Источник питания для плазменной резки
тиристорный источник питания для плазменной резки металла
Использование: в различных отраслях промышленности для плазменно-дуговой обработки материалов. Сущность изобретения: тиристорный источник питания содержит формирователь пилообразного напряжения, сумматор напряжения задания датчика программного сигнала и напряжения датчика обратной связи по току нагрузки и генератор импульсов управления. Введение дополнительного датчика положительной обратной связи по напряжению, выход которого соединен с входом сумматора, а также снабжение датчиков обратной связи по току нагрузки и напряжению регуляторами позволяет повысить устойчивость работы и надежность тиристорного источника питания. При возрастании напряжения на дуге повышается выходное напряжение датчика обратной связи по напряжению и результирующее напряжение на выходе сумматора, вследствие чего уменьшается угол управления тиристорами, а рабочий ток поддерживается неизменным. Это позволяет повысить устойчивость работы тиристорного источника питания и разрезать металл большей на 30 — 40% толщины. Регулирование обратной связи по току нагрузки позволяет повысить надежность защиты источника питания и плазмотрона в аварийных режимах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Формула изобретения
1. ТИРИСТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА, содержащий последовательно соединенные блок аппаратуры управления, формирователь пилообразного напряжения и генератор импульсов управления, сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика программного сигнала, вход которого подключен к блоку аппаратуры управления, второй вход сумматора соединен с датчиком отрицательной обратной связи по току нагрузки, выход сумматора соединен с гененратором импульсов управления, выход которого подключен к тиристорному выпрямителю силовой цепи источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы источника при резке толстолистового проката, введен дополнительный датчик положительной обратной связи по напряжению, вход которого подключен к выходу фильтра силовой цепи, а выход соединен с входом сумматора.
2. Источник по п.1, отличающийся тем, что, с целью поддержания рабочего тока неизменным, датчик положительной обратной связи по напряжению снабжен регулятором.
3. Источник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, датчик отрицательной обратной связи по току нагрузки снабжен регулятором.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое техническое решение относится к тиристорным источникам питания для плазменно-дуговой обработки материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известен источник питания с дросселями насыщения для плазменной резки металла [1] , крутопадающие внешние статические вольт-амперные характеристики которого формируются управляемыми дросселями насыщения. Регулирование тока нагрузки в широком диапазоне осуществляется изменением тока в обмотках управления дросселями насыщения.
Недостатком источника питания является неудовлетворительные динамические характеристики дросселей насыщения и низкое условное рабочее напряжение на дуге (200 В) при напряжении холостого хода источника питания 300 В.
Прототипом предлагаемого решения является тиристорный выпрямитель [2], содержащий формирователь пилообразного напряжения, сумматор напряжения задания датчика программного сигнала и напряжения датчика обратной связи по току нагрузки, генератор импульсов управления, крутопадающие внешние статистические вольт-амперные характеристики которого формируются обратной связью по току нагрузки.
На сумматор с двумя дифференциальными входами подается напряжение с датчика программного сигнала и с противоположным знаком напряжение с датчика обратной связи по току нагрузки. Напряжение программного сигнала регулируется с помощью потенциометра, что позволяет в процессе работы выбирать требуемый ток в рабочем диапазоне от 200 до 500 А. Напряжение обратной связи с трансформаторов тока на вход сумматора подается без регулировки масштаба и определяется параметрами трансформаторов тока. Зависимость напряжения обратной связи от тока нагрузки определяет крутизну вольт-амперной характеристики источника и независимо от установленного тока в диапазоне 200-500 А обеспечивает в рабочем режиме напряжений дифференциальное сопротивление внешних статических характеристик — 10 Ом (паспорт, с.12). При напряжении холостого хода источника питания 320 В условное рабочее напряжение на дуге 270 В. При этом напряжении наблюдается неустойчивая работа источника питания, так как дифференциальное сопротивление характеристик уменьшается до — 1,5 Ом (паспорт, с.57), что приводит к снижению толщины разрезаемого металла, ухудшению качества резки и способствует двойному дугообразованию.
Целью изобретения является повышение устойчивости работы и надежности тиристорного источника питания при резке толстолистового проката.
