Машины переменного тока

Машины переменного тока различной мощности (W=20...300 кВт) наиболее широко применяются для сварки сталей, титановых сплавов, они проще и дешевле других типов машин (рис. 12.8).

Рис. 12.8. Схема машины переменного тока с синхронным тиристорным включением сварочного тока

Сварочный трансформатор T такой машины имеет вторичную обмотку из одного витка, первичная обмотка разделена на секции и через переключатель мощности S и тиристорный контактор на двух тиристорах V1 и V2 включается в электрическую сеть напряжением 380В. Все элементы вторичного контура трансформатора (вторичный виток, токоподводы, электроды) выполняются полыми и охлаждаются водой.

В тиристорном контакторе два тиристора V1 и V2 включены встречно-параллельно, что дает возможность подавать на первичную обмотку переменный ток. Тиристоры V1, V2 открываются при подаче на их управляющие электроды коротких импульсов от регулятора цикла сварки РЦ. Число управляющих импульсов, поданных на V1 и V2, задает число периодов переменного тока, которые подаются на первичную обмотку трансформатора. Время сварки на таких машинах задается числом периодов переменного тока.

На машинах этого типа имеется возможность плавного регулирования мощности (сварочного тока) в пределах 25...100% путем синхронного смещения по фазе управляющих импульсов 1, 2 подаваемых на V1 и V2; относительно начала полупериодов переменного тока (рис. 12.9).

Рис.12.9. Схема плавного регулирования тока синхронным тиристорным контактором

Тиристоры открываются для прохождения через них тока при подаче на их управляющие электроды коротких импульсов 1, 2, закрываются при переходе электрического напряжения через нуль.

Машины переменного тока имеют существенный недостаток - большие потери мощности на индуктивном сопротивлении вторичного контура сварочного трансформатора. При коротком замыкании электродов

,

где U₂ – напряжение холостого хода на электродах;

Z_m – полное сопротивление машины при коротком замыкании;

R_m – активное сопротивление машины, в том числе всех элементов вторичного контура;

X_m – индуктивное сопротивление машины, в том числе вторичного контура.

При сварке деталей

,

где R_ээ сопротивление в зоне сварки на участке электрод-электрод.

Коэффициент мощности машины при сварки определяется отношением

.

Составляющая часть X_m – индуктивное сопротивление вторичного контура

,

где - промышленная частота переменного тока,

L_k – индуктивность вторичного контура.

L_k зависит от площади вторичного контура

,

где h_k – высота контура (раствор консолей машины),

- длина контура (вылет электродов – расстояние от корпуса машины до оси электродов). С увеличением F_k растет L_k.

Для уменьшения потерь мощности на X_k в машинах переменного тока вылет электродов не превышает 1200 мм, что не позволяет сваривать крупногабаритные конструкции.