Конспект лекцій розроблено відповідно до робочої навчальної програми дисципліни "Зварювальні джерела живлення". У конспекті лекцій узагальнено та систематизовано основні положення, стосовно технічних і технологічних розробок джерел живлення для дугового зварювання, що дозволяють краще зрозуміти принцип їх дії, будову і вимоги, що ставляться до джерел живлення зварювальної дуги. Описані джерела живлення змінного струму, випрямлячі, зварювальні генератори та інвертори. Призначено для підготовки бакалаврів за напрямом 6.050504 - "Зварювання". Конспект лекцій може бути використаний студентами всіх форм навчання, слухачами інституту післядипломної освіти. Він також може бути корисний для інженерно-технічних працівників, які займаються питаннями проектування і виготовлення зварних конструкцій. ЗМІСТ ВСТУП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1 ЕЛЕКТРИЧНА ЗВАРЮВАЛЬНА ДУГА 8 1.1 Характеристика і види електричної дуги……… . . . 8 1.2 Запалювання зварювальної дуги……………… . . . . 10 1.3 Будова дуги………………………………………… . 12 1.4 Теплові властивості зварювальної дуги………… . . 17 1.5 Вольт-амперна характеристика дуги……………… 20 1.6 Статична стійкість системи джерело живлення - дуга…… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.7 Еластичність дуги………………………………… . . 25 1.8 Постійна складова зварювального струму……… . . 25 1.9 Трифазна зварювальний дуга……………………… 26 1.10 Магнітне дуття дуги……………………………… 29 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 ВЛАСТИВОСТІ І ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЖЕРЕЛ ЖИВЛЕННЯ…………………………………………. . . 32 2.1 Основні вимоги, що ставляться до джерел живлення………………………………………………… 32 2.2 Зовнішня характеристика джерела живлення……………… 34 2.3 Статичні характеристики джерел живлення………. 37 2.4 Динамічні властивості джерела живлення………. . . 39 2.5 Структура позначень типів електрозварювального устаткування…………………………………………… . 40 2.6 Класифікація джерел живлення……………………. 41 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3 ЗВАРЮВАЛЬНІ ТРАНСФОРМАТОРИ………… . 44 3.1 Загальні відомості про зварювальні трансформатори…... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.1.1 Дуга змінного струму в колі з резистором……. . . 44 3.1.2 Дуга змінного струму в колі з індуктивністю… . . 45 3.1.3 Вимоги до параметрів джерела змінного струму. . 45 3.1.4 Призначення, переваги і недоліки зварювальних трансформаторів………………………………………. . . 46 3.2. Трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням…………………………………………….. 47 3.2.1 Електромагнітна схема трансформатора………… 47 3.2.2 Дросель з повітряним зазором…………………… 49 3.2.3 Дросель насичення………………………………… 51 3.3 Трансформатори зі збільшеним розсіюванням……. 53 3.3.1 Електромагнітна схема трансформатора………… 53 3.3.2 Формування падаючої зовнішньої характеристики в трансформаторі зі збільшеним розсіюванням……….. 54 3.3.3 Регулювання режиму в трансформаторі зі збільшеним розсіюванням……………………………. 54 3.3.4 Трансформатор з рухомими обмотками…………. 56 3.3.5 Трансформатор з рухомим магнітним шунтом…………………………………………………… 59 3.3.6 Трансформатор з підмагнічувальним шунтом…... 60 3.3.7 Трансформатор з реактивною обмоткою………… 61 3.3.8 Трансформатор з рознесеними обмотками……… 62 3.3.9 Трансформатор з індуктивністю і ємністю……… 63 3.3.10 Трансформатор з імпульсним стабілізатором….. 63 3.4 Трансформатори з фазовим керуванням…………… 64 3.4.1 Принципова схема тиристорного Трансформатора………………………………………… 64 3.4.2 Регулювання режиму в тиристорному трансформаторі………………………………………….. 65 3.4.3 Формування зовнішніх характеристик в тиристорному трансформаторі………………………. 66 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … 66 4 ЗВАРЮВАЛЬНІ ВИПРЯМЛЯЧІ…………………... 67 4.1 Загальні відомості про зварювальні випрямлячі 67 4.1.1 Будова, класифікація, переваги …………………... 67 4.1.2 Конструкції трансформаторів у складі зварювальних випрямлячів ……………………………. 69 4.2 Випрямлячі, керовані трансформатором ………….. 70 4.2.1 Формування зовнішніх характеристик випрямляча за допомогою трансформатора …………... 70 4.2.2 Випрямляч, керований трансформатором з секціонованими обмотками …………………………….. 71 4.2.3 Випрямляч, керований трансформатором з магнітною комутацією ………………………………….. 72 4.2.4 Випрямляч, керований трансформатором зі збільшеним розсіюванням ……………………………… 73 4.3 Тиристорні і транзисторні випрямлячі …………….. 74 4.3.1 Фазове регулювання режиму в тиристорному випрямлячі……………………………………………….. 74 4.3.2 Формування зовнішніх характеристик в тиристорному випрямлячі ………………………............ 76 4.3.3 Випрямляч з тиристорним випрямним блоком 77 4.3.4 Випрямляч з тиристорним регулятором у первинному колі ……………………………………........ 81 4.3.5 Випрямляч з транзисторним регулятором ………. 83 4.4 Випрямлячі з дроселем насичення ………………… 85 4.4.1 Регулювання режиму за допомогою дроселя насичення ………………………………………………... 85 4.4.2 Випрямляч, керований дроселем насичення з самопідмагнічуванням …………………………………. 86 4.5 Інверторні випрямлячі ……………………………… 87 4.5.1 Принцип дії інверторного випрямляча ………….. 87 4.5.2 Випрямляч з тиристорним інвертором ………….. 90 4.5.3 Випрямляч з транзисторним інвертором ………... 93 4.6 Багатопостові випрямні системи ………………….. 95 4.6.1 Загальні відомості про багатопостові системи …. 95 4.6.2 Багатопостові випрямлячі ………………………... 97 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 5 ГЕНЕРАТОРИ………………………………………... 100 5.1 Загальні відомості про генератори, перетворювачі, агрегати…………………………………………………... 100 5.2 Колекторні генератори ……………………………… 100 5.2.1 Загальна будова …………………………………… 100 5.2.2 Генератор незалежного збудження з послідовною розмагнічуючою обмоткою …………………………….. 101 5.2.3 Генератор з самозбудженням і послідовною розмагнічуючою обмоткою……………………………... 102 5.3 Вентильні генератори ………………………………. 103 5.3.1 Загальна будова, переваги і призначення ……….. 103 5.3.2 Однойменно-полюсний індукторний генератор 105 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 106 6 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИБОРУ І МОНТАЖУ ДЖЕРЕЛ ЖИВЛЕННЯ ………………………………. 107 6.1 Вибір, монтаж і запуск джерел……………………... 107 6.1.1 Методика вибору ………………………………….. 107 6.1.2 Розміщення і підключення ……………………….. 108 6.1.3 З'єднання джерел на паралельну і послідовну роботу……………………………………….. 108 6.2 Обслуговування та ремонт джерел…………………. 110 6.2.1 Організація обслуговування і ремонту ………….. 110 6.2.2 Усунення несправностей …………………………. 112 6.3 Безпечна експлуатація джерел ……………………... 112 6.3.1 Вимоги безпеки і ергономіки до конструкції джерел ……………………………………… 112 6.3.2 Заходи безпеки при експлуатації джерел………… 113 6.3.3. Пристрої зниження напруги холостого ходу …… 115 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ НА ДЖЕРЕЛА. . . . . . . . . . . 118