Прилади й обладнання

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 909

Перетворювач постійного зварювального струму ПСО-300; зварю­вальний трансформатор ТДМ-ЗІ7; баластний реостат РБ-ЗОІ; амперметри; вольтметри; макети зварювального обладнання.

7.2 Основні теоретичні положення

Однією з важливих характеристик джерела зварювального струму є його вольт-амперна характеристика. Вона визначає стабільність го­ріння дуги, де струм і напруга на дузі повинні дорівнювати струму та напрузі джерела. Правильний вибір вольт-амперної характеристики дже­рела живлення багато в чому визначає стабільне горіння зварювальної дуги за малих відхилень напруги на дузі. Можна виділити два основні типи вольт-амперних характеристик джерел зварювального струму:

- з жорсткими зовнішніми характеристиками;

- з крутоcпадними зовнішніми характеристиками.

Промисловістю випускаються зварювальні джерела обох типів. Дже­рела з жорсткими вольт-амперними характеристиками застосовуються під час автоматичного зварювання плавким електродом із постійною швид­кістю подачі електродного дроту.

Відомо, що стійке горіння зварювальної дуги відбувається за напру­ги на дузі і зварювального струму, які відповідають точці А перети­ну вольт-амперної характеристики зварювальної дуги (крива І-І на рисунки 7.1) з вольт-амперною характеристикою джерела живлення. У разі випадкової зміни довжини дугового проміжку відбувається зміна напруги на дузі, що відповідає зміні положення вольт-амперної характеристики дуги (рисунок 7.1), у випадку збільшення довжини дуги характеристика зміщується вліво (крива ІІ-ІІ), а в разі зменшення - вправо (крива ІІІ-ІІІ).

Ці коливання напруги на дузі внаслідок зміни довжини дугового проміж­ку з використанням джерел живлення з жорсткими вольт-амперними характеристиками призводять до значної зміни зварювального струму в колі (рисунок 7.1,б).

Рисунок 7.І - Графіки, які характеризують сталість горіння зварювальних дуг при зварюванні плавким електродом: а - вручну, б – автоматично

У разі постійної швидкості подачі електродного дроту зменшення струму в дузі викличе зменшення швидкості плавлення дроту і до встанов­лення довжини дугового проміжку, тобто до встановлення заданого ре­жиму зварювання. Аналогічна картина виникає в разі випадкового змен­шення довжини дугового проміжку (зменшення напруги і збільшення стру­му), коли підвищення струму в дузі викликає збільшення швидкості плавлення дроту і встановлення довжини дугового проміжку. Тобто відбувається процес саморегулювання довжини дуги.

Очевидно, що під час ручного дугового зварювання, коли скорочен­ня довжини електрода внаслідок його плавлення компенсується рухом руки зварника, важко за жорсткої вольт-амперної характеристики джерела під­тримувати сталу довжину дугового проміжку, а також стабільність про­цесу зварювання. Тому для ручного зварювання плавким електродом та дугового зварювання з неплавким електродом застосовують джерела зва­рювального струму з крутоспадною зовнішньою вольт-амперною характерис­тикою. У такому разі випадкова незначна зміна довжини дугового проміжку не спричинює значної зміни величини зварювального струму (рисунок 7.І, а). Цим і досягається стабільність горіння дуги.

Усі джерела струму класифікуються за такими основними ознаками:

- струм - змінний, постійний;

- зовнішня характеристика - джерела з крутоспадними характерис­тиками, жорсткими, зростаючими та змішаними;

- характер подачі струму на дугу - джерела для зварювання імпульс­ною дугою або дугою, яка неперервно горить;

- особливості горіння дуги - джерела для зварювання стиснутою ду­гою і такою, що вільно горить;

- кількість одночасного живлення постів - джерела однопостові та багатопостові.

Значною мірою у будівництві застосовуються однопостові джерела живлення зварювальних дуг постійного або змінного струму. Зупинимось на найбільш поширених джерелах живлення, а саме: механічному перетво­рювачі ПСО-300 і зварювальному трансформаторі ТДМ-ЗІ7.

Рисунок 7.2 – Вольт-амперні характеристики джерел зварювального струму: І - жорстка; 2 – крутоспадна

Рисунок 7.3 - Електрична схема однопостового зварювального генератора

ПСО-300: R - реостат; ω_н і ω_р - обмотки намагнічування та розмагнічування; Ф_н і Ф_p - потоки намагнічування та розмаг­нічування

Крім обмотки збудження ω_н, також існує послідовна обмотка збуджен­ня ω_р , внаслідок підключення якої магнітний потік Ф_р може збігатись із магнітним потоком Ф_н і бути спрямованим йому на­зустріч (як у даному випадку). Чим більше розмагнічувальний маг­нітний потік Ф_р , тим менша напруга на затискачах, у резуль­таті чого формується крутоспадна вольт-амперна характеристика (рисунок 7.2).

Трансформатор ТДМ-ЗІ7М від­носиться до джерел змінного стру­му зі збільшеним магнітним розсіюванням (рисунок 7.4). Магнітопровід трансформатора відноситься до стрижньового типу. Первинна ω₁ та вторинна ω₂ обмотки рознесені по висоті магнітопроводу. Під час проходження струму по обмотках вини­кають магнітні потоки. Основна частина магнітних потоків замикається по стрижню магнітопроводу Ф_m , частина - по повітрю, створюючи потоки розсіювання Ф_p1 і Ф_p2. Останні наводять у транс­форматорі реактивну ЕРС, яка визначається індуктивним опором X_L..

Трансформатори зі збільшеним магнітним розсіюванням мають крутоспадну зовнішню вольт-амперну характеристику (рисунок 7.2). Крутиз­на падіння визначається індуктивним опором X_L .

У зварювальному трансформаторі ТДМ-ДІ7М для дугового зварювання, що регулюється в основному зміною шляху потоків розсіювання, це дося­гається розсуванням котушок по висоті магнітопроводу l . Типову структурну схему зварювального апарату типу ТДМ-ЗІ7M показано на рисунки 7.5.

Рисунок 7.4 - Схема трансформатора зі збільшеним магнітнім розсіюванням типу ТДМ-ЗІ7

Джерела зварювального струму працюють у режимах: холостого хо­ду, короткого замикання і навантаження.

Рисунок 7.5 - Структурна схема установки: Т - трансформатор; Д - дуга

7.3 Питання та завдання для самоперевірки

І) Які зовнішні вольт-амперні характеристики мають промислові джерела живлення?

2) Галузь застосування джерел живлення з жорсткими та спадними зовнішніми вольт-амперними характеристиками.

3) Вимірювальна апаратура: принцип дії, будова .

4) За якими основними параметрами класифікуються джерела зварю­вального струму?

5) Як здійснюється регулювання сили зварювального струму в пе­ретворювачі ПСО-300?

6) Для чого потрібна додаткова щітка на якорі генератора?

7) Призначення котушки намагнічування.

8) Для чого необхідне секціонування котушки розмагнічування?

9) Що собою являють трансформатори з підвищеним розсіюванням?

10) Що таке Х_L та від чого воно залежить?

11) Як здійснюється регулювання сили струму в трансформаторах із підвищеним розсіюванням?