Устройство сварочного выпрямителя кратко

Обновлено: 28.06.2024

При выполнении сварочных работ важную роль играет обеспечение условий, в которых образуется ровный, аккуратный, прочный шов и сводится к минимуму разбрызгивание металла. Для создания именно таких условий служит сварочный выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный.

В этом аппарате, состоящем из нескольких блоков, осуществляется выпрямление входного переменного тока, снижение напряжения и увеличение силы тока до необходимого значения.

Устройство, назначение и принцип работы сварочного выпрямителя

Производители предлагают несколько конструктивных схем аппаратов, но их главные компоненты одинаковы.

Как устроен сварочный выпрямитель – основные составные части:

понижающий трансформатор;
полупроводниковые элементы – диоды;
охлаждающий блок;
регуляторы электротока;
измерительные устройства.

Основные этапы преобразования тока, поступающего в аппарат:

На первичную обмотку понижающего трансформатора поступает переменный одно- или трехфазный питающий ток.
На вторичной обмотке, благодаря электромагнитной индукции, генерируется ток со сниженным значением напряжения и силой тока, повышенной до требуемого значения.
Переменный ток с новыми параметрами поступает на выпрямительный блок, состоящий из полупроводниковых элементов.
В сварочную зону подается постоянный ток с нужными параметрами. Для контроля силы тока и значения напряжения в составе сварочного выпрямителя предусмотрены амперметр и вольтметр.

При эксплуатации полупроводниковые элементы (диоды) нагреваются, поэтому для их охлаждения устанавливаются специальные радиаторы и вентилятор. Во время функционирования аппарата диоды постоянно охлаждаются воздушным потоком, что значительно продлевает беспрерывный период функционирования выпрямителя. В современных моделях устанавливаются датчики перегрева, которые дают сигнал на отключение возможности сварки при перегреве аппарата.

Для настройки требуемой силы тока предусмотрено несколько режимов регулировки:

Витковая. Осуществляется в аппаратах с секционированными обмотками, входящими в устройство сварочного выпрямителя.
Фазовая. Осуществляется с использованием тиристоров.
Импульсная – широтная, частотная и амплитудная. Применяется в преобразователях с транзисторным регулятором или в инверторных моделях.
Магнитная. Осуществляется благодаря присутствию в схеме сварочного выпрямителя дросселя насыщения, смонтированного между блоком выпрямления и понижающим трансформатором. Дроссель – это несколько катушек, через которые пропускается напряжение. При переключении рычага изменяется путь прохождения тока, а следовательно, его сила.

Преимущества и недостатки применения сварочных выпрямителей

Сварочный выпрямитель имеет ряд достоинств, по сравнению с традиционным сварочным трансформатором, от которого он отличается наличием выпрямительного блока.

более стабильная дуга;
минимальное разбрызгивание металлического расплава;
качественная поверхность шва;
возможность качественной сварки легированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе.

чувствительность к колебаниям напряжения в электрической сети;
быстрый выход из строя при КЗ в сети;
чувствительность к условиям окружающей среды – высокой влажности и запыленности.

Для чего служит сварочный выпрямитель?

Преобразователь с блоком-выпрямителем используется как для сварки, так и для резки металлов.

Для каких видов сварки эффективны сварочные выпрямители:

толщина свариваемых заготовок с разделкой кромок – 1-50 мм, конкретная минимальная и максимальная толщина зависит от возможностей аппарата-преобразователя;
при использовании плавящихся электродов с сечением 2-6 мм;
при работе неплавящимися электродами – угольными и вольфрамовыми;
свариваемые металлы – нелегированная и легированная сталь, чугун, цветные металлы и сплавы на их основе.

Виды сварочных выпрямителей по количеству фаз

В зависимости от числа фаз первичного тока питания различают одно- и трехфазные преобразователи. Однофазные модели, работающие от бытовой электросети переменного тока с напряжением 220 В, имеют небольшую и среднюю мощность. В основном применяются в бытовых целях. Имеют однополупериодное или двухполупериодное выпрямительное устройство (мостовое или с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора). Двухполупериодные устройства имеют большую мощность и КПД, по сравнению с однополупериодными. Наиболее популярны двухполупериодные мостовые модели, состоящие из понижающего трансформатора и четырех диодов, сформированных в диодный мост.

Трехфазные аппараты, бывающие одно- и многопостовыми, работают от сети напряжением 380 В, имеют среднюю и большую мощность, эффективны для сварки и резки металлов значительной толщины.

