Програма роботи. Лабораторна робота розрахована на 2 години аудиторних занять, під час яких вивчають призначення, будову

Лабораторна робота розрахована на 2 години аудиторних занять, під час яких вивчають призначення, будову, принцип роботи і порядок знімання характеристик випрямляча ВДУ – 506 У3.

4.3 Основні теоретичні положення. Опис устаткування

Універсальний зварювальний випрямляч ВДУ-506 УЗ призначений для комплектування зварювальних автоматів і напівавтоматів однопостового зварювання в середовищі вуглекислого газу та під флюсом, а також для зварювання порошковим дротом.

Випрямляч може бути використаний для роботи з маніпуляторами і зварювальними роботами, а також для ручного дугового зварювання покритими електродами.

Технічна характеристика зварювального випрямляча типу ВДУ – 506 У3:

Параметр	Значення
Номінальна напруга мережі трьохфазного змінного струму, В	220 або 380
Номінальний зварювальний струм, А
Первина потужність, кВА, не більше
Первинний струм, А
- при виконані на 220 В
- при виконані на 380 В
Вторинна напруга холостого ходу, В не більше
Номінальна робоча напруга, В
- для жорстких зовнішніх характеристик	18-50
- для спадаючих зовнішніх характеристик	22-46
Межі регулювання робочої напруги, В
- для жорстких зовнішніх характеристик	60-500
- для спадаючих зовнішніх характеристик	50-500
Межі регулювання зварювального струму, А
- для жорстких зовнішніх характеристик	60-500
- для спадаючих зовнішніх характеристик	50-500
Т В, %
ККД, %, не менше
Габаритні розміри, мм, не більше	830*620*1080
Маса, кг, не більше

Загальний вигляд випрямляча показано на рисунку 4.1.

1-колеса; 2-болт для заземлення; 3-щтепсельний роз"єм;

4-автоматичний вимикач; 5-ручки для переміщення; 7-тиристори;

8-вентилятор; 9-вітрове реле; 10-блок керування випрямляча;

11-трансформатор живлення кола керування; 12-реактор;

13-дросель; 14-силовий трансформатор; 15,30-струмові роз`єми зварювального кола; 16-роз`єм для підключення блоку керування; 17- роз`єми для підключення підігрівача газу; 18 - відсік для апаратури керування; 19-вольтметр: 20-амперметр; 21-перемикач місцевого та дистанційного керування; 24-тумблер вмикання зварювального кола; 25-тумблер попереднього встановлення напруги на жорстких характеристиках; 26-вимикач трансформатора; 27-кнопка "Стоп"; 27-кнопка "Пуск"; 29-сигнальна лампа; 31-шини для заземлення; 32-опорна скоба

Рисунок 4.1 - Загальний вигляд зварювального випрямляча ВДУ-506

Випрямляч забезпечує, при нормальній напрузі мережі, легке запалювання та стійке горіння дуги при будь-якому струмі, в межах регулювального діапазону, а також при підвищенні на 5 % і зниженій на 10 % напрузі мережі живлення, при падінні напруги в з’єднувальних проводах зварювального кола не більше 4 В.

. Випрямляч складається із силового трансформатора, силового блоку тиристорів, вирівнюючого реактора, дроселя в зварювальному колі, автоматичного вимикача мережі, блоку керування, електродвигуна з вентилятором. Випрямляч має нішу для розташування блоку керування напівавтоматом, трансформатор живлення кіл керування автомата, напівавтомата та підігрівача газу. Всі складові частини випрямляча змонтовані на візку і захищенні кожухом.

Випрямляч ВДУ-506 є універсальним і має спадаючі (кутоспадаючі) та жорсткі зовнішні характеристики. Живлення випрямляча проводиться від промислової трифазної мережі змінного струму.

Плавне регулювання зварювального струму, при спадаючих, і напруги, при жорстких зовнішніх характеристиках, здійснюється резистором на блоці керування (при місцевому регулюванні), а також на напівавтоматі або автоматі при дистанційному регулюванні.

Принципова електрична схема показана на рисунку 4.2.

Підключення мережі живлення здійснюється за допомогою роз’ємного з’єднання ХРІ з ємкісним фільтрами С_І … С₃ і резисторами R₁ … R₃ для захисту від радіоперешкод, які виникають при зварюванні.

Підключення випрямляча до мережі живлення і захист його від короткого замикання здійснюється автоматичним вимикачем QF, який розташований на задній стінці випрямляча.

Для під’єднaння зварювальний кaбелів на передній стінці є два затискачі: XS₅ з знакам “плюс” I XS₆ зі знакoм “мінус”.

На передній стінці розташовані: роз’єм XS₃ для підключення блоків керування автомата і роз’єм XS₄ для підключення підігрівача газу, який живиться від допоміжного трансформатора Т₂.

В верхній частині передньої стінки зліва розміщена ніша для встановлення блоку керування напівавтомата, який підключається до випрямляча через роз’єм, розміщений в середині ніші.

Під блоком керування випрямляча розміщенні: сигнальна лампа контролю напруги НІ, вимикач SA₁, трансформатор Т₂ живлення кіл керування напівавтомата, автомата та підігрівача газу, а також кнопки вмикання – вимикання випрямляча – “пуск” SB₇ і “стоп” SB₆.