Эта цель достигается тем, что введен дополнительный датчик положительной обратной связи по напряжению, вход которого подключен к выходу фильтра силовой цепи, а выход соединен с входом сумматора; для поддержания рабочего тока неизменным датчик положительной обратной связи по напряжению снабжен регулятором; для повышения надежности работы датчик отрицательной обратной связи по току нагрузки снабжен регулятором.
На чертеже представлена функциональная схема тиристорного источника питания плазменной резки металла.
Источник питания включает в себя силовую цепь, состоящую из коммутационной аппаратуры 1, силового согласующего трансформатора 2, тиристорного выпрямителя 3, силового фильтра 4, плазмотрона 5, и цепь управления работой выпрямителя, состоящую из блока 6 аппаратуры управления, формирователя 7 пилообразного напряжения, генератора 8 импульсов управления, формирователя 9 задания, датчика 10 обратной связи по току нагрузки с регулятором 11 уровня сигнала, датчика 12 выходного напряжения источника питания с регулятором 13 уровня сигнала и сумматора 14.
Модулирующее напряжение с формирователя 7 пилообразного напряжения и несущее напряжение с сумматора 14 и блока 6 аппаратуры управления подаются на вход шестиканального генератора 8 импульсов управления, который формирует управляющие импульсы для тиристорного выпрямителя.
В первоначальный момент включения источника на вход сумматора 14 подается напряжение только с формирователя 9 задания, так как отсутствуют рабочий ток и напряжение. При отсутствии напряжения на выходе датчиков обратной связи по току нагрузки и выходного напряжения источника питания напряжение формирователя задания позволяет в момент включения источника полностью открыть силовые тиристоры. При протекании выпрямленного рабочего тока нагрузки с выхода датчика 12 обратной связи по напряжению, представляющего собой, например, делитель напряжения с регулируемым плечом в виде потенциометра, напряжение подается на вход сумматора. Одновременно с противоположным знаком на вход сумматора поступает напряжение с выхода датчика 10 обратной связи по току нагрузки. Результирующее напряжение сумматора изменяет величину несущего напряжения генератора импульсов управления и тем самым осуществляет изменение углов управления тиристоров. При увеличении выходного напряжения сумматора угол управления тиристорами уменьшается и рабочий ток возрастает, и наоборот.
При резке толстолистового проката или увеличении омического сопротивления нагрузки у серийно выпускаемых источников питания рабочий ток уменьшается. В нашем случае при увеличении выходного напряжения источника соответственно увеличивается выходное напряжение датчика обратной связи по напряжению, благодаря чему возрастает результирующее напряжение сумматора и, как следствие, уменьшается угол управления тиристорами, а рабочий ток поддерживается неизменным. Увеличение регулятором уровня сигнала коэффициент пропорциональности выходного напряжения датчика обратной связи по напряжению, можно получить увеличение тока при возрастании выходного напряжения источника, т. е. задавать угол наклона вольт-амперной характеристики источника в обе стороны относительно вертикали в зависимости от технологических потребностей. Увеличение регулятором уровня сигнала коэффициента пропорциональности выходного напряжения датчика обратной связи по току позволяет «завалить» нижнюю часть вольт-амперной характеристики, т.е. при снижении на нагрузке напряжения уменьшить ток через нее. Это позволяет в аварийных режимах, например при касании плазмотроном разрезаемого металла, когда резко уменьшается сопротивление нагрузки и напряжение на ней, уменьшить аварийный ток до уровня, значительно меньшего рабочего тока, и автоматически отключить источник питания.
Использование предлагаемого тиристорного источника питания позволяет разрезать металл большей на 30-40% толщины при улучшении качества реза, при этом повышения надежности защиты источника питания и плазмотронов в аварийных режимах.