Типы сварочных выпрямителей – одно- и многопостовые

В зависимости от модели выпрямительного аппарата, к нему могут подключаться один или несколько сварочных кабелей.

Описание однопостового сварочного выпрямителя

Однопостовые аппараты, к которым может подключаться только один сварочный кабель, используются для выполнения работ небольших объемов. Это компактное устройство, обладающее невысокой мощностью, чаще всего используется в бытовых целях или в небольших мастерских. Имеет небольшие размеры и массу, поэтому его легко перемещать на новые рабочие места. В конструкции современных аппаратов предусмотрены защиты от перегрева и слишком высокого напряжения. В помещениях с естественной вентиляцией часто используются выпрямительные устройства серии ВД.

Однопостовые аппараты работают от одно- или трехфазного тока. Для бытовых целей обычно используются однофазные модели.

Характеристики многопостовых сварочных выпрямителей

Многопостовые аппараты востребованы для ручной и механизированной сварки. Модели для ручной сварки серии ВДМ имеют несложную конструкцию. Управление силой тока осуществляется балластными реостатами. Такие выпрямители часто используются при организации систем, питающихся от общецехового магистрального шинопровода. Отличаются стабильной выходной вольтамперной характеристикой.

Многопостовые аппараты для механизированной сварки могут обслуживать до 30 рабочих мест сварщиков. Применяются для наплавки и сваривания под флюсом. Взаимное влияние постов друг на друга исключено.

Подготовка к эксплуатации и эксплуатационные условия для сварочных выпрямителей

Эксплуатацию выпрямительных аппаратов можно начинать только после тщательного изучения сопроводительной документации, в которой изложена информация об устройстве модели, допустимых условиях работы, правилах безопасности. Перед использованием устройство очищается от пыли, заземляется и проверяется в соответствии с инструкцией.

Установку, подключение к электросети и регулировку должен осуществлять электромонтажник с третьей и выше группой электробезопасности. Сварочные работы может вести сварщик, прошедший обучение по использованию аппарата, имеющий удостоверение на право сварки и группу электробезопасности вторую и выше.

Поскольку сварочные выпрямительные устройства чувствительны к качеству питающего тока, в сетях с нестабильным электроснабжением их подключают через источники бесперебойного питания (ИБП) соответствующей мощности. Также следует контролировать уровни запыленности и влажности, максимальный уровень которых указывается в техдокументации.

Обслуживание и ремонт сварочных выпрямителей

Для обеспечения бесперебойной работы выпрямительное устройство нуждается в периодическом техобслуживании и своевременном ремонте. Перед эксплуатацией необходимо проверить надежность заземления. Обязательное условие – наличие защитного кожуха.

Основные этапы технического обслуживания:

контроль целостности изоляции всех конструктивных элементов, находящихся под напряжением;
обследование прочности фиксации клемм;
удаление пыли и загрязнений с внутренних механизмов.

Распространенными неисправностями, требующими незамедлительного ремонта, являются появление гула и перегрев устройства.

Вероятные причины этих проблем:

неправильно подобранная крыльчатка вентилятора;
заклинивание вала вентилятора;
замыкание первичной обмотки понижающего трансформатора;
нарушение изоляции токоведущих частей.

Падение выходного напряжения ниже заданного значения может произойти из-за обрыва вторичной обмотки или замыкания витков. Одной из причин выхода из строя оборудования является поломка выпрямительного диодного моста.

Если напряжение холостого хода и рабочего режима нестабильно, то необходимо проверить:

ручку регулятора;
предохранители первичной обмотки;
устойчивость фиксации клемм пускателя.

Для ремонта выпрямителей требуются определенные знания и навыки, поэтому диагностику и восстановление рабочих характеристик аппаратов рекомендуется доверить работникам специализированного сервис-центра.

Среди различных аппаратов для электродуговой сварки выделяются устройства, способные не только повышать силу тока, необходимую для плавления кромок металлов, но и выравнивать переменную частоту напряжения до постоянного значения. Это позволяет лучше формировать швы, уменьшает разбрызгивание жидкого металла, и дает более прочное соединение. Называется такой агрегат — сварочный выпрямитель. Как он устроен и за счет чего происходит преобразование тока? Какие разновидности аппаратов существуют?

Выпрямитель — что это такое?

