Оборудование и приборы

1. Выпрямитель сварочный ВСЖ-303.

2. Балластные реостаты РБ-301.

3. Силовые контакторы КМ-600Д-В на токи 600А.

4. Амперметр постоянного тока с шунтом на 500А.

5. Вольтметр постоянного тока на 75…100 В.

6. Соединительные кабели.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией и электрической схемой выпрямителя ВСЖ-303.

Рис. 8.3. Принципиальная электрическая схема испытания пыпрямителя

Всж-303

2. Собрать схему испытания выпрямителя по рис. 8.3.

3. Снять и построить внешние характеристики выпрямителя U₂ =f(I₂ ) при трех положениях переключателейSAC1 иSA1 (положение резистораR9 НАКЛОН ХАРАКТЕРИСТИК фиксировано).

4. Снять и построить регулировочные характеристики выпрямителя

а) плавное регулирование напряжения потенциометром R3 РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ при постоянном сопротивлении нагрузки и фиксированном положении переключателейSAC1,SA1 и резистораR9 НАКЛОН ХАРАКТЕРИСТИК;

б) регулирование наклона внешних характеристик выпрямителя U2 =f(I₂) при постоянном положении переключателейSAC1,SA1 и потенциометраR3 РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ (внешние характеристики выпрямителя снимаются при трех различных положениях движка переменного резистораR9 НАКЛОН ХАРАКТЕРИСТИКдвух крайних и среднем).

5. По результатам опытов построить графические зависимости и проанализировать полученные результаты.

Контрольные вопросы

1. Как линейный дроссель в цепи сварочной дуги постоянного тока сглаживает пульсации сварочного тока?

2. Как линейный дроссель в цепи сварочной дуги постоянного тока уменьшает разбрызгивание металла при сварке плавящимся электродом?

3. Напряжение сети увеличилось (уменьшилось) до значения, большего (меньшего) номинальной величины. Как это возмущение повлияет на величину тока дуги, питаемой от выпрямителя ВСЖ-303? Приведите обоснование своего ответа.

Лабораторная работа 9 изучение конструкции и исследование работы установки удг-301-1

Цель работы: изучить конструкцию и принцип работы установки для аргоно - дуговой сварки на переменном токе, освоить методику компенсации постоянной состовляющей сварочного тока.

Основные сведения об устройстве и принципе работы установки удг-301-1

Установка УДГ-301-1 предназначена для ручной аргоно-дуговой сварки алюминия и его сплавов. Она может применяться также в качестве источника питания для автоматической сварки. Сварка осуществляется на переменном токе неплавящимся вольфрамовым электродом марки ВЛ-1А в среде аргона марки Б, ГОСТ 10157-73. Установка имеет водяное охлаждение; ее основные технические характеристики приведены в табл. 9.1.

Установка комплектуется двумя сварочными горелками: малой и средней.

Электрическая схема установки (см. инструкцию на установку) обеспечивает: зажигание дуги пробоем дугового промежутка высокочастотной искрой импульсного осциллятора (плата Е1); поддержание горения дуги с помощью импульсного стабилизатора (плата Е5); компенсацию постоянной составляющей сварочного тока (плата Е4), осуществляемую специальным полупроводниковым блоком (V3,V4); плавное регулирование сварочного тока с помощью тиристорного регулятора напряжения (плата Е1) путем подмагничивания шунта сварочного трансформатора; плавное снижение сварочного тока специальным устройством для заварки кратера (плата Е1); защиту элементов установки от напряжения высокой частоты, создаваемого осциллятором, с помощью индуктивно-емкостного фильтра; подачу защитного газа - аргона за 1…5 секунд до начала сварки и прекращение подачи газа через 5…30 секунд после ее окончания (плата Е2); включение и отключение сварки с помощью выключателя, установленного на горелке; отключение напряжения холостого хода сварочного трансформатора за время не более 1 с после обрыва дуги.

