Ремонт сварочного аппарата ОЭ101У2

ЭЛЕКТРОСВАРКА

Ремонт сварочного аппарата ОЭ101У2

И.Н. Пронский, г. Киев

Промышленность выпустила большое количество сварочных аппаратов с электронным управлением током. Но принципиальные схемы и пояснения к ним невозможно найти. Автор столкнулся с этой проблемой при ремонте сварочного аппарата ТДЭ 101У2 соседа. Несмотря на малое количество деталей (рис.1), аппарат имеет сложную схему управления. Как известно, тиристоры управляются током (напряжение управления обычно 2 - 5 В) и являются не-запираемыми токовыми ключами. Ток сварочного аппарата регулируется косвенным путем. Изменяя период протекания тока в первичной обмотке, добиваются изменения тока во вторичной обмотке. Так как ток в первичной обмотке мал (до 20 А), то этот вариант был внедрен в ТДЭ 101У2.

Работа схемы управления

Переменное напряжение сети 220 В поступает на понижающий трансформатор Т2 (обмотка W1, трансформатор сфазирован синфазно по отношению к Т1). С обмотки W2 Т2 через токоограничивающее сопротивление R1 ток протекает к VD1 - VD4. На выходе моста VD1 - VD4 выпрямленное напряжение (рис.2,6) "урезается” стабилитроном VD5 (на уровне напряжения стабилизации 22 В) (рис.2,в), в результате оно имеет трапецеидальную форму импульсов.
Конденсатор С1 заряжается через R7 (регулировка тока устанавливается на панели управления), R13, R6 и обмотку W1 ТЗ. В качестве элемента сравнения используется однопереходной транзистор VT1. При достижении на конденсаторе С1 напряжения порога срабатывания VT1 транзистор открывается, и С1 разряжается через переход Э-Б1 VT1, W1 ТЗ. На первичной обмотке W1 ТЗ формируется импульс длительностью 0,7 - 4 мс (в зависимости от положения движка R7 на панели управления). Так

как длительность трапецеидальных импульсов 10 мс, то при минимальном сопротивлении R7 длительность генерируемых импульсов будет 0,7 мс. При этом генерируется несколько импульсов через равные промежутки времени (рис.2,г).
Для отпирания силовых тиристоров VS1, VS2 в схеме управления в качестве ключа используют тиристоры малой мощности VS1, VS2. На обмотках W2, W3 ТЗ, благодаря самоиндукции, наводится ЭДС импульсов, генерируемых схемой управления на W1 ТЗ. Так как W2, W3 намотаны противофазно, то и тиристоры VS1 и VS2 будут отпираться в одной из фаз переменного напряжения (рис.2,а), наводимого на обмотках W3, W4 Т2.
В данной схеме очень удачно используются два основных свойства работы тиристора. Первое - если напряжение на аноде-катоде тиристора противофазно, то ток через него не протекает, даже если на управляющий электрод подать импульсы отпирания тиристора. Второе -тиристоры отпираются первым импульсом управления, запираются, если ток через анод-катод равен нулю. Поэтому генерируемые несколько импульсов схемой управления на основе VT1 не влияют на уже открытый тиристор. Как только через открытый VS1 или VS2 начинает протекать ток, открываются VS3 или VS4 (в зависимости от фазы сетевого напряжения) и первичная обмотка W1, W2 Т1 соединяется через открытый тиристор. В закрытом состоянии ток первичной обмотки протекает через дроссель L1.
Дроссель L1 необходим для уменьшения импульсных помех, возникающих в сети, благодаря отпиранию тиристоров VS3, VS4. На вторичных обмотках W3, W4 получаем напряжение (рис.2,ж), имеющее форму пилообразных импульсов. Форма этих импульсов изменяется в зависимости от угла отпирания VS3, VS4. При малом угле отпирания VS1, VS2 ток во вторичной обмотке ограничен. При большом угле отпирания он максимальный, достигающий 110 А. К сожалению, схема имеет ряд недостатков. Малая мощность VD1 - VD4, недостаточная фильтрация импульсных помех (возникающих во время горения дуги) в цепи питания схемы управления, что приводит к сбоям в схеме управления, незащищенность тиристоров VS1 и VS2 от обратных токов в цепи управляющих электродов, отсутствие тумблера включения аппарата. Эти недостатки приводят к выходу из строя элементов схемы. Во время ремонта автор рекомендует придерживаться правил техники безопасности, использовать неза-земленную измерительную аппаратуру, так как схема управления гальванически не развязана от сети.

E-mail: ra@sea.com.ua http://www.sea.com.ua Электрик №2 2001

Простой регулятор тока сварочного трансформатора

ЭЛЕКТРОСВАРКА

Простой регулятор тока сварочного трансформатора

С. В. Прус, Р. П. Копчак, г. Староконстантинов, Хмельницкая обл.

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.

Наиболее оптимальный вариант - еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело - цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.
После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы - широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.
При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе -работает не иначе, как "часики”.
Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока (рис.2). Среднее значение тока при этом уменьшается.

Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2.
При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети.
Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами (рис.3). Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.
В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.
Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МВТ на рабочее напряжение не менее 400 В.
Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).

Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

Литература

1.    Медведев А. ЮТ. От регулятора до антенны.

2.    Зубаль И. Сварочный трансформатор своими руками / /PadioaMamop. -2000.-М 5.

E-mail: ra@sea.com.ua http://www.sea.com.ua Электрик №10 2000