Сварочный выпрямитель — это аппарат, состоящий из нескольких блоков, в которых входящее напряжение понижается ( V ) , и преобразовывается. Одновременно увеличивается величина А. В результате, на выходе получается постоянный ток достаточной силы, чтобы производить сварку стали и цветных металлов.

К выходящим клеммам устройства подсоединяются два кабеля (+ и -), один из которых крепится к свариваемому изделию, а второй заканчивается держателем или горелкой. В зависимости от конкретного полюса крепления к свариваемым частям определяется полярность и режим выполнения работы. Сварка происходит за счет замыкания дуги между соединяемой поверхностью и концом плавящегося электрода.

Преимущества использования

Эксплуатация выпрямителей в производстве при сварочных процессах дает несколько преимуществ перед обычными трансформаторами:

более стабильное горение дуги;
малое количество брызг расплавленного присадочного и основного металла;
ровная поверхность шва с мелким чешуйчатым рисунком;
лучшая свариваемость цветных и легированных металлов;
экономия расходных материалов.

Применение выпрямителей

Устройства с постоянным током большой силы позволяют проводить сварочные работы покрытыми электродами на многих видах стали. В зависимости от возможностей регулировки, некоторые агрегаты способны сваривать металлы до 50 мм толщины (с разделкой кромок). При обратной регулировке выпрямителя, сварщик способен выполнять соединения на тонких изделиях с толщиной стенки 1 мм.

Сварочное устройство способно плавить как кромки основного металла, так и стержни электродов. Диаметр последних бывает от 2 до 6 мм. Кроме покрытых электродов выпрямители могут работать с присадочной проволокой, подающейся с катушки. Для этого их активно внедряют в полуавтоматы.

Преобразователи сварочного тока используются и для сварки неплавящимися электродами (вольфрамовыми, угольными). В этом случае сварочную ванну защищают инертными газами, подающимися в горелку через кабель-канал. Так, используя сварочный выпрямитель, можно сваривать чугун, нержавейку, и малоуглеродистую сталь.

Кроме сварки, агрегаты применяются для разрезания металлов электрической дугой. Данное действие возможно благодаря увеличению силы тока, которая прожигает сталь, не позволяя краям отверстия сходиться вновь. В отличие от трансформаторов, преобразователи с постоянным током позволяют экономить электроды при одинаковом объеме работ.

Устройство и принцип работы

Устройство сварочного выпрямителя включает в себя несколько блоков, обеспечивающих выполнение рабочего процесса. Основные элементы агрегата следующие:

понижающий трансформатор;
диоды;
охлаждающий модуль;
измерительные приборы;
регуляторы тока.

Принцип работы выпрямителя заключается в подаче перемененного тока на первичную обмотку понижающего трансформатора. За счет электромагнитной индукции на вторичной обмотке создается поток напряжения с уменьшенным значением V, и возросшей силой тока А. Холостой ход работы аппарата не должен превышать 48 V.

Это напряжение поступает на диоды. В качестве последних используются кремниевые элементы. Диод является полупроводником, обеспечивающим прохождение тока только в одну сторону. Это устраняет колебание его частоты и в зону сварки подается уже постоянное напряжение.

Поскольку диоды при этом нагреваются, то рядом с ними располагаются радиаторы и вентилятор. Постоянный обдув холодным воздухом позволяет увеличить продолжительность активной работы устройства, без перерыва на охлаждение. Для контроля характеристик тока в систему устанавливаются амперметр и вольтметр. Многие модели снабжаются датчиком перегрева. При превышении показателей V срабатывает блок защиты, отключающий возможность сварки. Чтобы настраивать силу тока в соответствии с толщиной свариваемого соединения используется несколько видов регулировки.

Способы регулировки тока в выпрямителях

Кроме грубой регулировки, воздействующей на трансформатор, в выпрямителях применяется тонкая настройка при помощи дросселя насыщения. Он устанавливается между кремниевыми диодами (выпрямляющим блоком) и понижающим трансформатором. Дроссель представляет собой ряд катушек, через которые проходит напряжение. Переключая рычаг управления, изменяется длина пути тока в обмотках и его сила.

Большинство моделей преобразователя имеет рукоятку на крышке корпуса, которая приводит в движение винтовой вал и платформу со вторичной обмоткой трансформатора. Изменение расстояния между обмотками также служит способом регулировки силы тока.

Самым эффективным для изменения сварочного напряжения является тиристорный блок. Его внедрение в схему позволяет контролировать длину подачи напряжения и его воздействие на металл. Благодаря тиристорам можно моделировать жесткую, пологопадающую и крутопадающую характеристики тока.