Т а б л и ц а 9.1

Технические данные установки УДГ-301-1

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальный сварочный ток, А	315
Номинальная потребляемая мощность:
силовой целью (однофазная), кВА	25
трехфазной цепью, кВт	0,5
Номинальное напряжение холостого хода, В	80
Номинальная продолжительность включения, ПВ, %	60
Продолжительность цикла сварки, мин.	10
Пределы регулирования сварочного тока, А	15-315
Диаметр вольфрамовых электродов, мм	0,8-6
Расход охлаждающей воды при давлении на входе 245 кПа, л/ч, не менее	75
Расход защитного газа, л/мин	5-10

Для подготовки установки к работе необходимо включить автоматический выключатель Q1, а затем нажатием кнопкиS2 на панели управления включить двигатель вентилятора.

Включение установки на сварку производится нажатием кнопки S6, расположенной на сварочной горелке. При этом на управляющий электрод тиристораVЕ3. Е2 поступает отпирающий импульс по цепи мостV3.Е4;S6; V5,С2,R6,V4 (Е2). При открывании тиристора К3.1 включается газовый клапанV1 и контактом К3.2 подготавливается цепь для самоблокировки на время отсчета выдержки времени «Газ после сварки». Выдержка времени «Газ до сварки» выполнена на пороговом элементе - однопереходном транзистореVE1.E2, между эмиттером которого и общим проводом схемы (провод 31) включен конденсатор С1. Зарядка конденсатора осуществляется от стабилизированого напряжения, снимаемого со стабилитронаV9.Е2 через резисторR1 и переменный резисторR24, установленный на блоке управления. После того как напряжение на конденсаторе С1 достигает порога срабатывания однопереходного транзистораVЕ1, последний открывается и конденсатор С1 разряжается по цепи управляющего электрода тиристораVЕ2. Е2. Тиристор открывается и включает реле К2, которое контактом К2.1 включает пускатель К6.

Пускатель К6 подключает сварочный трансформатор Т1 к сети и его вторичное напряжение по проводам 81 и 92 подается на схему управления осциллятором - стабилизатором (плата Е6). Через потенциометр R13, стабилитронV2, резисторR1 платы Е5 происходит заряд конденсатора С3.

После срабатывания однопереходного транзистора VE1 импульс разряда конденсатора С3 через развязывающий импульсный трансформатор Т1Д поступает на управляющий электрод тиристораV8.E5. ДиодV3.E5 позволяет заряжать конденсатор С3.Е5 только в тот полупериод, когда на изделии отрицательная полярность. Открываясь,тиристорV8.E5 замыкает цепь разряда конденсатора С8, предварительно заряженного через диодV10.E5 до напряжения 520В. Импульс разрядного тока конденсатора С8 проходит по цепи: левая обклатка С8-R12-С7- 3 (или через шунтирующий контакт реле К1.1) - правая обкладка СВ.

Так как реле К1 включено вторичным напряжением сварочного трансформатора и его контакт, шунтирующий вход повышающего автотрансформатора разомкнут, разряд конденсатора СВ приводит к появлению на зажимах 3 высоковольтного импульса. Это импульс заряжает конденсатор С6 до напряжения пробоя разрядника F2. С пробоем разрядника возникают высоковольтный высокочастотный затухающий импульс, который, прикладываясь к дуговому промежутку, ионизирует его и возбуждает дуговой разряд.

При возбуждении дуги вторичное напряжение сварочного трансформатора Т1Mпадает и реле К1 выключается, контакт К1.1 шунтирует вход высоковольтного автотрансформатора 3, при этом осцилляторный режим прекращается.

В дальнейшем разряд конденсатора СВ происходит на дуговой промежуток, обеспечивая стабильное поджигание дуги при положительной полярности на электроде с некоторым сдвигом во времени относительно нулевого значения сварочного тока. Время сдвига регулируется потенциометром R13.

Возникающая в процессе сварки алюминия и его сплавов постоянная состовляющая сварочного тока компенсируется полупроводниковым узлом, состоящим из силового диода V4 и тиристораV3. Величину постоянной составляющей регулируют потенциометромR6, изменяя момент открывания тиристораV3.