Промышленные образцы источников питания для плазменной обработки
Основными изготовителями серийного оборудования для плазменной обработки являются ленинградский завод «Электрик» (установки для плазменной сварки УПС-301, УПС-501, УПС-804) и Степанаванский завод ВЧЭО (установки для плазменной резки УПР-201, АПР-401, АПР-402, АПР-403). Основные параметры этих установок приведены в табл. 1.
| Тип установки | Наименование процесса | Напряжение холостого хода, В | Рабочее напряжение на дуге, В | Пределы рабочего тока, А | Плазмообразующий газ |
| УПС-301 | Ручная плазменная сварка | 80 | 18—40 | 4—315 | Аргон |
| УПС-501 | Механизированная плазменная сварка | 80 | 23—45 | 70—500 | Аргон, гелий |
| УПС-804 | То же | 180 | 50—90 | 300—800 | Аргон, гелий, углекислый газ |
| АПР-401 АПР-402 АПР-403 | Механизированная плазменная резка | 300 | 200 250 200 | 100—450 100—500 100—459 | Воздух |
| УПР-201 | Ручная плазменная резка | 180 | 150 | 150—250 | Воздух |
Установка УПС-301 предназначена для ручной плазменной сварки на токе прямой и обратной полярностей цветных металлов, нержавеющих и легированных сталей. Установка состоит из источника питания, выносного блока возбуждения дуги и набора плазмотронов.
Источник питания представляет собой тиристорный выпрямитель, выполненный по шестифазной схеме с уравнительным реактором. В нем применен упрощенный вариант схемы, показанной на рис. 14, в (без вольто-добавочных обмоток), что позволило расширить диапазон рабочих токов установки. Использование выносного блока, в котором размещены осциллятор, элементы цепи дежурной дуги и газовая схема, увеличивает радиус действия установки. Схема управления обеспечивает импульсный режим работы и заварку кратера.
Установка УПС-501 служит для механизированной плазменной сварки на токах прямой и обратной полярностей меди и ее сплавов, алюминия и его сплавов, нержавеющих сталей. В установке применен универсальный тиристорный источник питания типа ВДУ-504. Плазмотрон размещается на сварочной головке, которая перемещается по направляющей рейке. Схема управления установкой обеспечивает работу в ручном и полуавтоматическом режимах. Она снабжена механизмами перемещения сварочной головки и подачи присадочной проволоки.
Установка УПС-804 используется для механизированной плазменной сварки на токах прямой и обратной полярностей цветных металлов, нержавеющих и малоуглеродистых сталей. Конструкция ее аналогична конструкции установки УПС-501. Отличие состоит в применении более мощного источника питания с повышенным напряжением холостого хода. Для увеличения надежности возбуждения дуги в среде углекислого газа в ИП имеется вспомогательный источник, включенный по схеме, приведенной на рис. 14,6.
Установка АПР-401 предназначена для механизированной скоростной воздушно-плазменной резки черных и цветных металлов толщиной до 80 мм. Она комплектуется выпрямителем типа ВПР-402М для плазменной резки. Выпрямитель состоит из трехфазного трансформатора, управляемого трехфазного дросселя насыщения, выпрямительного блока и пускорегулирующей аппаратуры.
Дроссель насыщения служит для получения крутопадающих внешних характеристик. Его обмотки переменного тока (рабочие) включены встречно-последовательно в линейную цепь трансформатора. Управляющая обмотка (подмагничивания) охватывает все шесть сердечников трех фаз дросселя и питается выпрямленным током.
Установка АПР-402У4 используется для скоростной механизированной воздушно-плазменной резки черных металлов толщиной до 130 мм, алюминия и его сплавов— до 130 мм, а также меди и ее сплавов — до 100мм. Она может применяться и для резки заготовок из стальных и алюминиевых листов толщиной до 160 мм.
В качестве источника питания сжатой электрической дуги служит полупроводниковый управляющий выпрямитель с крутопадающими внешними характеристиками. Схема управления автоматически обеспечивает: возбуждение режущей дуги, плавное нарастание рабочего тока при изменении расстояния между плазмотроном и изделием, снятие напряжения с плазмотрона при нарушениях работы его системы охлаждения, выключение установки при выходе из строя вентиляции.
Установка УПР-201У3 предназначена для ручной воздушно-плазменной резки. Источник питания выполнен по трехфазной мостовой схеме на тиристорах Т-166. В основу схемы ИП положена разработанная во ВНИИЭСО и внедренная в серийное производство унифицированная система фазового управления тиристорными выпрямителями.
Установка АПР-403У4 по своим электрическим характеристикам и принципу построения электрической схемы аналогична установке АПР-401У4. Основное конструктивное отличие — размещение элементов схемы управления установкой в корпусе источника питания.
Источники тока для плазменной резки — Каталог промышленного оборудования.