Разновидности аппаратов

Выпрямители для сварки имеют несколько разновидностей по типу подключения диодов и параметрам входящего напряжения. Их можно разделить на:

однофазные (с однополупериодной конструкцией, полумостовой и полномостовой);
двухфазные (с последовательным и параллельным подключением мостов);
трехфазные (с количеством от 6 до 12 диодов в параллельных и последовательных схемах).

Из часто встречающихся на производстве выпрямителей применяют трехфазные модели, позволяющие работать с металлами разной толщины, и выполнять не только сварку, но и резку материалов. Встречаются и многопостовые аппараты, дающие возможность подсоединять к ним до шести электрододержателей одновременно. Чтобы обеспечить индивидуальные условия для каждого рабочего, в схему включают защиту от индукции и балластный реостат, для регулировки тока на месте.

В быту выпрямители применяются в составе сварочных инверторов. В этих аппаратах понижающий трансформатор изменяет силу тока, после чего выпрямляющий блок производит постоянное напряжение. Далее оно преобразуется обратно в переменное, но с очень высокой частотой. И хотя сварка такими устройствами выполняется на переменном токе, благодаря его модернизации, получаются качественные и ровные швы. Инверторы отличаются компактностью и легкостью.

Обслуживание и ремонт

Чтобы выпрямитель для сварки хорошо работал, требуется проводить грамотное обслуживание аппарата и своевременный ремонт. В первое, включается проверка всех токопроводящих частей на сохранность изоляции, надежность крепления клемм, и удаление пыли с внутренних элементов. Перед введением в эксплуатацию аппарат должен быть заземлен. Винт для регулировки хода вторичной обмотки требуется периодически смазывать. Запрещается работать с выпрямителем без защитного кожуха.

Из самых частых поломок встречается перегрев и сильный гул аппарата. Если наблюдаются такие симптомы, то это может означать:

крыльчатка вентилятора не соответствует требуемой величине и ее необходимо заменить;
заклинил вал вентилятора охлаждения;
замкнула первичная обмотка трансформатора, которую следует перемотать;
нарушена изоляция листов сердечника или его шпилек.

Среди других распространенных поломок выпрямителя требующих ремонта — понижение выходного напряжения. Это могло произойти из-за замыкания или обрыва во вторичной обмотке. Если магнитный пускатель включается на одну секунду и отключается, то причина кроется в неработающем диоде, или замыкании тока на кожух аппарата.

Выпрямитель позволяет производить сварочные работы с получением более качественных швов на различных металлах. Благодаря преобразованию тока от трансформатора в постоянное напряжение, возможна сварка и резка устойчивой дугой, и экономией расходных материалов.

Для соединения металлических элементов могут применяться самые различные методы, среди которых отметим сварку. Сваривание металлов и сплавов проводится на протяжении последних нескольких десятилетий. Подобное неразъемное соединение можно получить при применении специального оборудования и материалов: сварочного аппарата, электродов, выпрямителя. Сварочный выпрямитель – устройство, предназначенное для формирования постоянного напряжения. Преобразовывая переменный ток в постоянный, можно обеспечить благоприятные условия для проведения сварочных работ, так как уменьшается степень разбрызгивания расплавленного металла. Рассмотрим все подробности данного аппарата подробнее.

Применение выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата – устройство, которое состоит из нескольких блоков для преобразования и выпрямления входящего напряжения. При работе устройство также повышает показатель силы тока, за счет чего обеспечиваются наиболее благоприятные условия. Назначение сварочного выпрямителя заключается в генерации постоянного тока с высоким значением А.

Рассматривая применение сварочного выпрямителя следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

Устройство позволяет проводить сварочные работы при применении электродов, покрытых различными веществами. За счет использования электродов с покрытием, дуга становится более устойчивой, что обеспечивает благоприятные условия для получения качественного шва.
В продаже встречаются аппараты, которые могут применяться для сваривания металлов толщиной до 50 мм. Регулировка показателей тока позволяет также проводить работы с металлом толщиной стенок около 1мм. Этот момент определяет, что сварочные выпрямители существенно расширяют область применения аппаратов для сварки.
Сварочное устройство может применяться для плавки кромки обрабатываемого металла или стержня применяемого электрода.
Многие модели могут использоваться для работы с присадочной проволокой. Кроме этого, они практически незаменимы при применении неплавящихся электродов, к примеру, покрытие которых изготавливается из вольфрама.
При применении сварочного выпрямителя можно проводить соединение элементов, которые изготавливаются из нержавеющей стали, чугуна, малоуглеродистой стали или других сплавов.
Кроме сварочных работ, с применением рассматриваемого аппарата можно выполнять резку металлов. Для этого проводится существенное увеличение показателя силы тока, дуга прожигает металл.

