ГЛА ВА IX

МНОГОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МНОГОПОСТОВОЙ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

В крупных сварочных цехах стационарные рабочие места свар­ щиков, называемые сварочными постами, могут быть расположены отдельными группами на небольшом расстоянии друг от друга. В этом случае можно применить систему питания группы постов от одного источника — многопостового сварочного трансформатора. Посты подключаются к трансформатору параллельно друг другу. Основным условием устойчивой работы при многопостовом питании является независимость режима работы каждого поста от работы остальных постов. Для достижения этого необходимо, чтобы напря­ жение источника питания не изменялось с изменением нагрузки, т. е. внешняя характеристика источника должна быть жесткой. Допускается изменение напряжения не более 3—5% от номиналь­ ного значения. Действительно, всякое изменение режима работы какого-либо поста вызывает изменение общей нагрузки источника питания. При падающей внешней характеристике изменение нагрузки неизбежно влечет за собой изменение напряжения источника питания. Вследствие этого одновременно изменяется режим работы других постов. Так, включение или выключение одного из постов или изме­ нение его сопротивления вызывает изменение тока в других дугах. Такое же действие оказывает изменение длины или напряжения одной из дуг.

Если на одном или нескольких рабочих местах производится сварка, то напряжение источника при падающей внешней харак­ теристике будет значительно ниже напряжения холостого хода. Вследствие этого возбуждение новой дуги будет практически невоз­ можно. Помимо этого, если возбуждать дугу путем предварительного короткого замыкания, то напряжение источника еще больше снизится, что может привести к угасанию других горящих дуг.

Следовательно, источники питания, имеющие падающую харак­ теристику, непригодны для многопостовой сварки.

Для устойчивости отдельных дуг, однако, необходимо, чтобы с увеличением тока дуги напряжение на данном дуговом промежутке снижалось. Поэтому каждый пост подключается к источнику пита­ ния последовательно через отдельный дроссель (фиг. 94). Дроссель служит также для регулирования режима сварки.

Многопостовой трансформатор представляет собой одноили трехфазный понижающий трансформатор с малым рассеянием, благодаря чему внешняя характеристика его будет жесткой.

Применение мощных однофазных многопостовых трансформаторов на большое количество постов (больше трех) создает значительную неравномерность загрузки трехфазной силовой сети цеха. Поэтому мпогопостовые трансформаторы целесообразно применять в трех­ фазном исполнении.

Коэффициент использования оборудования при многопостовой системе питания значительно увеличивается. Каждый сварочный

пост часть времени работает вхолостую. При смене электрода, зачистке шва, смене детали и т. п. сварочная цепь размыкается. Однопостовые трансформаторы для ручной дуговой сварки во время перерывов обычно работают вхолостую и потребляют энергию бес­ полезно. Средний коэффициент загрузки оборудования при однопостовом питании не превышает 60—70%.

Миогопостовой трансформатор может быть загружен на полную мощность и не иметь холостого хода. Так как все посты не работают одновременно, то к трансформатору можно подключить такое коли­ чество постов, суммарная мощность которых больше полной мощности трансформатора.

Количество постов, которые могут быть подключены к многопостовому трансформатору, определяется с учетом коэффициента одновременности из следующего соотношения:

|де Рт — мощность многопостового трансформатора в ква\

а— коэффициент одновременности работы постов; во избе­ жание перегрузки трансформатора при расчетах при­ нимают значение а > 0,6;

т]г — к. п д. многопостового трансформатора; Iр — средний рабочий ток одного поста;

и 0 — вторичное напряжение трансформатора.

Следовательно, установленная мощность при многопостовой си­ стеме питания составляет 0,6—0,75 суммарной установленной мощно­ сти всех однопостовых сварочных трансформаторов, питающих одинаковое количество постов.

Благодаря отсутствию холостого хода и полной загрузке средний к. п. д. мощного многопостового трансформатора выше, чем одно­ постового (т)г ^ 0,9 -i- 0,95).

Первоначальные затраты на оборудование составляют около 40— 50% расходов на однопостовые трансформаторы. При многопостовой системе уменьшаются расходы на ремонт и обслуживание, а также сокращается площадь, занимаемая оборудованием. Сравнительные данные по стоимости эксплуатации показывают, что для многопостовой системы питания расходы составляют около 70—75% аналогичных расходов при однопостовой системе.

Основными недостатками многопостовой системы питания являются сложность распределения энергии и сравнительно большие потери напряжения и энергии в низковольтной сварочной сети. При слишком большом количестве постов, питаемых от одного многопо­ стового трансформатора, сечение главной магистрали, подводящей ток к постам, будет очень большим, что затрудняет монтаж маги­ страли и требует большой затраты проводов.

Как известно, индуктивное сопротивление длинных магистралей большого сечения сравнительно велико. Вследствие этого потери напряжения в сварочной цепи при многопостовой системе питания значительно больше, чем при однопостовой системе. В некоторых случаях зажигание дуги будет затруднено. Потери энергии в низко­ вольтной сварочной сети, нагруженной большим током, также воз­ растают, что снижает общий к. п. д. многопостовой системы питания.

Следует также отметить, что авария многопостового трансфор­ матора вызывает простой большого количества постов. Во избежание* этого необходимо иметь резервные трансформаторы, что увеличивает затраты на оборудование.

Указанные недостатки ограничивают применение многопостовых трансформаторов. По этим же причинам количество постов, питаемых от многопостового трансформатора, обычно не превышает 9—12.

§ 2. СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИЯ МНОГОПОСТОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

На фиг. 94 изображена типовая схема питания постов от много­ постового трехфазного сварочного трансформатора. Ввиду возможной неравномерной нагрузки фаз при сварке применяют соединение обмо­ ток многопостового трансформатора в треугольник — звезду с ну­ левым проводом, как у трансформаторов для осветительной нагрузки. Сердечник трансформатора трехстержневой; на каждом стержне

расположены цилиндрические катушки первичной и вторичной обмоток. Вторичное фазовое напряжение U0, как и у однопостовых источников питания, в большинстве случаев равно 65—70 в, что вполне достаточно для устойчивого возбуждения и непрерывного горения дуги переменного тока. В целях более равномерного рас­ пределения нагрузки число постов, на которое рассчитывается многопостовой трансформатор, обычно кратно трем (3, 6, 9 и т. д.

одинаковые обозначения выводов обмоток. Для переключения обмоток при снижении напряжения первичной сети сделаны три вывода от начала каждой катушки первичной обмотки. Соединяя перемычками концы обмоток А, В и С с соответствующими выводами г, х и у 9 получали три ступени включения первичной обмотки для разных значений напряжения сemUv Благодаря этому вторичное напряжение трансформатора изменялось незначительно при изменении напряже­ ния сети U\.

