При использовании этой схемы удается удовлетворить основным требованиям ГОСТ 297-80. Напряжение на двух любых концах секций не превышает питающего.

Вся обмотка разбивается на несколько секций: обычно три, реже четыре. Каждая секция состоит из двух одинаковых дисковых катушек; таким образом, число дисков четно, что позволяет наиболее удобно расположить их в окне сердечника. Число витков при переходе от секции к секции наращивают обычно примерно в два раза.

Так как в пределах каждой секции катушки могут быть соединены и последовательно, и параллельно, а число витков в секциях различно, то число ступеней регулирования N определяется числом секций п: N = 2 . Таким образом, при наличии трех секций можно задать восемь ступеней регулирования, а при четырех - шестнадцать.

Большинство современных машин для контактной сварки ориентировано на использование переменного сварочного тока нормальной частоты. Силовые сварочные трансформаторы связываются с питающей сетью посредством включающих и выключающих устройств самой разнообразной конструкции. Основой силовых коммутирующих устройств машин переменного тока, получивших название контакторов, являются два включенных встречно-параллельно управляемых вентиля (рис. 6.2, а), в качестве которых используют тиристоры или игнитроны. Вследствие значительно меньших падений напряжений, меньших габаритных размеров и большей надежности запуска применение тиристоров более предпочтительно.

Применение электронных коммутирующих устройств на первичной стороне позволяет также осуществлять в достаточно широких пределах плавное регулирование первичного, а следовательно, и сварочного тока. Униполярный импульс сварочного тока можно получить кратковременно, подключив первичную обмотку сварочного трансформатора к источнику постоянного напряжения. Такой принцип положен в основу получения импульсов тока в низкочастотных машинах (рис. 6.2, б). Этот тип оборудования в точечных и шовных вариантах был разработан и освоен промышленностью в конце 1950-х годов. В качестве управляемых вентилей силового выпрямителя СВ, являющегося источником постоянного напряжения, использовались в то время ртутные управляемые вентили - игнитроны. Аппаратура управления этих машин выполнялась на лампово-релейных схемах. В связи с этими двумя обстоятельствами работа низкочастотных машин была недостаточно надежной. В 1970-х годах этот тип оборудования был вытеснен машинами постоянного тока и мощными конденсаторными. Внедрение в контактные машины силовых полупроводников управляемых вентилей - тиристоров, а также транзисторных и интегральных схем управления сделало целесообразным вновь перейти к выпуску низкочастотных точечных и шовных машин на новой элементной базе. 216

Секция!

Секция Л

СекцияШ

6) ®

2 w - zAj

Рис. 6.1. Типовые схемы переключений первичной цепи и таблица положений переключателя машин переменного тока завода Электрик

Рис. 6.2. Электрические схемы точечных машин

При работе точечных и рельефных машин время протекания сварочного тока составляет относительно небольшую долю общего времени сварочного цикла, остальное время идет на опускание электродов, сжатие деталей и т. п. При шовной сварке относительное время протекания тока больше, чем при точечной и рельефной, однако не превышает, как правило, 50 %. Поэтому для снижения установленной мощности сварочного оборудования в ряде случаев целесообразно во время отсутствия сварочного тока производить накапливание энергии сети в аккумулирующих устройствах. В качестве накопителей энергии предлагалось использовать конденсаторы, электрические аккумуляторы постоянного тока, вращающиеся массы с последующим преобразованием механической энергии в электрическую, электромагнитные накопители и некоторые другие.

Промьшлленное использование получила конденсаторная сварка. Наиболее широко применяется схема трансформаторно-конденсаторной сварки, предложенная в 1934 г. Г. И. Бабатом. Для соединения деталей малых сечений используется также и бестрансформаторная сварка.

Упрощенная принципиальная схема силовой части конденсаторной машины дана на рис. 6.2, в. Конденсаторная батарея, емкость которой С может регулироваться ступенчато, во время

отсутствия сварочного тока заряжается от трехфазного управляемого выпрямителя УВП. Напряжение заряда L/q может плавно регулироваться в широких пределах. Таким образом, энергия, накопленная в батарее, CUlf2, также регулируется в широких пределах. Для формирования импульса сварочного тока заряженная батарея отключается от выпрямителя и через управляемый вентиль ЕУ разряжается на первичную обмотку трансформатора ТС, при этом во вторичном контуре формируется импульс сварочного тока.

В современной практике контактной точечной сварки весьма часто используется колебательный разряд конденсатора. Кривая разрядного сварочного тока в этом случае определяется известной формулой

= - (6.1)

где L/q - напряжение батареи конденсатора в начале разряда; со - угловая частота.

С - емкость батареи конденсаторов, мкФ; п - коэффициент трансформации сварочного трансформатора (число первичных витков при одном вторичном).

Отношение r/(2L) дальше обозначено через b (1/с), т. е. 6 = = r/(2L), где г - активное сопротивление сварочного контура машины и суммарное сопротивление всех контактов между электродами точечной машины, мкОм; L - коэффициент самоиндукции сварочного контура, мГ.

Согласно уравнению (6.1), эффективный ток сваривающей волны

/-У = 1/ -И. (в.2)

функция ф (Ьт) имеет следующие значения:

Ьт......... О 1 2 3,5 5 10 15 23 30

Ф(Ьт)....... О 0,27 0.37 0,4 0,37 0,3 0,25 0.2 0.17

Для одной из конденсаторных машин на рис. 6.3 наглядно показаны формы кривых сварочного тока в зависимости от изменения основных параметров машины: числа витков в первичной цепи п, емкости батарей С и индуктивности сварочного контура L. Как видно, длительность включения тока, его амплитудное значение могут меняться в достаточно широких пределах для каждой машины. Весьма существенно и различие в скорости нарастания сварочного тока при каждом регулировании кривой тока.

В последнее время все большее распространение получают контактные машины постоянного тока, выпрямленного на вторич-