Если сравнивать с ранее применяемыми трансформаторами, выпрямители способны существенно снизить расход электродов. Сегодня они довольно часто встраиваются в сварочные аппараты, но можно приобрести и подключаемые вариант исполнения.

Внешний вид сварочного выпрямителя

Применяется устройство достаточно просто, подходит оно для самых различных случаев работы. К особенностям использования отнесем нижеприведенные моменты:

Устройство, как правило, имеет две клеммы.
Одна клемма предназначена для подключения к обрабатываемому изделию, а вторая присоединяется к держателю.
В зависимости от конкретного полюса определяется полярность, а также наиболее подходящие режимы работы.

Сваривание металла происходит при образовании дуги между обрабатываемой поверхности и применяемым электродом. Процесс относительно прост, но даже при применении сварочного выпрямителя могут возникнуть некоторые трудности при работе, и только при наличии определенных знаний, навыков и опыта сварщик может получить качественный шов.

Устройство и принцип работы

Классическая конструкция представлена сочетанием нескольких устройств, которые и обеспечивают контроль показателей тока. Основными блоками можно назвать:

диоды;
понижающий трансформатор;
охлаждающую систему, которая зачастую представлена вентилятором;
приборы для измерения показателя тока;
регуляторы различного типа.

Устройство сварочного выпрямителя позволяет с высокой точностью проводить регулировку показателей тока. В отличие от конструкции трансформатора оно может не только увеличивать силу тока, но и делать показатель постоянным, за счет чего и обеспечивается высокая устойчивость дуги.

Устройство сварочного выпрямителя

Принцип работы сварочного выпрямителя имеет следующие особенности:

Создать выпрямитель сварочного аппарата своими руками достаточно сложно, так как для этого нужно владеть определенными навыками работы с электротехникой. Промышленные варианты исполнения обладают высокой точностью работы и надежностью, что определят их высокую популярность.

При выборе устройства следует уделить внимание тому, что оно может иметь несколько различных элементов регулировки напряжения подаваемого тока.

К особенностям устанавливаемых устройств регулировки отнесем нижеприведенные моменты:

В большинстве случаев регулировка ступенчатая. Она представлена секционным подключением обмотки.
При ступенчатой регулировке имеет значение шаг. Для управления секционным подключением обмотки устанавливается рычаг.
Большинство моделей для использования сильных токов имеют конструкцию, которая предусматривает отсекание части обмотки. За счет этого ток подается по короткой схеме.

Приведенная выше настройка достаточно грубая. Встречаются модели с тонкой настройкой, которая основана на применении метода дроссельного насыщения: устанавливается устройство между двумя кремневыми диодами и понижающим трансформатором. Дроссель – конструкция, представленная сочетанием нескольких катушек, через которые во время работы оборудования также подается ток. За счет переключения позиции регулятора изменяется и длина пути обмотки.

Наиболее высокой эффективностью характеризуется работа теристорного блока. Этот элемент включается в конструкцию сварочного выпрямителя для обеспечения наиболее точной регулировки силы тока. За счет применения теристора можно выставить самые различные характеристики тока.

Большинство моделей имеет большую рукоятку на корпусе, за счет движения которой приводится в движение винтовой вал со вторичной обмоткой трансформатора. За счет изменения ее положения также регулируется протяженность пути, который преодолевает ток. Однако подобная настройка также характеризуется низкой точностью.

Схема сварочного выпрямителя

Практически все сварочные выпрямители имеют блок управления в виде сочетания различных рычагов и выключателей. За счет изменения их положения проводится регулировка характеристик подаваемого тока.

Разновидности аппаратов

В продаже встречается просто огромное количество разновидностей рассматриваемого оборудования, все они имеют свои определенные достоинства и недостатки. Классификация промышленных сварочных выпрямителей проводится следующим образом:

однофазный;
двухфазный;
трехфазный.

Выпрямитель для проведения ручной дуговой сварки трехфазного типа состоит из 6-12 диодов, которые зачастую подключаются параллельно. Двухфазные характеризуются параллельным и последовательным подключением мостов.

