5. Источники питания сварочной дуги

Для питания сварочной дуги применяются специальные источники тока, отвечающие определенным техническим требованиям. Для оценки источников тока важное значение имеет внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения от тока нагрузки, графическое изображение которой представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Характеристики

источников тока: а) – обыкновенного; б) - сварочного

Источники тока для обычных целей (освещение, питание электродвигателей и др.) имеют жесткую (рис. 5.1а) внешнюю характеристику, приближающуюся к прямой. Такая форма внешней характеристики необходима потому, что обычные потребители требуют для нормальной работы постоянство напряжения питающей сети независимо от изменения нагрузки.

Совсем другие требования предъявляются к источнику тока для питания сварочной дуги (рис. 5.1б). Характеристика его должна быть падающей. При постоянном напряжении горящая дуга будет непрерывно разрастаться, и сила тока в ней будет увеличиваться до разрушения проводников цепи. Наличие падающей характеристики делает возможным устойчивое горение дуги при определенной постоянной силе тока. Характеристика дуги относится к определенной длине дуги L=const. Режим дуги постоянной длины можно менять, изменяя внешнюю характеристику источника тока. Сварочная дуга может питаться постоянным и переменным током. Максимальное напряжение источника тока из условий безопасности принимается не более 90 В.

5.1. Сварочные трансформаторы

Рис 5.2. Схемы сварочных трансформаторов

Сварочные трансформаторы просты по устройству, отличаются малыми размерами и весом, имеют высокий КПД, до 90%. Они расходуют электроэнергии почти в два раза меньше по сравнению с агрегатами постоянного тока. Для получения падающей характеристики последовательно с дугой в сварочную цепь включают необходимое индуктивное сопротивление. Можно выделить следующие основные системы сварочных трансформаторов:

- с отдельной дроссельной катушкой (рис. 5.2 а) во вторичной цепи;

- с дроссельной катушкой во вторичной цепи (рис. 5.2 б), конструктивно объединенной в одно целое с трансформатором;

- с увеличенной индуктивностью (рис. 5.2 в);

- с подвижной обмоткой (рис. 5.2 г); при сближении обмоток ток увеличивается и наоборот.

Рис. 5.3. Схема улучшения cos  сварочного трансформатора

Существенным недостатком сварочных трансформаторов является низкий коэффициент мощности cos . Этот недостаток вызывается принципом устройства сварочного трансформатора, в котором падающая характеристика создается высокой индуктивностью цепи, т. е. последовательно с дугой, которая является омическим сопротивлением, включено значительное индуктивное сопротивление, падение напряжения, на котором значительно превышает омическое.

Это и дает для сварочного трансформатора cos  = 0,4 - 0,5. Столь низкий коэффициент cos  весьма нежелателен для электрической сети в которую включен сварочный трансформатор и поэтому для его исправления к первичной обмотке параллельно включают конденсатор (рис. 5.3).