Регулирование сварочного тока и времени заварки кратера осуществляется следующим образом: при включении кнопки S6 на сварочной горелке происходит заряд конденсатора С3 платы Е1 черезR12 иV10. Е1. Напряжение заряда ограничивается стабилитрономV11.E1. Срабатывает реле К1.E1, включенное в эмиттерную цепь транзистораVE3.E1; контакт реле К1.1(Е1) подготавливает цепь питания реле К2 на время заварки кратера.

Через подстроечный резистор R4 подается напряжение на регулятор сварочного токаR3. Напряжение задания сR3 подается через цепочкуR3,V1 (платыE1) на заряд конденсатораC1.E1. При достижении напряжения на конденсатореC1.E1 порога срабатыванияVE2.E1 подается импульс на тиристорыE1;E2 через импульсный трансформатор Т4Д. При регулировании напряжения задания, снимаемого с потенциометраR3, осуществляется управление углом открывания тиристоровVE1,VE2 и соответственно средним значением напряжения и тока в обмотке подмагничивания шунта сварочного трансформатора, а следовательно, и сварочным током. ТранзисторVE1 платы Е1 является синхронизирующим и, открываясь, разряжает конденсаторC1.E1 в конце каждого полупериода, чтобы зарядC1.E1в каждый полупериод начинался с нуля.

При отключении кнопки S6 на сварочной горелке начинает разряжаться конденсатор С3 платыE1 черезR11.E1 и переменный резисторR5. По мере разряда конденсатора уменьшается задающее напряжение, снимаемое с регулятора сварочного токаR3, а следовательно, и сварочный ток.

При снижении напряжения на эмиттере VE3.E1 до величины отпускания релеK1.E1 последнее отключается и контактK1 (E1) отключает реле К2, которое в свою очередь отключает катушку контактора К6, а через него и сварочный трансформатор от питающей сети.

Время заварки кратера регулируется переменным резистором R5.

При выключении кнопки S6 схема платы Е2 питается только через контакты К4.2 и К3.2.

По истечении времени «Заварка кратера» реле K1.E1 отключается и транзисторVE6.E2 закрывается, т.к. перестает поступать с провода № 35 положительное напряжение на его базу.

Начинается заряд конденсатора С6. Е2 по цепи R20;R13.E2.

Время заряда регулируется переменным резистором R20 «Газ после сварки». При пороговом значении напряжения на конденсаторе С6 открывается однопереходный транзисторVE4.E2 и подается управляющий импульс на тиристорVE5.E2.

Тиристор открывается, и напряжение конденсатора С3.Е2 через резистор R16.Е2 прикладывается к тиристоруVE3.E2, запирая его. Реле К3 при этом отключается, и его контакт К3.2 снимает напряжение со всей схемы.

Если при включении сварочного трансформатора дуга не возбудится в течение времени 0,9с, то успевает зарядиться конденсатор C1.E3 до порога срабатыванияVE1.E3, при этом открывается тиристорVE2.E3. Реле К4 включается и отключает реле К2, которое в свою очереть отключает сварочный трансформатор.

Включение сварки возможно по истечении времени, определяемого зарядом конденсатора C5.E3 (9с). При этом открывается тиристорVE4.E3, а тиристорVE2.E3 запирается. Реле К4 отключается; и сварочный цикл возобновляется.

Включение установки в сеть и ее защита от коротких замыканий осуществляется автоматическим включателем Q1, расположенным на задней стенке.

Сварочный трансформатор - однофазный понижающий с подмагничиваемым шунтом. Дроссель 2 служит для расширения диапозонов регулирования сварочного тока в сторону малых токов. При его включении последовательно со вторичной обмоткой сварочного трансформатора ток может регулироваться в пределах от 15 до 25 А.

Ступенчатый переключатель режимов S3 смонтирован на задней панели установки и переключает обмотки сварочного трансформатора.