Статті та огляди про зварювальному обладнанні
ТИРИСТОРНІ і транзисторних ВИПРЯМЛЯЧІ В автономних зварювальних апаратів
Використання дизельних зварювальних агрегатів при виконанні ремонтно-монтажних робіт передбачає, що пов'язані з цим дії будуть проводиться віддалено від джерел енергопостачання і точок обслуговування.
Подібна віддаленість вимагає від автономних зварювальних апаратів підвищену надійність при максимальній тривалості роботи.
У зв'язку з цим застосування найбільш надійних і економічних вузлів стає одним з основних завдань при виборі моделі зварювального апарату. Так неодноразово піднімалося питання про переваги і недоліки тиристорних зварювальних випрямлячів або випрямлячів на IGBT-транзисторах.
Тут відразу необхідно відзначити, що будь-яка з вище згаданих моделей зварювальних випрямлячів має свої позитивні і негативні сторони. Вибір же автономного зварювального апарату з тим або іншим випрямлячем необхідно робити виходячи з планованих завдань і умов експлуатації.
Схема "економіка - термін експлуатації"
Схеми на IGBT- транзисторах.
Дані вузли є найбільш простими і дешевими у виробництві. Таке рішення забезпечує непогані вихідні характеристики на увазі високочастотної комутації.
Випрямлячі на IGBT-транзисторах дають гарну швидкодію і малі комутаційні втрати за умови оптимальної глибини насичення.
З огляду на, що при використанні схеми на IGBT- Спрощується пристрій управління струмом, т. К. Управляти доводиться одним транзистором замість 6 тиристорів (в агрегатах Shindaiwa);
- Через високої частоти пульсацій транзисторного регулятора струму досить тільки згладжує реакторів,
то має місце дуже істотне зниження вартості апаратів з подібними схемами управління струмом.
Недоліком транзисторної схеми є її низька надійність. Транзистори в порівнянні з тиристорами погано переносять кидки струму і імпульсні перенапруги, часто виникають в процесі електрозварювання. Крім того, знижена надійність транзисторів також пов'язана з їх роботою на більш високих частотах комутації (сотні, а то й тисячі герц). Через це в кристалах напівпровідників мають місце підвищені теплові втрати і комутаційні перенапруги, відчутно знижують ресурс.
Як наслідок при розрахунку на довгострокову експлуатацію слід враховувати додаткові витрати на заміну цих блоків (див схему "економіка - термін експлуатації")
Схема випрямляча на IGBT дозволяє здешевити агрегат, тим не менш, ціна випрямляча може досягати 20-30% в пропорційному еквіваленті вартості самого агрегату. Така висока ціна пов'язана з тим, що самі транзистори, захисні зворотні діоди і ін. Компоненти повинні мати дуже високою потужністю поряд з іншими технічними характеристиками. Володарі обладнання з випрямлячем на IGBT повинні бути готові до статті експлуатаційних непередбачених витрат на ремонт.
Тиристорні зварювальні випрямлячі.
Регулювання зварювального струму в тиристорних випрямлячах здійснюється шляхом регулювання кута відкриття тиристорів в діапазоні від 0 до 120º. Чим вище кут відкриття тиристорів, тим сильніше обмежується напруга на виході випрямляча і, відповідно, зварювальний струм. При більш глибокому регулюванні в сторону зменшення зварювального струму можна досягти зони переривчастих струмів з безтоковимі паузами в стовпі дуги. Це є недоліком класичного тиристорного випрямляча.
Однак, в агрегатах SHINDAIWA використовується трифазна мостова несиметрична схема з основними і допоміжними тиристорами і з 0-вим шунтувальним діодом і індуктивними реакторами. (Див. Схему 1). При кутах відкриття основних тиристорів, що перевищують 60º, в роботу включаються допоміжні тиристори, підключені до «мінусової» шині через баластні резистори. Завдяки складному схемотехнічному рішенням SHINDAIWA, їх випрямляч може працювати з кутами відкриття допоміжних тиристорів менш 60º і дозволяє повністю «піти» із зони переривчастих струмів при будь-яких значеннях зварювального струму, причому як в двохпостові, так і в Однопостовий режимах
Така модель управління (наприклад, в агрегатах Shindaiwa) має переваги:
- Стійкість до кидкам струму і імпульсного перенапруження, обумовлену фізичним пристроєм самих тиристорів;
- Природна комутація. на відміну від примусової в транзисторних пристроях;
- Чудові вихідні зварювальні характеристики в будь-якому діапазоні струмів;
Тобто за фактом, отримуємо більш плавне регулювання, 100% стабільність зварювальної дуги, вкрай високу надійність і тривалий термін експлуатації.
схема 2
Монтажна схема генератора
з випрямлячем на IGBT транзисторахСвітова і вітчизняна практика виявляє явну перевагу надійності тиристорної схеми зварювального випрямляча над транзисторної. Особливо це помітно в тривалості термінів експлуатації та надійності роботи. Підтвердженням даного факту може служити порівняння термінів гарантії для таких вузлів. Якщо для транзисторних для апаратів цей термін гарантії залишає зазвичай 1 рік, то для тиристорних він дорівнює 3 років.
У підсумку, якщо організація, що набуває автономний зварювальний агрегат орієнтується на короткострокову експлуатацію без особливої необхідності в надійності, то апарати з транзисторними схемами цілком виправдають своє придбання.
Якщо ж підприємство розраховує на довгострокову перспективу і зацікавлене в зниженні витрат і часу на обслуговування, то слід звернути увагу на агрегати типу Shindaiwa з тиристорної схемою управління.