3.1. МАГНИТНОЕ И ТИРИСТОРНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Для бесконтактного электрического регулирования напряжения и тока в сварочных трансформаторах могут использоваться тиристорные или магнитные регуляторы.

Основное преимущество таких регуляторов — отсутствие подвиж­ных частей и, как следствие, высокая надежность и долговечность.

Как тиристорные, так и магнитные устройства осуществляют фазо­вое регулирование мгновенного, действующего и среднего значений напряжения нагрузки. При этом в зависимости от принятых схемных решений форма тока в нагрузке может иметь импульсный, прерывистый характер с бестоковыми паузами или непрерывную, практически прямо­угольную форму.

На рис. 3.1 приведены схемы источников на основе простейших магнитных и тиристорных регуляторов. В схемах магнитного регулиро­вания (рис. 3.1,д, в) применен дроссель насыщения ДН, на двух магни - топроводах которого размещены рабочие обмотки Wpl> Wp 2; обмотка управления Wy охватывает одновременно оба магнитопровода. Рабочие обмотки дросселя ДН включены встречно-последовательно, чтобы ЭДС основной частоты, наводимые в обмотке управления, взаимно компен­сировались. Однако при наличии тока управления /у в обмотке Wy

наводится ЭДС двойной частоты е2ы с амплитудой Е2шт = U2m — »

wp

где wp = wpl + wp2. В схеме рис. 3.1, а дроссель ДН работает в режиме ’’свободного” намагничивания [28]: сопротивление в его цепи управ­ления настолько мало, что не влияет на гармоническую составляющую тока гу, возникающую в цепи управления под действием ЭДС е2ы.

В схеме рис. 3.1, в дроссель ДН работает в режиме ’’вынужденного” намагничивания. В его цепи управления установлен дроссель L, подав-

лякнций полностью или частично гармоническую составляющую тока /у. В схеме тиристорного регулирования (рис. 3.1,6) тиристоры включены встречно-параллельно, в схеме рис. 3.1, г — по мостовой схеме, при этом в цепи выпрямленного тока id включен дроссель L, подавляющий гармоническую составляющую тока.

Схемы рис. 3.1, а, 6 относятся к схемам источников прерывистого тока нагрузки, а схемы рис. 3.1, в, г — к схемам источников непре­рывного тока прямоугольной формы. Если полагать источники идеаль­ными, т. е. пренебречь рассеянием и активными потерями в силовом трансформаторе Т, дросселях ДН и L, током холостого хода дросселя ДН, током утечки и потерями в тиристорах, то можно считать, что про­цессы регулирования напряжения и тока нагрузки в источниках с маг­нитным и тиристорным регулированием практически идентичны и, сле­довательно, схему рис. 3.1, а можно принять аналогом схемы рис. 3.1,6, а схему рис. 3.1, в — аналогом схемы рис. 3.1, г.

Преимуществам!, магнитных регуляторов над тиристорными явля­ется простота, высокая надежность и отсутствие в схемах силовых полупроводниковых приборов. Недостатки — большой расход активных материалов, низкий КПД и инерционность регулирования.

В связи с совершенствованием силовой полупроводниковой техники магнитные регуляторы (известные в литературе как дроссели насы­щения и подмагничиваемые трансформаторы [28, 7]), ранее широко использовавшиеся в отечественных и зарубежных источниках для арго­

нодуговой сварки и сварки под флюсом, практически полностью вы­теснены тиристорными регуляторами, позволяющими наиболее просто и экономно решать задачи стабилизации, программирования и дистан­ционного регулирования режима сварки, формирования требуемых внешних характеристик, ограничения напряжения холостого хода, управления значением постоянной составляющей сварочного тока. Поэтому далее будем рассматривать только тиристорные устройства. Одна конструкция подмагничиваемого трансформатора, получившего распространение в отечественных промышленных сварочных установках [11], будет рассмотрена в главе пятой при описании этих установок.

По причинам, изложенным ниже, устройства с прямоугольной фор­мой тока получили распространение в установках для аргонодуговой сварки и называются источниками с прямоугольной формой тока. Устройства с прерывистым регулированием тока получили распростра­нение при ручной дуговой сварке и автоматической сварке под флюсом и обычно называются тиристорными трансформаторами.