Источники тока для плазменной резки
Выбор источника тока является основополагающим фактором возможностей портальной машины термической резки. Кроме этого стоимость комплекса оборудования на 20-50% состоит именно из стоимости источника тока. Поэтому можно сказать что именно от правильности сделанного выбора будет зависеть максимальная рентабельность машины термической резки и соответствие параметров резки техническому заданию. Кроме этого надо понимать и учитывать гармоничность создаваемого комплекта: нет смысла ставить сложные системы на машины бюджетного класса — «разрыв» параметров портала и источника тока нивелируют высококачественный источник до уровня портальной машины.
Установки плазменной резки АПР-150К (КМ)
Установки для воздушно-плазменной резки предназначены для ручной, механизированной или автоматической (в составе портальных машин) резки любых металлов и сплавов, в том числе нержавеющих сталей, алюминия, меди, титана.
Источник АПР-150К имеет плавную регулировку тока резки во всем диапазоне (25. 150 А), плавное нарастание тока при поджиге и высокую стабильность тока резки, благодаря высокочастотным ШИМ-преобразователям, используемым в схеме источника. Это позволяет получить отличное качество реза, устойчивый поджиг и горение плазменной дуги и большой диапазон толщин для резки, а также повысить ресурс работы расходных деталей плазмотронов. Источник АПР-150КМ имеет возможность последовательного соединения с получением в итоге максимального тока резки 300А.
Технические характеристики АПР-150К
УСТАНОВКИ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ АПР-200К, АПР-260К, АПР-400К
Установка плазменной резки АПР предназначена для воздушно-плазменной и кислородно-плазменной резки металлов постоянным током прямой полярности («-» на катоде плазмотрона, «+» на изделии). Установка представляет собой источник питания плазменной дуги для работы в составе автоматизированного комплекса. Установка соответствует техническим условиям ТУ 3441-001-50014349-2007 и допускает работу с различными плазмотронами.
Установка плазменной резки АПР обеспечивает:
- — работу в продолжительном режиме (ПВ=100%);
- — дистанционную регулировку тока нагрузки;
- — автоматическое включение и выключение дежурной дуги;
- — стабилизацию тока резки при изменениях напряжения в сети и изменении величины нагрузки;
- — защиту от короткого замыкания в нагрузке;
- — плавное нарастание тока резки при поджиге дуги.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установка изготавливается в исполнении УХЛ4 категория размещения 4, для типа атмосферы 11 по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543, предназначена для работы в следующих условиях:
— Высота над уровнем моря не более 2000 м;
— Интервал температур окружающей среды от +5 до +35ºС в макроклиматических районах с умеренным климатом и среднемесячном значении относительной влажности окружающего воздуха 65 % при температуре +20 º С;
— В помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями (в закрытых отапливаемых и вентилируемых производственных помещениях);
— В атмосфере воздуха, соответствующей атмосфере промышленных районов.
ПРИМЕЧАНИЕ: Не допускается использование установки для работы в среде, насыщенной пылью, во взрывоопасной среде, а также в среде, содержащей едкие газы и пары в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
Система плазменной резки HyPerformance HPR130XD 
Система HPR130XD обеспечивает превосходное качество резки HyDefinition и снижение эксплуатационных расходов в два раза.
- Резка практически без окалины
– низкоуглеродистая сталь 16 mm - >Технологическая толщина прожига
– низкоуглеродистая сталь 32 mm - Максимальная толщина резки (от кромки)
– низкоуглеродистая сталь 38 mm
Толщина
Низкоуглеродистая сталь
Без образования окалины
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
16 mm
32 mm
38 mm
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
Скорость *
(низкоуглеродистая сталь)
Технические характеристики по руководству при самом высоком выходном токе
Диапазон по ISO 9013 **
Свариваемость
Готовность к сварке
Технологические газы для материалов
(плазмообразующий/ защитный
H35/N2, N2/N2, H35-N2/N2, F5/N2
Ar/воздух, Ar/N2
H35/N2,
воздух/воздух,
H35-N2/N2
Ток процесса
(резка)
Не все процессы доступны для всех материалов
Система плазменной резки HyPerformance HPR260XD
Система HPR260XD обеспечивает высокую скорость резки и работы в цикличном режиме, быструю смену режимов работы и высокую надежность для увеличения производительности.
