Инверторные источники питания для электродуговой сварки

Таблица № 3

ООО НПЦ "ПромЭл-2000" уже три года рабо­тает на российском рынке. За это время разрабо­таны и запущены в серийное производство мало­габаритные инверторные сварочные аппараты, технические характеристики которых приведены в таблице № 2.

Разработаны и внедрены в производство так­же малогабаритные гальванические источники питания инверторного типа (таблица № 3).

Малогабаритные сварочные аппараты серии ВМЕ на основе высокочастотных транзисторных инверторов предназначены для высококачествен­ной ручной дуговой сварки покрытыми электрода­ми диаметром 1,6-6 мм током прямой и обратной полярности. Аппараты обеспечивают легкий поджиг, устойчивое горение и эластичность дуги, минимальное разбрызгивание металла, надежность и высокое качество сварных швов, сварку боль­шинства углеродистых, легированных и коррози­онно-стойких сталей. Их применение гарантирует безопасность работы согласно международным нормам IEC 974.

Соответствуя по основным параметрам свар­ки аналогичным зарубежным изделиям таких ве­дущих производителей, как Telwin, Fronius, EWM, аппараты серии ВМЕ имеют меньшие массу и га­баритные размеры, высокую продолжительность включения и значительно меньшую стоимость.

Силовые источники питания для сварки и в дальнейшем будут совершенствоваться, что рас­ширит их функциональные возможности.

2.2 Особенности работы сварочных инверторов от автономных источников питания

В последнее время возрастает применение автономных установок, оборудованных свароч­ными постами - передвижных ремонтных мас­терских, аварийных машин и т. п. В них на шасси установлена коробка отбора мощности с генера­тором или дизель-генератор и различные потре­бители, в том числе сварочные посты. Нередко предпочтение отдается инверторным сварочным аппаратам из-за их сравнительно высокого КПД (10-15 кВт при токе сварки до 250 А) и небольших габаритных размерах и массы. К сожалению, про­изводители подобных машин часто ограничива­ются подбором генератора и сварочных источни­ков исходя только из мощностных характеристик, что приводит к выходу из строя сварочных аппа­ратов, а нередко и самих генераторов.

При работе сварочных инверторов от авто­номных источников питания необходимо учиты­вать особенности и тех, и других. Так, при индук­тивной нагрузке (сварочный трансформатор) внешняя характеристика синхронного генератора имеет резко падающий характер, причем с умень­шением cosφ падение напряжения усиливается (рис 14, кривые 1, 2). При активно-емкостной на­грузке (сварочный инвертор) cosφ опережающий и с ростом потребляемого тока напряжение воз­растает тем сильнее, чем меньше cosφ (см рис 14, кривые 4, 5). При U = 0 (короткое замыкание) все характеристики пересекаются в одной точке, соот­ветствующей значению тока трехфазного корот­кого замыкания.

Поскольку в основном характер потребляемо­го тока активно-индуктивный, изготовители гене­раторов вводят дополнительную положительную обратную связь по току для компенсации падения напряжения на нагрузке, тес ростом тока в на­грузке генератор повышает напряжение.

Инверторные источники имеют емкостной ха­рактер нагрузки, поэтому с ростом тока напряже­ние возрастает, а наличие положительной обрат­ной связи по току приводит к еще большему росту напряжения. Результатом может быть выход из строя инвертора или самого генератора из-за пе­ренапряжений.

Структурная схема типичного инверторного сварочного источника приведена на рис 15. Трех­фазное напряжение выпрямляется выпрямите­лем В и сглаживается емкостным фильтром Сф. Инвертор И преобразует постоянное напряжение в переменное повышенной частоты, которое по­нижается трансформатором и выпрямляется вы­прямителем В и далее через индуктивный фильтр Сф поступает в нагрузку RH.

На рис. 16 приведены осциллограммы линейно­го напряжения на входе обычного инверторного источника (ток сварки 150 А) при питании от синхронного генератора АД-30 мощностью 30 кВт. Емкость конденсатора фильтра Сф равна 40 мкФ. Видно, что кривая линейного напряжения имеет значительные искажения, а амплитуда превыша­ет 700 В. Уменьшение емкости фильтра в 4 раза сни­жает амплитуду линейного напряжения до 610 В, но в кривой потребляемого тока появляется высоко­частотная составляющая, равная частоте инвер­тирования, что нежелательно.

Рис.14 - Внешние характеристики синхронного генератора

(3 -cos(φ= 1)

Рис.15 - Структурная схема инверторного сварочного источ­ника

Рис.16 - Линейное напряжение генератора АД-30: 1- холо­стой ход, 2 -при питании обычного инвертора

С ростом потребляемого тока возрастает дей­ствующее значение напряжения генератора, причем приращение напряжения зависит от соотно­шения потребляемой и номинальной мощностей генератора. Так, при питании четырех обычных сварочных инверторов с суммарной потребляе­мой мощностью 34 кВт от генератора БГ-100 оно составило 10 В, а при питании такого же числа ин­верторов от генератора БГ -60 - 40 В. При этом амплитудное значение линейного напряжения возросло от 540 до 696 В. Применение генератора БГ-30 обеспечивает нормальную работу только одного обычного инверторного источника без про­ведения дополнительных мероприятий.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14