Управляемый и неуправляемый выпрямители

Кроме этого, классификация может проводится по следующим критериям:

Сила тока на выходе. С увеличением этого показателя существенно повышается толщина обрабатываемого металла. Если устройство выдает небольшой ток, то можно будет проводить обработку тонких элементов. Также слишком высокий показатель силы тока позволяет применять сварочный аппарат для проведения резки металла.
Точность регулировки. Как ранее было отмечено, выпрямитель может использоваться для установки самых различных параметров тока. Чем выше показатель точности регулировки, тем более оптимальные условия для работы может себе обеспечить мастер.
Количество выходов для подключения. Сложное сварочное оборудование может применяться для одновременного подключения нескольких держателей для электродов. Подобная модель может понадобиться в том случае, когда работу поблизости одновременно выполняют несколько сварщиков. Однако, за счет усложнения конструкции она становится больше и дороже.
Эффективность охлаждения. Недорогие модели предназначены для бытового применения, так как могут эксплуатироваться на протяжении короткого промежутка времени. Это связано с тем, что конструкция не имеет эффективной системы охлаждения. Профессиональное оборудование может использоваться для сварки на протяжении длительного периода.
Размеры конструкции. Как правило, сварочные работы проводятся на выезде. Доставка всей аппаратуры может быть затруднена в случае, если оно имеет большой вес и габаритные размеры. В продаже встречаются компактные модели, которые просты в транспортировке.

В целом можно сказать, что выбор сварочного выпрямителя – достаточно сложная задача. При выборе учитывается то, при каких условиях будут проводиться работы.

Большой популярностью пользуются модели трехфазного типа. Это связано с тем, что они могут применяться для работы с металлом самой различной толщины. Однопостовой выпрямитель больше всего подходить для бытового применения, так как применяется при использовании только одного держателя электродов. В продаже есть и модели, которые позволяют подключать одновременно сразу несколько электрододержателей.

Универсальные современные сварочные выпрямители выпускаются достаточно большим количеством различных производителей. Марки во многом определяют качество сборки, срок службы и стоимость оборудования.

Для бытового применения подходить инверторный выпрямитель. Подобные модели можно охарактеризовать следующим образом:

За понижение напряжения отвечает трансформатор.
Устанавливается выпрямляющий блок, который отвечает за подачу постоянного напряжения.
Далее проводится преобразование в переменное электричество с высоким показателем частоты.

Подобное оборудование предусматривает использование переменного тока. Однако за счет существенного увеличения частоты подаваемого тока есть возможность применять инверторный выпрямитель для получения соединительных швов высокого качества. За счет существенного упрощения конструкции инверторы имеют относительно небольшие размеры, а также просты в эксплуатации.

Плюсы и минусы оборудования

Как ранее было отмечено, при работе вместо выпрямителя может также использоваться трансформатор. Преимуществами сварочного выпрямителя назовем нижеприведенные моменты:

Можно получить более стабильную дугу. Во время выполнения сварочных работ характеристики получаемой дуги во многом определяют качество шва. Рассматриваемое оборудование характеризуется тем, что обеспечивает более стабильное горение дуги. Именно поэтому в последнее время оно получило широкое распространение.
Преимущества сварочного выпрямителя также заключаются в том, что после проведения работы получается ровный шов с мелким чешуйчатым рисунком. За счет этого существенно расширили область применения подобного оборудования.
Низкая склонность к образованию брызг расплавленного металла существенно упрощает поставленную задачу и повышает качество получаемого результата.
Высокая степень экономичности. Как ранее было отмечено, применение рассматриваемого оборудования позволяет существенно снизить скорость плавки электрода.

Кроме этого, сварочный выпрямитель в большей степени подходит для соединения цветных и легированных металлов, которые могут обладать различными эксплуатационными качествами.

Недостатки сварочных выпрямителей во многом связаны с его довольно высокой стоимостью и необходимостью в транспортировке. Стоит учитывать, что для обеспечения длительного срока службы устройства следует уделять внимание его состоянию перед каждым использованием. Обслуживание предусматривает:

Проверку надежности фиксации используемых клемм.
Удаление накопившейся пыли.
Проверку изоляции всех токопроводящих элементов.