- Резка практически без окалины
– низкоуглеродистая сталь 32 mm - Технологическая толщина прожига
– низкоуглеродистая сталь 38 mm - Максимальная толщина резки (от кромки)
– низкоуглеродистая сталь 64 mm
Толщина
Низкоуглеродистая сталь
Без образования окалины
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
32 mm
38 mm
64 mm
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
Промышленная (прожиг)
Предельная (начинается образование кромки)
Скорость *
(низкоуглеродистая сталь)
Технические характеристики по руководству при самом высоком выходном токе
Диапазон по ISO 9013 **
Свариваемость
Готовность к сварке
Технологические газы для материалов
(плазмообразующий/ защитный
H35/N2, N2/N2, H35-N2/N2, F5/N2
Ar/воздух, Ar/N2
H35/N2,
воздух/воздух,
H35-N2/N2
Ток процесса
(резка)
Не все процессы доступны для всех материалов
Плазменная установка
Оборудование (машины, установки) для плaзменных прoцессов резки, сварки, наплавки состoит из плазменной аппaратуры. механизмов, обеспeчивающих перемещение плазмотрона отноcительно обрабатываемого издeлия. Оно может функциoнировать в составe автоматизированных линий (станов).
Плазменная установка представляет собой комплект из:
- плaзмотрона (плазменной гoрелки),
- истoчника егo питания,
- системы упрaвления электричеcкими и гaзoвыми пaраметрами плазменной дуги.
Установки для сварки и наплавки кроме плазменных установок комплектуются обычно механизмами подачи присадoчной прoволоки, а в случaе наплавки порошкoвыми дoзаторами и мeханизмами кoлeбания плазмотрона. Оснoвныe сoставляющиe плазменной аппаpатуры (плазмотрон, источник питания, систeма управления) при всeм их многообрaзии имеют pяд общих схемныx и конструктивныx решeний.
Плазмотроны для сварки, наплавки и резки металлов представляют собой сочлененные в едином корпусе изолированные друг от друга катодный и сопловой узлы. Электрический ток, охлаждающая вода, рабочий и защитный газы подводятся к плазмотрону по кабель-шлангoвому пакету, котoрый стыкуeтся c плазмотроном либo внутри pукоятки ручной горелки, либo посрeдством штуцeрных соeдинений, расположeнных в вeрхней чaсти механизированного плазмотрона.
B плазмотронах для сварки и наплавки в кaчестве рaбочего и защитногo газов используeтся в основнoм аргон (режe гелий), а в кaчестве катода — тугoплавкий, стoйкий к инертнoй средe вoльфрамовый стeржень, закрепленный в цaнговом зажимe или впaянный в мeдный водoохлаждаемый катододержaтель. Плoтность тoка в кaнале сoпла, условно oпределяемая кaк
(где I — сила тока дуги, d — диaметр канaла соплa), обычнo невысокa (7-14A/мм 2 на тoках 200-300A), чeм обусловленo фoрмирование слабоoбжaтой плазменной дуги, oбеспечивающей спoкойный (бeз выплескoв) процeсс сварки или нaплавки.
В плазмотронах для резки в кaчестве рабочeго газa используeтся в оснoвном сжaтый воздух, а в кaчествe мaтериала кaтода — стoйкий в кислородсодержaнный кaтододержатель. Плoтность тoка в кaнале сoпла, oбуслoвливающая фoрмированиe жeсткой интeнсивнообжатoй дуги c выcокими рeжущими свoйствaми в плазмотронах для ручной резки сoстaвляет 25-30A/мм 2 , a в плазмотронах для мeханизирoванной резки 50-60A/мм 2 нa токaх 200-300A. К плазмотронам для рeзки прeдъявляют повышенныe требoвания пo тoчнoсти сбoрки и сooсности катодногo и сoплового узлoв.
Высoкие технолoгические пoказатели плазменных процессов сварки, резки, наплавки дoстигаются пpи опpеделенной взаимoсвязи мeжду гeометрией кaтодно-сoпловой кaмеры плазмотрона, фоpмирующей стoлб дуги, и параметрaми режима работы плазмотрона (тoка, рaсхода гaза).
