В § 1.2 рассмотрены физические причины появления постоянной составляющей тока при сварке, показано ее неблагоприятное влияние на энергетические показатели и сварочные свойства источников тока и обоснована необходимость ее устранения или ограничения до тре­буемых по технологическим соображениям значений.

До недавнего времени в промышленности для полного или частич­ного устранения постоянной составляющей тока использовались два способа: включение последовательно в сварочную цепь конденсаторной батареи или резистора, зашунтированного силовым диодом.

Первый способ обеспечивает полное устранение постоянной состав­ляющей тока. В 50—60-е годы он широко использовался в зарубежных и отечественных специализированных установках для аргонодуговой сварки. Для его осуществления отечественной промышленностью были разработаны специальные электролитические неполярные конденсаторы серии ЭС-1000 на 1000 мкФ, 12 В. В установках УДАР-300 и УДГ-301 завода ’’Электрик” имени Н. М. Шверника на ток 315 А батарея содер­жала 100 таких конденсаторов, соединенных параллельно; ее масса составляла 45-50 кг, стоимость 140 руб. В установках УДАР-500 и УДГ-501 использовалось по 150 конденсаторов. Отказ от использова­ния конденсаторных батарей обусловлен технико-экономическими соображениями.

Второй способ получил распространение в основном при создании сборных сварочных постов для аргонодуговой сварки. Полярность диода выбирается такой, чтобы он про­пускал ток в полупериоды обрат - ной полярности. В полупериоде

ПОЯМОЙ ПОЛЯПНОСТИ ПИОП ЧЯКПЫТ

и значение тока ограничено резистором, подключенным параллельно дио­ду. Чтобы устранить постоянную составляющую тока при различных режимах сварки, резистор должен быть переменным. Недостаток такого устройства - необходимость его перенастройки при изменении режима сварки и значительные энергетические потери при прохождении прямой полуволны тока через резистор.

С началом использования в сварочной технике силовых тиристоров появились новые, более эффективные и экономичные способы ограни­чения постоянной составляющей тока.

Анализ динамики роста постоянной составляющей тока при фазовом регулировании, проведенный в § 1.2, показал возможность эффектив­ного ограничения постоянной составляющей тока путем встречно-парал­лельного включения в сварочную цепь диода для пропускания полу­волны тока обратной полярности и тиристора для пропускания полу­волны тока прямой полярности. Момент включения тиристора должен соответствовать некоторому углу <ркр, при котором длительность про­текания тока прямой полярности равна половине периода я. Угол вклю­чения <ркр можно отсчитывать от нуля сетевого напряжения, или можно ввести задержку на время т относительно момента окончания полу­волны тока обратной полярности, т. е. появления анодного напряжения на тиристоре.

На этой основе во ВНИИЭСО разработано новое [5] диодно-тирис­торное устройство ограничения постоянной составляющей тока в источ­никах с амплитудным регулированием тока (трансформаторы с под - магничиваемым шунтом, подвижными обмотками и т. д.). Во вторичную цепь сварочного трансформатора 77 (рис. 4.3) включен двухполюсник, состоящий из встречно-параллельно включенных диода VD1, тиристора VS1 с линией задержки на включение и резистора R1. Линия задержки содержит конденсатор С1, резистор R2 и переключающий диод VD2.

В полупериод обратной полярности t,~t2 (рис. 4.3,6, ось 1) сва­рочный ток /2 беспрепятственно проходит через диод VD1; напряжение на двухполюснике определяется прямым падением напряжения на диоде Д Uyj) (рис. 4.3, 6, ось 2).

После прекращения тока обратной полярности (момент t2) насту­пает пауза основного тока, ток дуги поддерживается через резистор R1. Напряжение на двухполюснике скачком возрастает до значения Uys, близкого к значению напряжения холостого хода трансформатора и20. Начинается заряд конденсатора СУ через резистор R2 линии задержки. По истечении заданного времени т = t2 ... 13 (около 1 мс) включается диод VD2 и конденсатор разряжается на управляющий переход тирис­тора VS1, последний включается и начинается полупериод тока прямой полярности. Напряжение на двухполюснике скачком падает до зна­чения прямого падения напряжения на тиристоре Дб^ (рис. 4.3,6, ось 2). Мощность, рассеиваемая на резисторе R1, незначительна, по­скольку резистор пропускает ток только во время задержки на вклю­чение тиристора.

Сопротивление резистора выбирается из условия поддержания минимального тока дуги.

Устройство не требует переналадки при изменении режима сварки и обеспечивает ограничение постоянной составляющей сварочного тока до уровня, не превышающего 10—12% от действующего значения тока.

Всесторонние сварочные испытания устройства дали положительные результаты. Устройство внедрено в модернизированных серийных уста­новках УДГ-301-1, УДГУ-301 и УДГ-501-1 завода ’’Электрик” имени Н. М. Шверника взамен батарей электролитических неполярных конден­саторов.

В источниках питания переменного тока с тиристорным регулиро­ванием отдельное устройство подавления постоянной составляющей тока не требуется. В этих источниках предусматриваются'две отдельные системы авторегулирования для тока прямой и обратной полярности [4]. Каждая система регулирования содержит свой задатчик значения тока, датчик тока, включенный последовательно с соответствующим тиристором, и формирователь импульсов управления для этого тирис­тора. Уставками задатчиков тока прямой и обратной полярности могут быть заданы значение и полярность постоянной составляющей тока или предусмотрена ее полная компенсация. При этом поддержание заданного значения постоянной составляющей тока осуществляется системами авторегулирования независимо от степени выпрямляющего действия дуги, ее длины и других факторов режима сварки.