Что касается частых поломок, то зачастую их признаками становятся сильный гул во время работы устройства или его нагрев. При наблюдении подобных симптомов следует проверить состояние устройства, так как причинами их появления может стать:

Деформация или полная остановка вентилятора охлаждающей системы. Стоит учитывать, что неправильная работа охлаждающей системы может привести к серьезным проблемам.
Замыкание первичной обмотки или нарушение изоляции листов сердечника.
Снижение выходного напряжение происходить из-за замыкания или обрыва во вторичной обмотке.

В заключение отметим, что современные выпрямители позволяют получать качественные швы при соединении различных металлов. Большое количество положительных качеств определило обширное распространение устройства. В продаже встречаются самые различные варианты исполнения, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами.

Принцип работы многих видов сварочного оборудования основан на применении постоянного тока. Для того чтобы такие аппараты могли работать от электросети, которая, как известно, является источником тока переменного, их оснащают специальными устройствами, называемыми выпрямителями. Как устроен современный выпрямитель тока и какие его разновидности применяются сегодня в быту и промышленности – эти вопросы станут предметом нашего разговора.

Принцип работы прибора
Виды и их особенности
Назначения и классификация устройств
Необходимые характеристики

Принцип действия прибора

В любом выпрямителе, независимо от его типа, применяются полупроводниковые элементы, свойства которых и обеспечивают преобразование переменного в постоянный. Будучи изготовленными из особых материалов, например, кристаллизированного германия или кремния с добавлением легирующих компонентов, эти элементы обладают способностью проводить ток только в одном направлении.

Смотрим видео о устройстве прибора:

В современных выпрямителях переменного потока применяют три типа полупроводниковых деталей:

Самый простой вариант полупроводникового элемента. Имеет два вывода, которые называются анодом и катодом. Функция диода в электрической схеме аналогична функции обратного клапана в системе трубопроводов: элемент пропускает электроток, направленный от анода к катоду, и закрывается, как только направление тока меняется на обратное.

Главными характеристиками диодов являются:

Максимальный ток;
Максимальное напряжение, которое удерживает запертый диод (в случае превышения допустимой величины будет иметь место пробой диода, при котором ток пойдет через элемент в обратном направлении);
Быстродействие или, иначе говоря, время, которое необходимо диоду для того, чтобы закрыться: от этой характеристики будет зависеть, с токами какой частоты сможет работать элемент;
Доля потерь электроэнергии, которая рассеивается в виде тепла.

Этот элемент устроен похожим образом, но кроме анода и катода он имеет управляющий электрод, по которому можно передавать сигнал на открытие или закрытие. Этим обусловлено второе название тиристора – управляемый диод.

Смотрим видео, простое зарядное устройство на тиристоре:

Перечень характеристик у тиристоров такой же, как у диодов, только к нему добавлены параметры управляющего сигнала. Часто в электротехнике диоды и тиристоры называют полупроводниковыми вентилями.

Этот полупроводниковый элемент позволяет с помощью маломощного управляющего сигнала осуществлять гибкое управление величиной пропускаемого тока большой мощности и его напряжением.

Самой простой версией однофазного полупроводникового выпрямителя является так называемый диодный мост:

Как видно, независимо от направления действия электродвижущей силы в источнике переменного, электрический ток на нагрузке всегда будет направлен в одну и ту же сторону. Одним из основных Недостатков данной схемы является пульсирующий вид выпрямленного тока, поэтому даже самые простые выпрямители не могут работать без применения сглаживающих конденсаторных фильтров.

Следует отметить, что сварочным выпрямителем называют не сам выпрямитель в чистом виде, а устройство, способное выдавать стабильный постоянный ток большой силы, который необходим для проведения сварочных работ.

Поэтому в этих приборах помимо непосредственно выпрямителя имеется еще и трансформатор. Кроме того, они могут оснащаться всевозможными фильтрами, управляющими платами, защитной и измерительной аппаратурой.

Если сравнивать сварочные выпрямители с преобразователями, то можно выделить несколько преимуществ:

Устройство сварочные оборудования

Применение выпрямителя обеспечивает более стабильную электроразрядную дугу;

Устройство и принцип работы

диоды;
понижающий трансформатор;
охлаждающую систему, которая зачастую представлена вентилятором;
приборы для измерения показателя тока;
регуляторы различного типа.

Устройство сварочного выпрямителя

Принцип работы сварочного выпрямителя имеет следующие особенности:

При выборе устройства следует уделить внимание тому, что оно может иметь несколько различных элементов регулировки напряжения подаваемого тока.

