Конспект лекцій розроблено відповідно до робочої навчальної програми дисципліни "Зварювальні джерела живлення". У конспекті лекцій узагальнено та систематизовано основні положення технічних і технологічних розробок джерел живлення для електродугового зварювання, що сприяють кращому розумінню принципу 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 спеціальністю 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка галузі знань 14 - Електрична інженерія. Конспект лекцій може бути використаний студентами всіх форм навчання, слухачами інституту післядипломної освіти та корисний для інженерно-технічних працівників, які експлуатують зварювальні джерела живлення. 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 зварювальної дуги………………………… . 12 1.4 Теплові властивості зварювальної дуги………… . . 17 1.5 Вольт-амперна характеристика дуги……………… 20 1.6 Статична стійкість системи джерело живлення - дуга…… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.7 Еластичність дуги………………………………… . . 25 1.8 Постійна складова зварювального струму……… . . 26 1.9 Трифазна зварювальна дуга……………………… 27 1.10 Магнітне дуття дуги……………………………… 29 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 ВЛАСТИВОСТІ І ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЖЕРЕЛ ЖИВЛЕННЯ…………………………… 33 2.1 Основні вимоги, що ставляться до джерел живлення……………………………………… 33 2.2 Зовнішня характеристика джерела живлення………………………………………………… 35 2.3 Статичні характеристики джерел живлення………. 38 2.4 Динамічні властивості джерела живлення………. . . 40 2.5 Структура позначень типів електрозварювального устаткування…………………………………………… . 41 2.6 Класифікація джерел живлення……………………. 42 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3 ЗВАРЮВАЛЬНІ ТРАНСФОРМАТОРИ………… . 45 3.1 Загальні відомості про зварювальні трансформатори…... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.1.1 Дуга змінного струму в колі з резистором……. . . 45 3.1.2 Дуга змінного струму в колі з індуктивністю… . . 46 3.1.3 Вимоги до параметрів джерела змінного струму. . 46 3.1.4 Призначення, переваги і недоліки зварювальних трансформаторів………………………………………. . . 47 3.2. Трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням…………………………………………….. 48 3.2.1 Електромагнітна схема трансформатора………… 48 3.2.2 Дросель з повітряним зазором…………………… 50 3.2.3 Дросель насичення………………………………… 52 3.3 Трансформатори зі збільшеним розсіюванням……. 54 3.3.1 Електромагнітна схема трансформатора………… 54 3.3.2 Формування падаючої зовнішньої характеристики в трансформаторі зі збільшеним розсіюванням……….. 55 3.3.3 Регулювання режиму в трансформаторі зі збільшеним розсіюванням……………………………. 55 3.3.4 Трансформатор з рухомими обмотками…………. 57 3.3.5 Трансформатор з рухомим магнітним шунтом…………………………………………………… 60 3.3.6 Трансформатор з підмагнічувальним шунтом…... 61 3.3.7 Трансформатор з реактивною обмоткою………… 62 3.3.8 Трансформатор з рознесеними обмотками……… 63 3.3.9 Трансформатор з індуктивністю і ємністю……… 64 3.3.10 Трансформатор з імпульсним стабілізатором….. 65 3.4 Трансформатори з фазовим керуванням…………… 65 3.4.1 Принципова схема тиристорного Трансформатора………………………………………… 65 3.4.2 Регулювання режиму в тиристорному трансформаторі………………………………… 66 3.4.3 Формування зовнішніх характеристик в тиристорному трансформаторі………………………. 67 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … 67 4 ЗВАРЮВАЛЬНІ ВИПРЯМЛЯЧІ…………………... 68 4.1 Загальні відомості про зварювальні випрямлячі 68 4.1.1 Будова, класифікація, переваги …………………... 68 4.1.2 Конструкції трансформаторів у складі зварювальних випрямлячів ……………………………. 70 4.2 Випрямлячі, керовані трансформатором ………….. 71 4.2.1 Формування зовнішніх характеристик випрямляча за допомогою трансформатора …………... 71 4.2.2 Випрямляч, керований трансформатором з секціонованими обмотками …………………………….. 72 4.2.3 Випрямляч, керований трансформатором з магнітною комутацією ………………………………….. 73 4.2.4 Випрямляч, керований трансформатором зі збільшеним розсіюванням ……………………………… 74 4.3 Тиристорні і транзисторні випрямлячі …………….. 75 4.3.1 Фазове регулювання режиму в тиристорному випрямлячі……………………………………………….. 75 4.3.2 Формування зовнішніх характеристик в тиристорному випрямлячі ………………………............ 77 4.3.3 Випрямляч з тиристорним випрямним блоком 78 4.3.4 Випрямляч з тиристорним регулятором у первинному колі ……………………………………........ 82 4.3.5 Випрямляч з транзисторним регулятором ………. 84 4.4 Випрямлячі з дроселем насичення ………………… 86 4.4.1 Регулювання режиму за допомогою дроселя насичення ………………………………………………... 86 4.4.2 Випрямляч, керований дроселем насичення з самопідмагнічуванням …………………………………. 87 4.5 Інверторні випрямлячі ……………………………… 88 4.5.1 Принцип дії інверторного випрямляча ………….. 88 4.5.2 Випрямляч з тиристорним інвертором ………….. 91 4.5.3 Випрямляч з транзисторним інвертором ………... 94 4.6 Багатопостові випрямні системи ………………….. 96 4.6.1 Загальні відомості про багатопостові системи …. 96 4.6.2 Багатопостові випрямлячі ………………………... 98 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 5 ЗВАРЮВАЛЬНІ ГЕНЕРАТОРИ…………………… 101 5.1 Загальні відомості про генератори, перетворювачі, агрегати…………………………………………………... 101 5.2 Колекторні генератори ……………………………… 101 5.2.1 Загальна будова …………………………………… 101 5.2.2 Генератор незалежного збудження з послідовною розмагнічуючою обмоткою …………………………….. 102 5.2.3 Генератор з самозбудженням і послідовною розмагнічуючою обмоткою……………………………... 103 5.3 Вентильні генератори ………………………………. 104 5.3.1 Загальна будова, переваги і призначення ……….. 104 5.3.2 Однойменно-полюсний індукторний генератор 106 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 107 6 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИБОРУ І МОНТАЖУ ДЖЕРЕЛ ЖИВЛЕННЯ ………………………………. 108 6.1 Вибір, монтаж і запуск джерел……………………... 108 6.1.1 Методика вибору ………………………………….. 108 6.1.2 Розміщення і підключення ……………………….. 109 6.1.3 З'єднання джерел на паралельну і послідовну роботу……………………………………….. 109 6.2 Обслуговування та ремонт джерел…………………. 111 6.2.1 Організація обслуговування і ремонту ………….. 111 6.2.2 Усунення несправностей …………………………. 113 6.3 Безпечна експлуатація джерел ……………………... 113 6.3.1 Вимоги безпеки і ергономіки до конструкції джерел ……………………………………… 113 6.3.2 Заходи безпеки при експлуатації джерел………… 114 6.3.3. Пристрої зниження напруги холостого ходу …… 116 Контрольні запитання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ НА ДЖЕРЕЛА. . . . . . . . . . . 119