Некоторые многопостовые трансформаторы, выпускаемые в на­ стоящее время за границей, например в Англии, имеют масляное охлаждение как самого трансформатора, так и дросселей. Для улуч­ шения коэффициента мощности и снижения тока, потребляемого из силовой первичной сети, многопостовые трансформаторы, выпускае­

мые за границей, снабжаются отдельным блоком конденсаторов, которые включаются параллельно первичным обмоткам.

Мощные однопостовые сварочные трансформаторы с нормальным рассеянием, имеющие отдельный дроссель, могут быть использованы в случае необходимости для питания нескольких постов (2—3 поста).

Как было показано в главе VII, внешняя характеристика такого трансформатора (без дросселя) будет достаточно жесткой. Следова­ тельно, возможна независимая работа нескольких постов, которые подключаются к одиопостовому трансформатору параллель) о друг другу. Регулирование режима работы каждого поста производится, как обычно, отдельным дросселем. К таким схемам питания сварочных постов прибегают при временной нехватке оборудования, а также в тех случаях, когда имеющиеся сварочные трансформаторы нс могут быть достаточно полно загружены при однопостовой системе питания.

В СССР, а также в США многопостовые трансформаторы в на­ стоящее время не применяются. В некоторых европейских странах, например в Англии, выпускается небольшое количество многспостовых трансформаторов. Однако они имеют весьма ограниченное при­ менение.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И СХЕМЫ ПИТАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ ТРЕХФАЗНОЙ ДУГОЙ И ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ

При трехфазном питании дуг возможны три варианта двухэлекгродной многодуговой сварки:

1) сварка трехфазной дугой, состоящей из трех отдельных дуг, имеющих общую газовую полость и плавильное пространство; 2) сварка двумя однофазными дугами между каждым электро­

дом и изделием, имеющими общее плавильное пространство; 3) сварка двумя однофазными дугами между каждым электро­

дом и изделием с раздельными плавильными пространствами и га­ зовыми полостями.

Взависимости от настройки режима трехфазной сварочной цепи

ирасстояния между электродами можно получить при одной и той же схеме трехфазного питания любой из указанных вариантов

двухэлектродной сварки.

Первый вариант является типовым случаем сварки трехфазной дугой, в то время как два других варианта относятся к разновид­ ностям двухдуговой сварки при трехфазном питании дуг.

Возможен также четвертый вариант, когда горит только одна независимая (косвенная) дуга между двумя электродами. При трех­ фазном питании дуг этот вариант следует признать нерациональ­ ным; его гораздо проще осуществить от однофазного источника питания, подключенного к обоим электродам; изделие при этом в сварочную цепь не включается.

В главе II было показано, что сварка трехфазной дугой по сравне­ нию с однодуговой сваркой обладает рядом важных преимуществ. К ним относятся в первую очередь возможность раздельного регу­ лирования режимов плавления эдектродов и свариваемого изде­ лия, а также повышенная устойчивость трехфазной дуги.

Поэтому в настоящей главе основное внимание будет уделено анализу соотношений в цепи, содержащей трехфазную сварочную дугу, и дано описание схем источников ее питания.

§ 1. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ В ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ТРЕХФАЗНУЮ СВАРОЧНУЮ ДУГУ

Принципиальная схема питания и сварочная цепь при автома­ тической сварке трехфазной дугой изображена на фиг. 96. В качестве источника питания на фиг. 96 показана схема, состоящая из двух однофазных трансформаторов СГ, соединенных в открытый треуголь­ ник, с тремя дросселями Др в линиях сварочной цепи (см. ниже §3).

Фиг. 96. Принципиальная схема питания при автоматической сварке трехфазной дугой:

СТХ, СТ2 — однофазные сварочные трансформаторы; Др —дроссели; Д —трехфазная дуга;

Однако приведенные ниже соотношения будут справедливы и для других схем источника питания, если линейные напряжения пита­ ния остаются постоянными при изменении нагрузки.

При анализе основных соотношений примем следующие допу­ щения. Система э. д. с. и напряжений источника или схемы питания принимается симметричной. Трехфазная дуга рассматривается как несимметричная нагрузка из нелинейных активных сопротивле­ ний, включенных в треугольник. Для упрощения анализа действи­ тельные кривые тока и напряжения дуг заменяются эквивалентными синусоидами, причем считаем коэффициент мощности дуги Аа = 1 (см. главу II), полагая, что векторы токов и напряжений отдельных дуг совпадают по фазе. При указанных допущениях анализ основ­ ных соотношений между токами и напряжениями в трехфазной сварочной дуге можно произвести на основе построения векторных диаграмм, подобных изображенным на фиг. 25 и 97.

Наиболее типичным режимом трехфазной сварочной дуги, как уже указывалось в главе II, является равенство токов в электродах

иравные напряжения зависимых дуг:

л- / * = / , .

Векторные диаграммы токов и напряжений дуг для указанного режима, построенные по методике, изложенной в главе II, пока­ заны на фиг. 97.

Из векторных диаграмм на фиг. 97 можно определить зависи­

где / 3 = 1и — ток в линейном проводе, присоединенном к изделию;

Согласно построениям на фиг. 97, а также следует, что

где 1дз— фазный ток в зависимых дугах.

Фазный ток / 12в независимой дуге между электродами, согласно фиг. 97, а, можно определить из следующего выражения:

форму шва (ширина и глубина проплавления, высота валика) и соот­ ношение между основным и наплавленным металлом в сварном шве.

Мощность зависимых дуг при допущении, что коэффициент мощ­ ности Хд= 1, определится из уравнения

Аналогично мощность независимой дуги Рдн и общую мощность

Анализируя уравнения для фазных токов и мощностей отдель­ ных дуг, можно сделать следующие выводы.

Величины и соотношения токов и мощностей отдельных дуг зависят не только от абсолютных значений токов в электродах и на­ пряжений дуг, но определяются также величинами km и kH. Изме­ няя эти величины, можно изменять распределение токов и мощности отдельных дуг и тем самым раздельно регулировать процессы плав­ ления электродов и изделия.

С увеличением отношения тока в изделии к току в электродах km увеличиваются ток и мощность зависимых дуг, а мощность неза­ висимой дуги уменьшается. При этом глубина проплавления будет расти.

и напряжения зависимых дуг ток и мощность зависимых дуг уве­ личиваются, что также приводит к увеличению глубины проплав­ ления.

При малых значениях коэффициента km, когда мощность неза­ висимой дуги относительно велика, изменение напряжения зависи­ мых дуг или величины kHсравнительно слабо влияет на изменение токов и мощности зависимых дуг. Однако глубина проплавления изменяется при этом более заметно. Это объясняется тем, что при укорочении зависимых дуг мощная независимая дуга приближается к поверхности изделия, что, естественно, должно увеличить про­ плавление основного металла.

Таким образом, изменяя величину и отношения токов в элек­ тродах и изделии, а также напряжения независимой и зависимых дуг, можно в широких пределах раздельно регулировать режимы плавления электродов и изделия.

Изменение величины kHи km допустимо лишь в некоторых тех­ нологически возможных пределах. При слишком малых значениях коэффициента kH напряжение независимой дуги может быть ниже минимума, при котором возможно существование дугового разряда. Коэффициент kH не может также превосходить определенной вели­ чины, так как при этом напряжение независимой дуги или длина ее будут слишком большими, что равносильно обрыву и угасанию независимой дуги. Помимо этого, при больших значениях kH ток независимой дуги настолько мал, что устойчивый дуговой разряд между электродами станет невозможным. Следовательно, в этом случае практически будет иметь место двухдуговой режим. Теоре­ тически двухдуговой режим возникает при таких значениях km и kH, когда ток независимой дуги равен нулю, а токи в зависимых

дугах будут равны токам в электродах. Такой режим соответст­ вует переходу от сварки трехфазной дугой, обладающей свойством раздельного регулирования процессов плавления, к сварке двумя однофазными дугами, токи и напряжения которых сдвинуты по фазе на угол 60°.

Согласно уравнениям (137) и (138), токи 1дз =1Эи 1дн = 0, если

& т __ J

/4-* «

И

откуда можно определить соотношение между km и kH для двух­ дугового режима:

k2m+ kl -• 4.

Из этого общего соотношения следует, что двухдуговой режим имеет место также в частном случае, когда

И £ „ = 1.

Режим сварки двумя однофазными дугами при трехфазном питании практически получается при отсутствии дросселя в цепи изделия (z3 ^ 0), так как при такой схеме питания в большинстве случаев km^ 1,73 и kH= 1. Устойчивый двухдуговой режим, без независимой дуги между электродами возможен лишь тогда, когда электроды раздвинуты так, что расстояние между ними, устанав­ ливающееся в процессе плавления, будет, как показали исследова­ ния, не менее 10 мм. Разность потенциалов между электродами при этом будет равна напряжению зависимых дуг.

Следует отметить, что схема без дросселя в цепи, подключен­ ной к изделию, была до недавнего времени сравнительно широко распространена в практике. Однако, как указывалось выше, в боль­ шинстве случаев этот вид сварки нельзя отнести к сварке трехфаз­ ной дугой; он является лишь разновидностью многодуговой сварки двумя однофазными дугами.

§ 2. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕТОДЫ НАСТРОЙКИ РЕЖИМА ТРЕХФАЗНОЙ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

При наличии дросселя в цепи, присоединенной к изделию, если расстояние между электродами, устанавливающееся в процессе сварки, будет не более 8—10 мм, как правило, существует трех­ фазная дуга. При этом схема питания и потребитель — трехфазная дуга образуют взаимно связанную систему. Режим горения каж­ дой из трех дуг, образующих трехфазную дугу, в значительной

Действительно, для определения сварочных токов /ь / 2, имеются только три независимых равенства: уравнение (3) и любая пара уравнений (4), (5), (6). Как следует, например, из уравнений (3), (4) и (5), сопротивления дросселей определяют токи однозначна лишь при условии, что напряжения дуг будут при этом неизмен­ ными.

Для определения напряжений дуг имеются также только три независимых равенства, например, уравнения (2), (4) и (5), причем сопротивления дросселей будут однозначно определять величину напряжений дуг лишь при условии, что линейные токи остаются' неизменными. Следовательно, для однозначной настройки и поддер­ жания постоянства режима сварки трехфазной дугой три из шести зависимых величин, определяющих режим, необходимо автомати­ чески или вручную поддерживать на заданном уровне.

В существующих автоматах для сварки трехфазной дугой элек­ тродные проволоки подаются с равной и независимой от параметров дуги скоростью.

Как показали исследования [32], [35], в результате саморегу­ лирования величина тока в обоих электродах поддерживается по­ стоянной, причем ток в основном зависит от скорости подачи элек­

как это следует из системы уравнений (142) и уравнений (135)—(138), определяющих токи зависимых дуг и их фазу. При заданном от­ ношении напряжений kHвеличину тока в изделии в основном опре­ деляет сопротивление дросселя Z3 в цепи, подключенной к изделию. Эта зависимость особенно отчетливо проявляется в том случае, когда преобладающим в сопротивлении Z является индуктивное сопротивление.

На фиг. 98 приведены кривые изменения сопротивлений z при настройке тока в изделии для неизменных токов в электродах I9 = = 600 а и постоянных напряжений дуг. Как видно из фиг. 98, для увеличения тока в изделии необходимо уменьшить сопротивление z3, а сопротивления Zi и z2 при этом должны быть лишь незначительно увеличены. Пределом изменения тока в изделии является случай, когда z3 = 0, а сопротивление остальных участков цепи невелико. Ток в изделии для такого режима будет в 1,6—1,73 раза больше тока в электроде; независимое регулирование тока в изделии при этом невозможно. Как было показано выше, при z3 = 0 и km % 1,73 практически возможен лишь двухдуговой режим, так как ток в неза­ висимой дуге будет очень мал.

с уменьшением h0. Полагая, что напряжения дуг в известной степени пропорциональны расстояниям /i2, /23 и /3i, можно сделать весьма важный вывод, что с уменьшением Л0 возрастает UdH = U12 и, сле­

довательно, возрастает отношение kH= — .

U дз

При заданных значениях сопротивлений z с увеличением коэф­ фициента kHувеличивается ток зависимых дуг и ток в изделии. Таким образом, каждому значению h0 соответствуют определенные зна­ чения коэффициента kHи токов в дугах и изделии. Следовательно, величина Л0 является своеобразным независимым задающим пара­

подъема или опускания сварочной головки. Аналогичное действие оказывает раздвижение и сближение электродов, а также измене­ ние угла 0 между электродами, причем раздвижение электродов и уменьшение угла 0 эквивалентны уменьшению относительной величины Л0.

Влияние изменения Л0 на режим трехфазной дуги подтверждается опытом [32 ]. На фиг. 100 приведены опытные кривые изменения линейных и фазных токов, а также напряжений отдельных дуг в зависимости от величины ZW12, на которую раздвигаются или сбли­ жаются электроды. Для упрощения опытов в сварочную цепь вместо

ние между электродами и, следовательно, изменяя величину Л0, можно регулировать режим трехфазной дуги и в первую очередь увеличивать или уменьшать ток в изделии. С уменьшением или увеличением расстояния между электродами (Д/12 > 0) ток в из­ делии, токи в зависимых дугах и напряжение независимой дуги увеличиваются, а напряжение зависимых дуг и ток в независимой дуге уменьшаются (kH увеличивается).

Из фиг. 100 также следует, что при раздвижении электродов более чем на 6—8 мм ток в независимой дуге становится очень малым, т. е. практически имеет место двухдуговой режим. Действитель­

сделать ряд важных выводов о способах регулирования и настройки режима трехфазной дуги.

Для облегчения настройки и поддержания стабильности режима трехфазной дуги необходимо автоматически регулировать величину hQили расстояние между электродами. В противном случае уста­ новленное перед сваркой расстояние между электродами может не соответствовать настраиваемому режиму: ток в изделии может быть отличным от требуемого, а электроды могут в процессе сварки

соприкасаться, замыкая независимую дугу. Режим сварки будет неустойчивым. Подобные нарушения режима особенно заметны при малых углах б и больших диаметрах электрода. Помимо этого, однажды настроенный режим может быть нарушен, если расстоя­

достигнет заданной величины в пределах точности работы регуля­ тора.После отработки отклонения тока в изделии двигатель 2 выключается.

Автоматическое регулирование трех линейных токов стабили­ зирует режим трехфазной дуги и значительно упрощает настройку и раздельное регулирование режима отдельных дуг.

Процесс настройки режима при автоматической сварке трех­ фазной дуги состоит в следующем. Токи в электродах настраиваются путем установки соответствующей скорости механизма подачи электродной проволоки. Так как обычно токи в электродах оди­ наковы, то скорости подачи их также равны. Путем соответствующей настройки регулятора тока в изделии устанавливается требуемая

величина тока / и= / 3. Настройка напря­

жений отдельных дуг производится путем из­ менения сопротивлений Zi, z2, z3, причем из­ менение каждого из этих сопротивлений преиму­ щественно влияет на величину одного из на­ пряжений дуги, мало изменяя остальные два напряжения. Напряже­ ния зависимых дуг на­ страиваются путем из­ менения сопротивлений Zi, z3, а напряжение не­ зависимой дуги — изме­

нением сопротивления z2: Поэтому при равных напряжениях

В случае изменения последовательности подключения фаз, напри­ мер, если фазы а и Ь поменять местами, то сопротивление Z\ будет влиять на величину напряжения независимой дуги, а сопротивле­ ние z2 — на величину напряжения одной из зависимых дуг. Сущ­ ность методов настройки от этого не изменяется. При отсутствии специального автоматического регулятора тока в изделии необ­ ходимо вручную изменять расстояние между электродами одновре­ менно с регулированием отдельных дросселей так, чтобы ток в из­ делии при настройке оставался неизменным. Естественно, что на­ стройка режима в процессе сварки при этом несколько усложняется.

При ручной дуговой сварке двумя -спаренными электродами, расположенными параллельно, расстояние между электродами не ме­ няется при изменении длины зависимых дуг. Расстояние между каждым электродом и изделием и, следовательно, напряжение зави­

симых дуг поддерживаются неизменными вручную, путем опуска­ ния электродов по мере их расплавления. Таким образом, напряже­ ния всех трех дуг при ручной сварке спаренными электродами

визвестной мере будут заданы. Поэтому изменение сопротивлений z

восновном влияет на величину токов в электродах и изделии, при­

чем величины сопротивлений zx и z2 определяют токи в электродах, а сопротивление z3 — ток в изделии. Процесс настройки режима ручной сварки трехфазной дугой с параллельным расположением электродов проще, чем при автоматической сварке без регулятора расстояния между электродами.

§ 3. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ДУГИ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРЕХФАЗНЫЕ СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Для питания трехфазной дуги применяются схемы, составлен­ ные из обычных однофазных сварочных трансформаторов, и спе­

Поэтому в схемах с тремя трансформаторами количество необхо­ димого оборудования будет больше, чем в случае однофазной сварки при одинаковой общей производительности постов.

Значительно чаще применяют схему из двух однофазных транс­ форматоров, соединенных в открытый треугольник, с двумя или тремя дросселями, как показано на фиг. 96 и 102.

На фиг. 96 была показана схема соединения в открытый треуголь­ ник двух однофазных трансформаторов типа СТЭ с отдельными дросселями. На фиг. 102 изображена такая же схема соединения для трансформаторов в комбинации с реактивной катушкой типа СТН—ТСД или с повышенным рассеянием типа СТАН. Следует отметить, что однофазные трансформаторы выпускаются комплектно

с дросселями. Поэтому для осуществления схемы питания из двух однофазных трансформаторов, соединенных в открытый треуголь­ ник, с тремя дросселями необходимо иметь отдельный дополнитель­ ный дроссель, включаемый в линию, присоединенную к изделию.

Можно осуществлять трехфазное питание дуг без дополнитель­ ного дросселя в фазе, присоединенной к изделию. Но в этом случае, как было указано выше, практически в большинстве случаев будет иметь место двухдуговая сварка.

Все три линейные напряжения при холостом ходе в схеме откры­ того треугольника будут симметричны и равны напряжению холостого хода однофазного трансформатора. Номинальный ток однофаз­ ных трансформаторов должен быть равен номинальному линей­ ному току схемы питания, так как токи в фазе и линейных прово­ дах, присоединяемых к электродам, будут одинаковыми.

Номинальная мощность схемы питания Рсп определяется из урав­ нения

p en = V z а д .

где V\ — напряжение холостого хода однофазного трансформатора; /„ — номинальный ток однофазного трансформатора. Номинальная мощность каждого из однофазных трансформа­

торов будет равна

PH= Vor„-

Следовательно, в схеме питания, состоящей из двух однофазных трансформаторов, соединенных в открытый треугольник, суммар­ ная номинальная мощность не может быть использована полностью, так как Рсп < 2Рн.

В схеме открытого треугольника для получения пределов регу­ лирования режима трехфазной дуги, одинаковых с однофазной сваркой, необходимо, как показывают расчеты, сопротивления дрос­ селей однофазных сварочных трансформаторов уменьшить примерно

в ]/3 раз.

Для питания автоматических установок для трехфазной двух­ электродной автоматической сварки и наплавки завод «Электрик» разработал специальный трансформатор типа ТТСД-1000. Этот трансформатор выполнен из двух однофазных трансформаторов типа ТСД-1000-3, собранных в одном кожухе и включенных по схеме открытого треугольника, которая была изображена на фиг. 102. В качестве дополнительного дросселя, включаемого в цепь, подво­ дящую ток к изделию, могут быть использованы два отдельных дросселя от трансформатора СТЭ-34 типа РСТЭ-34, включенные между собой параллельно, или один дроссель РСТЭ-34, обмотка которого разделена на две равные части, соединенные параллельно.

Номинальные данные трансформатора ТТСД-1000 определяются номинальными данными трансформаторов ТСД-1000-3, из которых он собран. Основные номинальные данные трансформатора

ТТСД-1000 приведены в табл. 6. Схемы включения первичных об­ моток и схемы управления для каждого однофазного трансформатора* входящего в комплект ТТСД-1000, остаются такими же, как для трансформаторов ТСД-1000-3 (см. фиг. 61).

Схема включения обмоток трансформатора ТТСД-1000 показана на фиг. 103.

Схема цепей управления приводами дросселей трансформатора

ний вторичного напряжения холостого хода: 69 и 78 в.

Провода от токоподводов электродов подключаются к край­ ним клеммам вторичных обмоток трансформатора, а к средней клемме подключается провод, присоединенный к изделию. В эту же цепь последовательно включается третий дополнительный дроссель.

Заводом «Электрик» был разработан также специальный транс­ форматор типа ТТС-400 для ручной сварки трехфазной дугой двумя

спаренными электродами. Трансформатор выполнен из двух отдель­ ных однофазных трансформаторов для ручной дуговой сварки типа СТН, размещенных в одном корпусе. Схема соединения обмоток трансформатора ТТС-400 в основном соответствует схеме трансфор­ матора ТТСД-1000 {фиг. 103). В трансформаторе ТТС-400 отсутствуют четыре вывода для переключения первичных обмоток, которые имеются в трансформаторе ТТСД-1000. Помимо этого, в трансформа­ торе ТТС-400 так же, как в трансформаторах СТН, перемещение

подвижных пакетов дросселей осуществляется вручную, при помощи двух винтовых механизмов, снабженных рукоятками.

Расчетные номинальные данные трансформатора ТТС-400 при­ ведены в табл. 6.

Трехфазные (трехстержневые) трансформаторы типа 3-СТ (системы Н. С. Сиунова) с дросселем специальной конструкции выпускаются Свердловским электромеханическим заводом и предназначены в ос­ новном для ручной сварки двумя спаренными электродами.

Схема .расположения катушек обмоток трансформатора 3-СТ представлена на фиг. 104.

Первичная обмотка соединяется в треугольник или звезду в зави­ симости от величины напряжения силовой сети (220 или 380 в). Для переключения трансформатора при снижении напряжения силовой сети до 10% катушки первичной обмотки имеют соответст­ вующие отпайки. Вторичная обмотка на каждом стержне состоит из двух одинаковых катушек, выполненных из голой шинной меди.

При помощи перемычек эти катушки могут соединяться парал­ лельно или последовательно. При параллельном включении кату­ шек, расположенных на каждом стержне, вторичная обмотка соеди­ няется в звезду; вторичное напряжение холостого хода трансфор­ матора равно 59 в. В случае последовательного включения катушек вторичная обмотка соединяется в треугольник; напряжение холо­ стого хода при таком соединении равно 68 в.

Дроссель специальной конструкции имеет два сердечника с 'по­ движными пакетами и регулируемыми воздушными зазорами. На одном сердечнике дросселя Др (фиг. 105) расположены две обмотки,

Фиг. 105. Схема включения трансформатора 3-СТ со специальным дросселем.

подводящую ток к изделию.

Сопротивление обмоток дросселя zi и z2 всегда одинаково. Паде­ ние напряжения в каждой обмотке обусловлено суммарным дейст­ вием э. д. с. самоиндукции от потока этой обмотки и э. д. с. взаимо­

зазора в первом сердечнике в одинаковой степени изменяются пол­ ные сопротивления zL и z2 дросселя. При регулировании воздуш­ ного зазора во втором сердечнике изменяется величина сопротив­ ления z3. Благодаря специальной конструкции дросселя процесс настройки режима существенно упрощается. Изменяя при помощи винтового механизма, снабженного рукояткой, воздушный зазор в сердечнике с двумя обмотками, регулируют одновременно и в рав­ ной степени токи в обоих электродах.

Ток в изделии регулируется путем изменения воздушного зазора :во втором сердечнике дросселя. Изменение зазора производится отдельным винтовым механизмом, также снабженным рукояткой.

При отводе спаренного электрода от изделия на значительное расстояние зависимые дуги гаснут, но независимая дуга между электродами при этом продолжает гореть. Для гашения независи­ мой дуги дроссель трансформатора 3-СТ снабжен контактором К типа

КТ-34 (фиг. 105), катушка которого подключена параллельно к об­ мотке дросселя z3: При холостом ходе контактор выключен, и вклю­ чена только одна фаза между одним из электродов 1 и изделием 3. При соприкосновении электродов с изделием по обмотке дросселя za пройдет ток. Падение напряжения в сопротивлении этой обмотки будет приблизительно равно напряжению холостого хода. Поэтому сработает контактор К и будут включены три фазы сварочной цепи. При отрыве электродов от изделия возбудятся все три дуги. Вели­ чина напряжения на обмотке г3 дросселя во время сварки доста­ точна для поддержания контактора К в замкнутом состоянии.

При угасании зависимых дуг цепь обмотки г3 будет разомкнута и падение напряжения в ней будет равно нулю. Вследствие этого контактор К разомкнет цепь, подключенную к электроду 2, и тем самым независимая дуга между электродами будет погашена.

Основные технические данные трансформатора 3-СТ приведены в табл. 6.

Благодаря повышенной устойчивости трехфазной дуги напряже­ ние холостого хода источников ее питания может быть снижено. Кроме того, при автоматической сварке с регулированием всех трех линей­ ных токов можно применять источники с жесткими внешними харак­ теристиками. Опыты по использованию схем с тремя однофазными сварочными трансформаторами типа СТЭ с пониженным напря­ жением холостого хода без дросселей показали, что процесс сварки вполне устойчив. В настоящее время исследовательскими органи­ зациями разрабатываются специальные трехфазные трансформа­ торы с пониженным напряжением холостого хода и жесткими внеш­ ними характеристиками. Напряжение холостого хода такого источ­ ника питания лишь незначительно превышает напряжение дуги на величину падения напряжения внутри трансформатора и линии. Настройка токов при автоматической сварке производится, как обычно, изменением скорости подачи электродной проволоки и регу­ лирования заданного расстояния между электродами, а напряже­ ния дуг устанавливаются при помощи секционирования обмоток трансформатора, т. е. путем изменения напряжений источника питания.

§ 4. СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР СТ-2Д

Для питания двухдуговых автоматов в Институте электро­ сварки АН УССР был разработан специальный трансформатор СТ-2Д, являющийся преобразователем трехфазного тока в двухфазный. Принципиальная электрическая схема трансформатора СТ-2Д изоб­ ражена на фиг. 106.

Трансформатор СТ-2Д состоит из двух однофазных трансформа­ торов, имеющих общий сердечник, с двумя первичными и вторич­ ными обмотками (см. фиг. 107). Вторичные обмотки включены каж­ дая последовательно с обмоткой дросселя.

Коэффициент пи равен отношению витков первичной и вторич­ ной обмоток, т. е. пи = —

w2

•Из приведенных уравнений следует, что действующие значения

напряжений на вторичных обмотках при холостом ходе будут одина­ ковыми, так как

В трансформаторе СТ-2Д независимое регулирование режима отдельных дуг производится так же, как при однофазной сварке, путем изменения сопротивления дросселей, включенных в каж­ дую фазу. Механизмы перемещения подвижных пакетов дросселей трансформатора СТ-2Д имеют два отдельных электрических привода с таким же кнопочным управлением, как в трансформаторах ТСД-1000-3 или СТ-1000.

Трансформатор СТ-2Д снабжен вентилятором для принудитель­ ного воздушного охлаждения. Питание цепи управления и асин­ хронных короткозамкнутых двигателей приводов дросселей и вен­ тилятора производится от двух вспомогательных понижающих транс­ форматоров (380/36 в или 220/36 в), соединенных в открытый треуголь­ ник.

Трансформатор СТ-2Д можно применить также для питания трехфазной дуги. В этом случае в цепь изделия следует последова­ тельно включить дополнительный дроссель для регулирования режима отдельных дуг. Система вторичных напряжений источника

/

питания в этом случае будет несимметричной: напряжение между

электродами при холостом ходе будет ъ ]/ 2 раз больше, чем напря­ жение между каждым электродом и изделием.

Схему Скотта весьма несложно осуществить также при помощи двух одинаковых однофазных сварочных трансформаторов, имею­ щих раздельные сердечники. Соединение обмоток трансформаторов производится согласно схеме на фиг. 106.

Основные технические данные трансформатора СТ-2Д приве­ дены в табл. 6.

СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ

ИСПЕЦИАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

§ 1. СВАРОЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПС-100

Из теории сварочной дуги переменного тока известно (см. главу 11), что стабильность горения дуги повышается, а время повторного зажигания дуги после перемены полярности уменьшается с увели­ чением напряжения источника и повышением частоты переменного тока.

При сварке изделий из стали малой толщины на малых токах напряжение повторного зажигания сравнительно велико, особенно когда катодом является изделие. Следовательно, устойчивость дуги при таких режимах сварки ухудшается. Аналогичные явления в еще большей степени имеют место при сварке в среде защитных газов неплавящимся, например, вольфрамовым электродом, когда свойства материалов электрода и изделия существенно различны. Напряжение повторного зажигания такой дуги в те полупериоды, когда изделие является катодом, будет весьма велико, а проводимость дуги будет зна­ чительно меньше. В кривой переменного тока появляется постоянная составляющая (см. фиг. 15).'Если повторное зажигание дуги в полупериод, когда катодом является изделие, не произойдет, то дуга в этот полупериод угасает. Следовательно, происходит полное однополупериодное выпрямление переменного тока. Горение дуги будет неустойчивым.

Для улучшения устойчивости дуги и некоторого уменьшения выпрямляющего эффекта в подобных случаях прибегают к некото­ рому увеличению напряжения холостого хода сварочного трансфор­ матора. Однако увеличение напряжения источника тока ограничено

«и ухудшаются все другие технико-экономические показатели транс­ форматора. Поэтому более рационально питание дуги от источников повышенной частоты или применение специальных вспомогательных аппаратов, облегчающих повторное зажигание дуги при перемене ее полярности, т. е. при переходе сварочного тока через нуль. При­ менение тока повышенной частоты сокращает время повторного зажи-

поток в зубцах статора периодически пульсирует, что обусловли­ вает индуктирование в агаторных обмотках переменной э. д. с.

Один период полного изменения потока в зубце статора соответ­ ствует повороту ротора на одно зубцовое деление. Следовательно, частота переменной э. д. с. статора определится из следующего выражения:

Возбуждение генератора производится через селеновый выпря­ митель типа ВС-47 от сети переменного тока, питающей асинхрон­ ный двигатель (фиг. ПО). Выпрямитель собран по однофазной мосто­ вой схеме, дающей двухполупериодное выпрямление: Со стороны переменного тока выпрямитель подключен к двум точкам (Св и С7) одной из фаз статора двигателя, напряжение между которыми равно 54 в. Выпрямленное напряжение равно 39 в.

Напряжение на клеммах генератора при нагрузке не изменяется , и равно 80—90в. Для получения падающей характеристики источника питания и регулирования тока дуги в сварочную цепь последовательно с дугой включается специальный дроссель типа РТ-100 (см. фиг. 111).

Двигатель преобразователя типа АВ-42/2 является нормальным асинхронным короткозамкнутым двигателем. Пуск и остановка дви­ гателя осуществляются пакетным выключателем типа ПК-3-25, кото­ рый вместе с выпрямителем смонтирован сверху на корпусе преоб­ разователя и закрыт кожухом. В зависимости от напряжения силовой сети обмотки статора двигателя включаются или в треугольник (220 в)уили в звезду (380 в). Переключение производится, как обычно, соответствующим соединением шести выводов (Ci — С6) от обмоток

статора двигателя. Выводы расположены на специальном щитке. На фиг. ПО показана схема включения двигателя преобразователя на 220 в.

Сердечник дросселя РТ-100 с регулируемым воздушным зазором имеет подвижной пакет, перемещаемый при помощи винтового механизма, снабженного маховичком. Для расширения пределов I сгулирования тока обмотка дросселя выполнена из двух катушек разного сечения и с разным числом витков. От катушек сделаны вы­ воды на щиток, размещенный на кожухе дросселя. При помощи пере­ ключателя осуществляются три ступени включения катушек, т. е. изменяется число витков обмотки дросселя. На первой ступени обе катушки включаются последовательно (малые токи); на второй—одна катушка выключается (средние токи) и, наконец, на третьей—дроссель выключается из сварочной цепи (максимальные токи).

Благодаря повышенной частоте размеры и в первую очередь площадь сечения сердечника дросселя невелики.

Схема включения преобразователя ПС-100-1 в сварочную цепь изображена на фиг. 111.

Основные технические данные преобразователя ПС-100-1 приве­

Как следует из приведенного описания, преобразователи пере­ менного тока повышенной частоты состоят из генератора и привод­ ного двигателя. Поэтому они имеют более низкий к. п. д., а расход

.активных материалов, размеры и вес их больше, чем у сварочных трансформаторов. Кроме того, наличие в преобразователях вращаю­ щихся машин требует более тщательного ухода за оборудованием,, в процессе эксплуатации по сравнению со сварочными трансфор­ маторами. По этим причинам применение преобразователей может быть целесообразным лишь в тех случаях, когда дуга переменного тока при питании ее от обычных сварочных трансформаторов недо­ статочно устойчива.

§ 2. ОСЦИЛЛЯТОРЫ И ИМПУЛЬСНЫЕ ВОЗБУДИТЕЛИ ДУГИ

Осциллятор. Устойчивость дуги переменного тока можно повы­ сить путем применения специальных высокочастотных аппаратст — осцилляторов, питающих дугу параллельно со сварочным трансфор­ матором. Необходимая для сварки энергия и ток получаются от обычного сварочного трансформатора. Осциллятор, преобразующий ток промышленной частоты низкого напряжения в ток высокой ча­ стоты и высокого напряжения, служит лишь для облегчения зажи­ гания дуги в начале сварки и улучшения условий повторного зажи­ гания дуги при переходе сварочного тока через ноль. Вследствие этого мощность осцилляторов невелика (около 100—250 вт).

Так как напряжение, подводимое к дуге осциллятором, при холостом ходе велико (2000—3500 в), а частота порядка 150—260 кгц, то дугу можно зажечь даже без предварительного соприкосновения электрода с изделием.

Благодаря высокой частоте высокое напряжение, даваемое осцил­ лятором, не опасно. Конечно, возможность поражения током при неосторожном обращении с осциллятором не исключена, но пора­ жение током высокой частоты выражается лишь в форме легких ожогов кожи, так как высокочастотный ток вытесняется в поверх­ ностные покровы человеческого тела.

Осциллятор представляет собой маломощный искровой генератор высокочастотных колебаний.

Принципиальная схема осцилляторов типа М-3 и ОС-1 и схема их включения в сварочную цепь приведены на фиг. 112. Осцил­ лятор ОС имеет повышающий трансформатор с большим рассея­ нием П Т, ко вторичной обмотке которого подключается разрядный колебательный контур, состоящий из конденсатора (емкости) Ск> небольшой индуктивности Ьк и искрового разрядника Р. Конден­ сатор Ск и катушка LK включены последовательно, а искровой разрядник подключен к ним параллельно.

В осцилляторе имеется еще одна катушка Le, которая размещена концентрически на одном каркасе с катушкой LK. От катушки Ln через защитный конденсатор Сб сделаны выводы к выходным клеммам

осциллятора В и Ч. С первичной стороны питающий трансформатор ПТ подключается к однофазной сети переменного тока напряжением 65 в (клеммы 0 и 65) или 40 в (клеммы 0 и 40).

В осцилляторе ОС-1 вывод для включения на 40 в отсутствует. Как показано на схеме фиг. 112, осциллятор с первичной сто­ роны может быть подключен к выводам вторичной обмотки свароч­ ного трансформатора СТ с отдельным дросселем Др. Напряжение

понижающий трансформатор или автотрансформатор с вторичным напряжением 65—70 в. Подключение производят шнуром сечением 1,5—2,5 мм2.

Все части осциллятора смонтированы на панели и прикрываются кожухом. В целях обеспечения безопасности первичная обмотка трансформатора ПТ снабжена блокировочными контактами БК> выключающими осциллятор при открывании дверцы в кожухе или при снятии кожуха. Выходные клеммы осциллятора В и Ч подклю­ чаются к электрододержателю Э и рзделию Я. При этом необходимо обратить внимание на то, чтобы провод, идущий от осциллятора, был подключен после дросселя (см. фиг. 112). Для токов высокой частоты индуктивное сопротивление дросселя очень велико, и, следовательно, при включении до дросселя осциллятор практически будет отключен от дуги. Для присоединения осциллятора к дуге следует применять гибкий высокочастотный провод сечением 1,5—2,5 мм2.

Защитный конденсатор Сб предназначен для ограждения свар­ щика от поражения токами высокого напряжения и низкой частоты. Последнее возможно, если по каким-либо причинам, например при пробое конденсатора Сю колебательный контур не будет работать, а напряжение низкой частоты на клеммах В и Ч имеется. При вклю-

чении конденсатора СбУ представляющего для токов низкой частоты значительное сопротивление, уменьшается опасность поражения током низкой частоты, несмотря на высокое напряжение на клем­ мах В — Ч.

При наличии в схеме осциллятора только одного защитного конденсатора, присоединенного к клемме В, последнюю необходимо подключать к электрододержателю.

Если осциллятор расположен на большом расстоянии от места сварки, то эффективность его действия уменьшается, так как свароч­ ные провода большой длины обладают для токов высокой частоты

значительным сопротивлением.

Принцип действия осциллятора состоит в следующем. Конденсатор Ск заряжается от трансформатора ЯГ, имеющего сравни­ тельно большое внутреннее индуктивное сопротивление. Вторичное напряжение трансформатора при холостом ходе равно ~2500 в. Когда напряжение на обкладках конденсатора достигнет значения пробив­ ного напряжения, произойдет пробой искрового промежутка разрядника. Сопро­ тивление искрового промежутка во время прохождения искры сравнительно невелико, вследствие чего трансформатор ПТ замы­ кается накоротко через разрядник на все

время последующего разряда конденсатора. По этой причине транс­ форматор ПТ должен иметь падающую внешнюю характеристику (фиг. 113). Такая характеристика получается благодаря располо­ жению первичной и вторичной обмоток трансформатора на раз­ ных стержнях и устройству между ними третьего стержня, что значительно увеличивает индуктивность рассеяния.

Как только в разряднике проскакивает искра, начинается коле­ бательный разряд конденсатора на колебательный контур.

Процесс колебательного разряда конденсатора заключается в сле­ дующем. Конденсатор разряжается через разрядник на индуктив­ ную катушку LK. Энергия электрического поля, запасенная в кон­ денсаторе, переходит в электромагнитную энергию магнитного поля индуктивной катушки. После разряда конденсатора электромагнит­ ная энергия, запасенная в магнитном поле катушки, переходит к электрическую; по контуру опять проходит ток, но в обратном направлении, и конденсатор вновь заряжается. Далее процесс повто­ ряется и возникают периодические колебания тока и напряжения. Колебательный процесс разряда конденсатора аналогичен колеба­ ниям маятника. Частота колебаний не зависит от частоты перемен­ ного тока, питающего трансформатор ЯГ, а зависит лишь от параметров колебательного контура: емкости СКУ индуктивности LK и активного сопротивления RK. Как известно из теории

колебательных контуров, собственная частота колебаний f K опре­ деляется из следующего выражения:

Активное сопротивление колебательного контура при разряде сравнительно невелико. Поэтому при соответствующем подборе зна­

также в виде электромагнит­ ных излучений в окружающее пространство. Когда осциллятор под­

ключен к дуге, то часть энергии контура выделяется в дуговом про­ межутке. Вследствие рассеивания энергии контура колебания будут затухающими, т. е. амплитуды напряжений и токов с течением времени будут уменьшаться до тех пор, пока конденсатор полностью разрядится и колебания прекратятся (фиг. 114). Скорость затухания увеличивается, а время или число периодов колебаний, в течение которых разряд затухает, уменьшается с увеличением активного сопротивления контура. Так как частота колебаний в контуре fK во много раз больше промышленной частоты питающего переменного тока (fn = 50 гц), то колебательный разряд затухает гораздо быстрее, чем в полпериода сварочного тока промышленной частоты. При затухании разряда искра гаснет и конденсатор заряжается вновь в обратном направлении только в следующем полупериоде питающего переменного тока, когда колебательный разряд повто­ ряется (фиг. 114). Таким образом, колебательный процесс в осцил­ ляторе происходит в виде группы высокочастотных затухающих импульсов, имеющих в начале сравнительно большую амплитуду,

т.е. высокое напряжение. Продолжительность действия импульсов,

т.е. время затухания, меньше времени полупериода тока промышлен­ ной частоты. Между двумя группами импульсов в двух соседних полуперйодах существует интервал, в течение которого ток в контуре и колебательный разряд отсутствуют.

Импульсный высокочастотный ток, протекающий в катушке LK колебательного контура, индуктирует в связанной с ней катушке Le такие же затухающие импульсы напряжения высокой частоты. Эти импульсы сравнительно высокого напряжения и высокой частоты подводятся к дуге параллельно сварочному трансформатору. Как показали исследования [43], [44], продолжительность действия группы импульсов колеблется в зависимости от условий в разрядном промежутке от 7б до 2/3 полупериода сварочного тока, т. е. от 2 до 6 миллисекунд, при продолжительности одного импульса, измеряемого микросекундами. Соответственно интервал между двумя группами импульсов в соседних полупериодах переменного тока промышлен­ ной частоты составляет от 8 до 4 миллисекунд. Следовательно, в дуге в некоторые промежутки времени, измеряемые долями полупериода промышленной частоты, действуют одновременно низкое напряжение сварочного трансформатора и высокое напряжение группы импульсов высокой частоты. Если в момент действия группы импульсов сварочный ток переходит через нуль, т. е. происходит перемена полярности и дуга угасает, то под влиянием высокого напряжения импульсов, даваемых осциллятором, повторное зажи­ гание дуги существенно облегчается. Наилучшие условия повтор­ ного зажигания будут, когда группа импульсов достаточно высокого напряжения совпадает с моментом перехода сварочного тока через нуль (фиг. 115, а). Это условие выполняется, когда начало действия группы импульсов опережает сварочный ток на угол 0О, меньший 90°. Если соотношение фаз будет иным, то эффективность действия осцил­ лятора может резко снизиться. Так, например, в случае, когда середина группы импульсов высокого напряжения совпадает с мак­ симумом сварочного тока, то в момент перехода сварочного тока через нуль импульсы вообще могут отсутствовать (фиг. 115, б). Действие осциллятора запаздывает, и его влияние на процесс повторного зажи­ гания дуги незначительно. Следовательно, правильное соотношение фаз группы импульсов и сварочного тока имеет большое значение для эффективности действия осциллятора. Если питающий трансфор­ матор осциллятора ПТ подключен к выводам вторичной обмотки сварочного трансформатора (см. фиг. 112), то фазы входного напря­ жения осциллятора и напряжения сварочного трансформатора совпа­ дают. Сварочный ток смещен по фазе по отношению к вторичному напряжению сварочного трансформатора. Этот сдвиг фаз зависит от соотношения активных и индуктивных сопротивлений в сварочной цепи. В свою очередь, начало возникновения группы импульсов осциллятора также смещено по фазе к его входному напряжению, причем этот сдвиг зависит от соотношения активных и реактивных сопротивлений колебательного контура и питающего трансформатора. Так как между параметрами сварочного трансформатора и осцилля­ тора нет определенной связи, то соотношение между фазой группы импульсов осциллятора и фазой сварочного тока в значительной сте­ пени является случайным и зависит от режима сварки. Поэтому дей-

Фиг. 115. Различные соотноше­ ния фаз группы импульсов осциллятора и сварочного тока:

а — при опережающем действии; б— при запаздывающем действии осцил­ лятора; 1 — группа затухающих импульсов осциллятора; 2 — кривая сварочного тока

1$ = / (t)\ 3 — кривая напряжения дуги «^ = /(/); / — время действия импульсов

двумя группами импульсов в двух соседних полупериодах; Ь0 — опережающий угол сдвига фаз группы импульсов и сварочного тока; 03— угол запаздывания действия группы импульсов.

ствие осциллятора может быть в некоторых случаях недостаточно эффективным для повторных зажиганий дуги.

При работе осциллятора на дугу амплитудное значение импульсов уменьшается, так как характеристика выходного напряжения осцил-' лятора будет падающей из-за значительного индуктивного сопро­ тивления схемы для токов высокой частоты.

Действующее значение выходного напряжения осциллятора дости­ гает при холостом ходе около 2500—3000 в. При горении дуги это напряжение снижается до 200—400 в. Уменьшения напряжения импульсов при включении осциллятора на дугу также нескол! ко сни­ жает эффективность его действия при повторных зажиганиях дуги. Чем мощнее дуга и, следовательно, меньше ее сопротивление, тем больше ток осциллятора и тем меньше величина импульсов. Поэтому влияние осциллятора на повторное зажигание в мощных дугах, особенно в дугах под флюсом, может быть весьма слабым. В дуге под флюсом в момент перехода сварочного тока через нуль газовый промежуток шунтируется расплавленным флюсом, имеющим малое сопротивление. Поэтому ток осциллятора будет в этот момент срав­ нительно большим, а величина импульсов напряжения мала. Для дуги под флюсом необходимы осцилляторы большой мощности, что делает применение их нерациональным. В открытой или защищенной дуге явления шунтирования не имеют места, и поэтому применение осцилляторов более рационально.

Влияние уменьшения величины импульсов проявляется в первую очередь лишь при повторных зажиганиях дуги. Первоначальное зажигание дуги благодаря осциллятору значительно облегчается, так как фазировка импульсов при отсутствии тока дуги не имеет значения, а импульсное напряжение осциллятора при холостом ходе достигает большой величины.

На работу осциллятора существенное влияние оказывает состоя­ ние искрового промежутка. При очень малых искровых промежутках пробивное напряжение и, следовательно, амплитуды импульсов будут сравнительно невелики, что снижает эффективность действия осциллятора. При частичном закорачивании искрового промежутка возникает колебательный разряд низкого напряжения, т. е. осцил­ лятор практически не работает. Наоборот, при очень большом зазоре искровой промежуток не пробивается и колебательный разряд отсутствует.

В осцилляторах М-3 и ОС-1 разрядник имеет два зазора общей длиной от 1,5 до 2,0 мм. Зазоры обычно регулируются на заводеизготовителе и их не следует без особой надобности изменять. Элек­ троды разрядника выполняются из меди или тугоплавкого сплава и снабжены пластинами для усиления охлаждения. При эксплуатации осциллятора надо в первую очередь обращать внимание на состояние разрядника и тщательно очищать рабочие поверхности электродов. Также необходимо систематически проверять плотность всех соеди­ нений и состояние блокировочных контактов.