К особенностям устанавливаемых устройств регулировки отнесем нижеприведенные моменты:

В большинстве случаев регулировка ступенчатая. Она представлена секционным подключением обмотки.
При ступенчатой регулировке имеет значение шаг. Для управления секционным подключением обмотки устанавливается рычаг.
Большинство моделей для использования сильных токов имеют конструкцию, которая предусматривает отсекание части обмотки. За счет этого ток подается по короткой схеме.

Наиболее высокой эффективностью характеризуется работа теристорного блока. Этот элемент включается в конструкцию сварочного выпрямителя для обеспечения наиболее точной регулировки силы тока. За счет применения теристора можно выставить самые различные характеристики тока.

Схема сварочного выпрямителя

Разновидности сварочных выпрямителей

По количеству фаз выделяют два вида выпрямителей переменного потока:

Рассчитаны на подключение к однофазной электросети. В этих устройствах применяется однофазная мостовая схема (см. выше описание диодного моста) с двухполупериодным выпрямлением.

Запитываются от трехфазной электрической сети. Эти устройства получили наибольшее распространение. Работа трехфазного выпрямителя основана на применении одного из двух типов схем:

Преимущество данной схемы перед однофазной состоит в том, что для ее реализации требуется меньшее число полупроводниковых элементов, при этом дуга получается более устойчивой.

Смотрим видео о мостовой схемы работы:

Для работы устройства применяется трехфазный выпрямитель самой простой конструкции. На выходе выпрямителя получается пульсирующий поток с частотой пульсаций в 300 Гц.

Шестифазная (двойная трехфазная) схема.

Применяется в аппаратах с силой тока до 500А. Вторичная обмотка трансформатора в таком выпрямителе разделена на шесть частей, объединенных в две группы, каждая из которых играет роль трехфазного источника питания. Для выравнивания напряжения между ними применяется дроссель, также называемый уравнительным реактором.

Шестифазная (двойная трехфазная) схема

Отличается от вышеописанной отсутствием уравнительного реактора. При этом полупроводниковые элементы работают в менее благоприятных условиях, но зато силовой трансформатор используется более эффективно.

Разновидности аппаратов

однофазные (с однополупериодной конструкцией, полумостовой и полномостовой);
двухфазные (с последовательным и параллельным подключением мостов);
трехфазные (с количеством от 6 до 12 диодов в параллельных и последовательных схемах).

Классификация по назначению и устройству

Помимо указанной классификации современные выпрямители делят по устройству и назначению на следующие виды:

Это наиболее простой вариант сварочного выпрямителя. Устройство включает три главных компонента:

Понижающий трансформатор: увеличивает силу тока;
Выпрямляющая схема: превращает переменный ток в постоянный;
Блок конденсаторов: сглаживает пульсации тока.

Основные недостатки классических выпрямителей — большой вес и размеры, а также малая продолжительность нагрузки в цикле. Последнее означает, что аппарат может работать недолго и со значительными перерывами, необходимыми для охлаждения. Поэтому классические выпрямители применяются, в основном, для разовых работ – в быту или в мелких мастерских.

Многопостовые агрегаты

Эти агрегаты применяются в промышленности или на стройплощадках, где сварочные работы ведутся постоянно и в больших объемах. Устройство подает ток высокой величины сразу на несколько сварочных постов. Каждый вывод снабжен собственным регулировочным механизмом, состоящим из дросселя и реостата, что дает возможность настраивать собственные рабочие параметры на каждом из постов.

Применение многопостового выпрямителя позволяет сократить затраты на покупку оборудования и его обслуживание.

Главным недостатком аппарата данного типа является то, что в случае его поломки работа останавливается на всех постах одновременно.

Сварочный агрегат классического типа даже при относительно малой мощности отличается довольно внушительными габаритами и весом, что обусловлено, в первую очередь, размерами понижающего трансформатора. Было установлено, что с повышением частоты переменного тока магнитопровод силового трансформатора можно существенно уменьшить. Этот принцип был положен в основу устройства инверторного выпрямителя. Этапы преобразования тока в этом устройстве имеют следующий порядок:

Выпрямление сетевого тока частотой 50 Гц;
Превращение постоянного тока в переменный с частотой 60 – 80 кГц (применяются быстропереключаемые ключевые транзисторы);
Понижение напряжения высокочастотного переменного тока и, соответственно, увеличение его силы;
Выпрямление выходного тока (применяется диодный мост на быстродействующих диодах).

Применение выпрямителей

Читайте также: