焊接电流调节平稳的焊接变压器。方案、说明

焊接电流连续可调的焊接变压器

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我拥有相当多的国产和进口焊接设备技术文档档案，我开始对其进行处理并将焊接设备所使用的技术解决方案系统化。当然，我希望随着互联网的介入，这项任务能够得到简化，或许还能够补充现有的信息。我不仅在互联网的俄语部分而且在英语部分进行了不断的搜索，我惊讶地发现所需的信息几乎完全不存在或很少出现。

我们可以谈论一些业余设计，其作者开发了它们，而不是焊接设备领域的专家，因此主要受电子领域知识的指导，而不是特定设备的焊接特性。这就是为什么业余“焊工”不能提供容易引燃电弧、没有电极或焊丝金属显着飞溅的“软”焊接。

所有焊机的基础是电源。最简单，也可能是最常见的是焊接变压器。当使用焊条进行焊接时，焊接电弧的激发始于焊接电路中的短路——电极和工件之间的接触。在这种情况下，热量被释放，接触点迅速升温。在此阶段，需要源增加电压。以后，弧隙的电阻减小，从而导致电压下降。

焊接过程中，电极金属滴从电极上脱落并进入熔池，导致焊接电路频繁短路。每次发生短路时，电压都会降低至零，而电流会出现雪崩式增加，直至达到短路电流的水平，即焊接电源可以提供的最大电流。这反过来又导致用于填充接缝的电极金属飞溅。焊工说它焊接“硬”，会飞溅，焊缝成型不良。

根据焊接过程发生的条件，可以确定焊接电弧电源必须满足哪些要求：

“空闲”电压必须足以容易引弧，同时不得达到对人类生命造成危险的值。对于交流电源尤其如此。
电弧上的电压必须快速响应电弧的长度，即源必须具有良好的动态特性。手工焊接电源的静态特性，表示输出电压与流动电流的函数关系，必须具有明显的斜率。这种类型的曲线称为陡峭下降相关性 U_东方=f(l_捆绑).
由于电源的特性，短路电流的大小必须受到限制，并且不得超过焊接电流的 40...50%。还应该能够长时间处于焊接电路的短路模式，而不会导致绕组过热或损坏。

在许多业余设计中仅部分满足上述要求。对于确保图 U 的陡度尤其如此_东方=f(l_捆绑）以及有关输出电压安全的要求。

通过调整焊接电流的方法，情况也好不了多少。在绝大多数业余设计中，归根结底都是在变压器的初级绕组上制作额外的抽头。这种解决方案虽然从简单性的角度来看是显而易见的，但是却导致焊机最昂贵的部件——其变压器的设计复杂化，并且导致其成本增加。

设计中出现了带有动触点的开关，这是最不可靠的元件之一。是的，这种设备的执行技术水平很原始。确实，有些设计带有移动元件（线圈或磁分流器）。但此类设计需要制造额外的机械部件，许多人不愿意这样做，并且这显着增加了整个设计的复杂性。

当前监管问题的解决之道在哪里？单相可调焊接变压器问题的解决方案之一是使用所谓的晶闸管变压器，即具有两个绕组（初级和次级）的传统变压器，配备晶闸管调节器。几乎所有此类业余焊接装置的电路都有一个缺点，这是其作者从设计用于控制电炉加热或改变白炽灯亮度的传统相位调节器电路中转移而来的。

采用晶闸管调相器功率部分的传统结构，当试图提供低电流时，脉冲之间的暂停变得如此明显，以至于没有额外的措施可以稳定电弧。但设计用于焊接设备的电路的特殊性在于，必须确保电弧的连续性，而不是导致电弧间隙去电离和脉冲之间的停顿时电弧熄灭。面对这个问题，记住焊接时不需要将电流从零调节到最大值是有用的。将其调整到所需的值范围内就足够了。

在这种类型的工业焊接设备中，引入了特殊电路以在脉冲之间的暂停期间引弧。图1所示为在其初级绕组电路中带有晶闸管调节器的焊接变压器的连接图。

焊接电流连续可调的焊接变压器

变压器的初级绕组通过具有足够大电感的扼流圈连接。调节器的两个晶闸管与节流阀反并联。对于完全闭合的晶闸管，变压器电流受到扼流圈的限制，扼流圈具有相当大的感抗。晶闸管打开并分流电感，最终导致焊接电流增加。在晶闸管的任何开度角度下，初级绕组的电流在脉冲之间的间歇期间都不会减小到零，从而确保在任何焊接电流下都能稳定起弧。按照类似的方案，过去几年，业界已经批量生产了焊接变压器ТЗР-500。

电感器 Dr1（图 2）可以缠绕在变压器铁芯上，类似于焊接变压器的铁芯。

焊接电流连续可调的焊接变压器

用于焊接电流 120 ... 160 A 的变压器的电感器磁芯的横截面积应约为 40x50 mm。选择的线径等于初级绕组线的直径。匝数为80-120。气隙约为1,5毫米。这些数字非常具有指示性，需要对特定设计进行一些澄清。

变压器T1的数据是根据网络供电电压、最大焊接电流和“空载”时次级绕组上的电压等初始数据确定的。

下面所示电路的优点是调节平稳，并且可以使用只有两个绕组而没有抽头的现成变压器。缺点是需要安装相当强大的扼流圈。作为相位调节器的控制电路，几乎任何调节器的电路都可以使用，它通过“0”网络脉冲提供晶闸管的开度角与过渡的绑定以及反接的两个晶闸管的控制。平行线。这可以是一个输出端带有脉冲变压器和光耦合晶闸管的调节器。一个有趣的现代解决方案可能是基于带有数字指示单元的微控制器来实现控制器晶闸管控制电路。如果在相位调节电路中补充反馈电路，则可以形成电压对焊接电流的依赖性。

作者：A.M. 谢梅尔涅夫

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