Истoчники электрoпитания плазмотронов для сварки и наплавки выпoлнены нa бaзе сварочных выпрямителей c пaдающими внeшними вольтмпеpными хаpактеристиками (BAX) c пoвышенным напpяжением хoлостого хoда (дo 80B). Источники питания для ручнoй воздушноплазменной резки (BПР) пoстроены пo пpинципу свaрочных выпрямитeлей c пaдающими BAX, нo c нaпряжением хoлостого хoда дo 300B. Крeмниевые вeнтили и трехфазные трансформаторы c пoвышенным рассеяниeм (риc.1, a) oбусловливают прoстоту, нaдежность и нeвысокую стoимость, кoторые имеeт плазменная установка, нo срaвнительно низкoе качествo резки.
Системa упрaвления сoстоит из пультo и, пpи неoбходимости, шкaфа упрaвления, в кoторых рaзмещены устрoйство пoджига дуги, рeгуляторы рaсхода газa, электроблокирoвки, oтсекатели и дpугие элемeнты oодяных и гaзовых кoммуникаций, кoллектор кaбель-шлaнгового пaкета плазмотрона, рaзъем электрокaбеля для подключeния к истoчнику питaния. Нa пультe рaсположены прибоpы контpоля и pегулирования паpаметров плазменного пpоцесса. B устaновках для pучных плазменных пpоцессов пульт упpавления чaще всeго вcтроен в коpпусе истoчника питaния, a в установках для мeханизированных прoцессов — вмoнтирован в пaнель упрaвления установок.
Другие материалы относящиеся к темам «
Плазменная установка
, оборудование для плазменой сварки, наплавки и резки» :
Источники плазменной резки
На сегодняшний день плазменный метод резки стал наиболее востребованным при обработке металлических изделий. До этого периода популярность принадлежала газовому способу, но он постепенно теряет свои лидирующие позиции.
Причиной этого стал тот фактор, что применение плазмореза ускоряет процесс обработки. Также он обеспечивает небольшой по ширине разрез с минимальной площадью термического влияния на металл, который при этом не успевает закалиться и деформироваться.
Функционирования плазмореза базируется на регулярной подаче неионизированного газа в дугу, и его сжатии вихревым газовым потоком. Таким образом, газ создает тепловую энергию.
Виды источников
- Источники плазменной резки есть инверторные и аналоговые.
Аналоговые виды требуют мощности выше 2 кВт. К ним придется подключить массивный трансформатор.
Инверторные варианты включаются в обычную сеть. Они компактные, и более экономные. Но, такой плазморез не рассчитан на продолжительные включения, его мощность небольшая. Кроме этого, они чувствительны к перемене напряжения. Скачки в сети могут запросто вывести такой агрегат из строя.
При порезе изделия небольшой толщины используют стандартные варианты питания для сварных мероприятий с падающими характеристиками. А для мощных агрегатов, рабочую норму тока добавляют плавно или ступенчатым путем.
Плавное прибавление осуществляют при помощи специальных приспособлений или генераторов. Используя выпрямитель или трансформатор, советуют производить ступенчатое прибавление напряжения, используя переключаемые сопротивления.
Принцип работы источника плазменной резки
Есть еще некоторые требования, которые выставляют к этим механизмам:
- небольшая масса.
- небольшие размеры.
- большие показатели КПД.
Если нет специальных приборов, то плазморез комплектуют традиционными вариантами для дуговой сварки:
- трансформаторами,
- выпрямителями,
- генераторами.
Источники питания ставят одинаковые по типу. Потому, что номинальный ток подойдет для непродолжительных действий, а при длительных процессах нагрузку следует уменьшать.
Потенциальное напряжение плазмореза выше, чем у ресурса, исходя из этого, советуют последовательно соединять два или три накопителя одного типа. Также к стандартным вариантам монтируют схемы управления, которые включают дополнительные блоки:
- зажигающий дугу;
- защищающий плазмотрон;
- подающий газ.
Выбор источника
Выбор источника плазменной резки не менее важен, чем выбор непосредственно аппаратуры. От плазмореза зависима точность резки и комфортность при действиях. А от аккумулятора зависит качество среза (кромки), объем шлака, и максимальные нормы толщины детали.
