольной.
...
Вывод. Режим прерывистого тока может быть оправдан только в том случае, когда потери коммутации преобладают над потерями проводимости.
...
Это справедливо для маломощных преобразователей, где используются заведомо более мощные, чем необходимо, ключи. Если же коммутационные возможности ключей используются по максимуму, что свойственно мощным источникам наподобие ЭРСТ, введение режима прерывистого тока дросселя приведет не к снижению, а к повышению общего уровня потерь.
...
Чтобы сохранить прямоугольную форму тока и уменьшить коммутационные потери, вызванные током обратного восстановления диода, используем дополнительный дроссель L2 (рис. 7.7). Дроссель L2 имеет дополнительную размагничивающую обмотку L3, с помощью которой энергия коммутации возвращается во входной источник.
...
7.7. Модель понижающего преобразователя постоянного напряжения с дополнительным двухобмоточным дросселем
...
Вывод. Режим прерывистого тока может быть оправдан только в том случае, когда потери коммутации преобладают над потерями проводимости.
...
Это справедливо для маломощных преобразователей, где используются заведомо более мощные, чем необходимо, ключи. Если же коммутационные возможности ключей используются по максимуму, что свойственно мощным источникам наподобие ЭРСТ, введение режима прерывистого тока дросселя приведет не к снижению, а к повышению общего уровня потерь.
...
Чтобы сохранить прямоугольную форму тока и уменьшить коммутационные потери, вызванные током обратного восстановления диода, используем дополнительный дроссель L2 (рис. 7.7). Дроссель L2 имеет дополнительную размагничивающую обмотку L3, с помощью которой энергия коммутации возвращается во входной источник.
...

Справочник сварщика-строителя
Нержавеющая сталь
Расчет и конструирование ультразвуковых сварочных машин. Обзор
Современные сварочные аппараты своими руками
Борирование промышленных сталей и чугунов: (Справ. пособие)
Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве
Сплавы для нагревателей

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Современные сварочные аппараты своими руками