Під кожухом в верхній частині випрямляча розміщенні запобіжники FV₁, FV₅ - для захисту трансформатора Т₂; FV₂, FV₃, FV₄ - для захисту двигуна вентилятора; FV₆, FV₇, FV₈ - для захисту допоміжного трансформатора Т₃ блоку керування випрямляча.

Силовий трансформатор Т₁ трьохфазний, магнітопровід із холоднокатаної електротехнічної сталі 3413.

Дросель в зварювальному колі L₂ має робочі і допоміжні обмотки В кола допоміжних обмоток ввімкнуті пристрої.

При роботі на спадаючих зовнішніх характеристиках перемикач SA₃ зєднує керуючі електроди тиристорів з їх катодами. Тиристори постійно закриті, допоміжні обмотки дроселя вимкнуті. При роботі на жорстких зовнішніх характеристиках на керуючі електроди тиристорів VS₇ i VS₈ постійно подається напруга від випрямлячів V₃₁, V₃₂. Тому тиристори відкриваються анодною напругою. Наведена в обмотках дроселя змінна е.р.с. і протікаючий по них струм керування забезпечує автоматичне зменшення індуктивності дроселя при роботі випрямляча на малих струмах і одержання додаткових піків струму, що дає можливість виконувати зварювання електродним дротом діаметром 1.2 мм на струмах від 60 А.

Вирівнюючий реактор L₁, осердя якого із холоднокатаної електротехнічної сталі 3413 має дві однакові напівобмотки.

Силовий випрямляючий блок складається із шести тиристорів VS₁ – VS₆ типу Т₁₆₁ – Т₁₆₀, зібраних за шестифазною схемою випрямлення з вирівнюючим реактором.

Вентиляція випрямляча повітряна, примусова. Нормальна робота системи вентиляції контролюється повітряним реле, яке має контакт SQ₈ в колі обмотки реле KV₃. При порушенні вентиляції пускач КМ₂, в колі якого знаходяться контакти реле, вимикає трансформатор Т_І від мережі.

Для захисту випрямляча від тривалого перевантаження магнітний пускач КМ₂ обладнаний тепловим реле КМ2 – FP.

Захист тиристорів від перенапруг здійснюється резисторноємкісним колом з R₅ і C₄. Підключення цього кола до відповідної пари тиристорів здійснюється діодним комутатором V₂₆–V₂₈. Конденсатор С₄ шунтований розрядним резистором R₄.

Блок керування випрямляча включає в себе: електронні плати А_І – формування напруги керування; А₂ – формування імпульсів керування тиристорами; допоміжний трифазний трансформатор Т₃; випрямляючі блоки з стабілітронами і ємкісними фільтрами.

На лицевій панелі блоку керування випрямляча розміщенні:

- резистор-регулятор струму-напруги RP₁₆;

- тумблер попереднього установлювання напруги на жорстких зовнішніх характеристиках SA₂;

- перемикач виду зовнішніх характеристик SA₃;

- перемикач місця керування (місцеве-дистанційне) SA₄;

- тумблер вмикання зварювального кола SA₅ при місцевому керуванні;

- вольтметр PV і амперметр PA для контролю режимів зварювання.

Крайнє ліве положення ручки резистора RP₁₆ блоку керування відповідає мінімальному значенню випрямлених напруги і струму зварювання. Повернення ручки за годинниковою стрілкою відповідає збільшенню зварювального струму і напруги.

Вмикання тумблера SA₂ дозволяє в поєднанні з RP₁₆ попередньо встановити робочу напругу при роботі на жорстких зовнішніх характеристиках.

При дистанційному керуванні з пульта автомату чи пальника напівавтомата резистор RP₁₆ і вимикач SA₅ вимкнуті.

Вмиканням автомату QF подається напруга на допоміжні кола, при цьому запалюється сигнальна лампа НІ. Натисканням кнопки SB₇ “Пуск” подається напруга на котушку пускача KMI; вмикається двигун вентилятора М; підключається трансформатор Т₃; спрацьовує вітрове реле SQ₈ в кола котушки проміжного реле KV₃. При натисканні вимикача SA₅ замикається коло котушки реле KV₃, яке своїми контактами подає напругу на котушку магнітного пускача КМ₂. Силовий трансформатор Т_І підключається до мережі. На виході випрямляча з’являється напруга. Вимикання випрямляча приводиться натисканням кнопки SB₆ ”Стоп”.

Так як у вторинній обмотці силового трансформатора відбувається подвоєння фаз, а напруги на них зміщені відносно одна одної на 60 С, то випрямлена напруга на виході випрямляючого блоку буде майже постійною з частотою пульсації 300 Гц. Блок керування здійснює фазове керування силовими тиристорами і завдяки цьому дає змогу формувати зовнішню характеристику випрямляча.

Зміна струму зварювання здійснюється регулюванням резистора перемикачами SA_3.2 i SA_3.3. Резистор RP₁₆ підключається паралельно до резисторів R₂₂, R₂₃, R₂₅. Зі зменшенням опору резистора RP₁₆ збільшується позитивний потенціал, який подається на вхід DA₂, збільшується напруга на виході підсилювача і зменшується струм зварювання. При роботі на спадаючих зовнішніх характеристиках контактами SA_3.2 i SA_3.3 паралельно до резистора R₂₅ вмикається резистор R₂₀. Це дає можливість забезпечити весь діапазон регулювання вихідної напруги випрямляча одним резистором RP₁₆.