Регулирование сварочного тока с помощью дросселей насыщения

Дроссель насыщения представляет из себя

Напряженность магнитного поля в сердечнике определяется как:

H» I _~ w_раб- I_у w_у / ℓ_ср

I_у w_у → H_у → H_к - напряжение критическое

              ↓

              напряжение упр-я

Если (I _~ w_раб- I_у w_у) > H_к· ℓ_ср , то индукцияне меняется и тогда рабочая обмотка дросселя не влияет на работу цепи, в которую она включена.

Если (I _~ w_раб- I_у w_у) < H_к· ℓ_ср – начинается перемагничивание сердечника, В» и рабочая обмотка имеет большое индуктивное сопротивление.

I _~ w_раб» I_у w_у считаем, что H_к» 0, тогда I _~» I_у w_у / w_раб

       А дальше идет выпрямление тока и в итоге получаем следующие внешние характеристики

Выпрямители для механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

       

   Для данного вида сварки используются выпрямители с жесткими или полого падающими внешними характеристиками и широкого диапазона регулирования входного напряжения. Сварка ведется на обратной полярности. ВС – 300, ВС – 600

   В этих выпрямителях используется трансформатор с магнитным рассеянием с секционированной первичной обмоткой.

 

 

Вторичное напряжение                           трансформатора              

Эти выпрямители позволяют получать напряжение от 18В до 50-60В

50В – ВС -300 – два переключателя

60 В – ВС – 600 – три переключателя

ВС – 300 – более приемлемый

ГР – 3 ст

ТР – 8 ст              = 24 ст – значения и напряжения

ГР – грубое регулирование – только при выключенном питании

ТР – тонкое регулирование – только без нагрузки, без сварки

ВС – 600 – 27 ступеней напряжения

Они надежны, дешевы, ломаться нечему.

ВГД – 303

   Широко используется для механизированной сварки. Формирование жесткой внешней характеристики, плавное регулирование и стабилизация сварочного напряжения осуществляется с помощью дросселя насыщения с самоподмагничиванием. Кроме того имеется ступенчатое регулирование напряжения путем присоединения первичной обмотки трансформатора.

   Регулирование напряжения с помощью дросселя насыщения

 

w_р – рабочая обмотка протекает ток

I_р – ток рабочий

w_у - обмотка управления

I_у – ток управления

 

В работе дросселя 2-а интервала:

- рабочий;

- управления.

К началу рабочего интервала I_у создает индукцию B_о, которая равна B_S< B_о < + B_S

B_S – индукция насыщения

К концу рабочего интервала получателем B_S

I_у -сравнительно не велик

I_у = 0       B= B_S

I_у = max   B = - B_S

cos a = 1 – (Q wр w / U_m) (B_S - B_о)

Q – площадь сечения магнитопровода дросселя

wр – число витков рабочей обмотки

w = 2¶f – частота круговая

U_d – выпрямленное напряжение на выходе

U_d≈ U_dо ∙ cos a = ¶/3 U_mcos a

Когда B_S = B_о, тогда cosa = 1 – режим насыщения будет проходить полный ток и U_d будет полное.

Когда - B_S = B_о тогда cosa = min и напряжение минимально

Как все это реализуется в выпрямителе ВГД -303

Блок-схема

               

 

   Первичная обмотка имеет отводы, трансформатор с малым магнитным рассеянием.

Сн – стабилизатор напряжения

VДI – вспомогательный выпрямитель

Две обмотки питания

ОУ – обмотка упр-ия ОСМ – обмотка смещенияМостовая схема выпрямления

 

                  Обмотка смещения включена встречно рабочей обмотке

   Чем больше I_у, тем больше выходное напряжение.

I_у = const т.к. стоит стабилизатор I_см. – будет меняться.

Чем больше угол включения a, тем меньше выпрямленное напряжение и наоборот.

U_d= ¶/3 U_mcosa, с уменьшением напряжения cos a автоматически увеличивается.

Ступенчатое регулирование напряжения обеспечивает при величины U_хх

Нет разрыва между ступенями.

                      

   Самая высокая ступень первая, самая низкая – третья.

ВСЖ – 303

   Выпрямитель выпускается на Украине.

Формирование жестких внешних характеристик с регулируемым наклоном плавное регулирование и стабилизация сварочного напряжения осуществляется с помощью трансформатора с магнитной коммутацией и автоматического транзисторного регулятора с обратной связью по сварочному напряжению и току.

 

НЯ – нижнее ярмо

СЯ – среднее ярмо               Подмагничиваются постоянным током с помощью

ВЯ – верхнее ярмо               обмоток упр-ия 1 и 2

 

w₂ (w₂ ¢ и w₂ ²) и w₁ – силовые обмотки

I_1у = max             ВЯ – насыщено, СЯ – ненасыщенно и магнитный поток идет через СЯ

I_2у = 0

Т.о. часть вторичной обмотки w _i как бы включено и мы получаем U_2min

I_1у = 0                     магнитный поток идет в ВЯ и получаем U_2max,

I_2у = max               т.к. работает вся вторичная обмотка

Блок-схема выпрямителя

 

А – транзисторный усилитель, имеющий релейную характеристику с двумя выводами.

БЗ – блок задания

ДТ – датчик тока

ДН – датчик напряжения

БК – блок коррекции

ОСН – обратная связь по напряжению

U_у1 и U_у2 – совместно одновременно не работают. Точность стабилизации ~ 1 В – очень чувствительная стабилизация.