Чтобы безошибочно выбрать тип питания плазмореза, определяют:
- какой материал будет взят в обработку;
- какой самый большой и самый маленький размер корпуленции резки;
- степень нагрузки в течение дня;
- индивидуальные особенности электросети, которую будут подключать;
- планируемая точность;
- понадобиться ли мобильность;
- какой процесс нарезания будет применен: механизированного или ручного типа;
- конструктивные особенности плазмотрона.
Исходный критерий подбора источника плазменной резки– это максимальная толщь металла для работы и его вид. Следует принимать во внимание и продолжительность включений, потребление электроэнергии, периодичность замен расходуемых компонентов.
Зачастую в магазине предоставляют только небольшой объем информации о модели, и ее комплектации. На основе этих данных нельзя принимать окончательное решение.
Если нужно выбрать модель, нельзя учитывать только максимальную толщину изделия для порезки. Не менее важно учесть его тип и способ разрезания.
Если выбрать плазморез только по значениям корпулентности, и не учесть способ нарезки и тип металла, то это приведет к тому, что аппаратура не выдаст указанных в характеристике возможностей. Например, агрегат с предельными данными в 45 мм, не осилит заготовку толщиною в 45 мм. Это не должно быть поводом для обвинений, что изготовители обманывают покупателей. Указанная в документах возможность рассчитана на углеродистую сталь, на безукоризненное обеспечение электричеством, и на ручной вид процесса. Важно знать, что значения в технических документах предельные, и они не являются определяющими для постоянного режима нагрузки на механизм. Для действий с металлом до 20 мм, следует выбрать вариант, который предназначен для материалов не тоньше 40 мм. На пробой это устройство одолеет максимум от 5 до 10 мм.
Устройство следует подбирать с указателем в два раза больше, чем толщина, которая планируется для работы.
Собираясь в магазин, четко определите:
- какой способ порезки планируется;
- какой самый большой размер толщины заготовки;
- тип металла.
У консультанта следует выяснить такие вопросы:
- Какие требования у аппарата к окружающей среде. Как влияет на его функционирование температура и влажность окружения. При каких условиях устройство работает без перебоев.
- Какое сетевое обеспечение выбрать для питания.
- Как часто выполняют замену расходных материалов.
- Могут ли в торговом заведении продемонстрировать оборудование на образцах заказчика.
- Какие отзывы о данных устройствах и производителе оставили покупатели.
Наиболее популярные агрегаты:
- Сварог;
- Hypertherm;
- Профи;
- Барс;
- Пурм.
Из изделий российского и зарубежного производства самым надежным по функциональным возможностям специалисты называют американский плазморез Hyperterm. Они самые распространенные на российском рынке.
Максимально безопасными и надежными считаются источники для плазменной резки Пурм. Эти аппараты отличаются простою использования, с ними справиться человек, не имеющий специальных навыков и знаний.
Чтобы избежать ошибок, и не тратить попусту время, можно проконсультироваться со специалистами. Они помогут выбрать оптимальное решение.
Воспользоваться всеми преимуществами плазменной обработки можно при наличии соответствующего оборудования. Выбрать прибор можно без труда, ассортимент этого товара достаточно обширный и цены тоже разные. При покупке источника плазменной резки необходимо ориентироваться не только на стоимость, но и расходы на обработку. Покупка недорогого варианта может привести к большим расходам на ремонт, на расходуемые компоненты, на испорченные детали.
Учитывая вышеизложенные советы, можно сделать правильный выбор источника. Тогда итоговый результат будет иметь высокое качество и большой объем производительности.
5.3.2. Устройство и принцип работы источников питания для воздушно-плазменной резки
Установка для автоматической воздушно-плазменной резки АПР-405 (рис. 5.24.) предназначена для комплектации стационарных резательных машин. Сетевое напряжение через автоматический выключатель QF и магнитный пускатель K1 подается на понижающий трансформатор Т с нормальным рассеянием. Тиристорный блок VS используется для выпрямления и плавного регулирования тока, а также для формирования вертикально падающей внешней характеристики за счет обратной связи по току. Питание дежурной дуги производится от основного источника через балластный реостат R и контактор К2. Для зажигания дежурной дуги используется импульсный возбудитель G типа ВИР-101, включенный последовательно в цепь источника дежурной дуги.
Рис. 5.24. Установка для автоматической воздушно-плазменной резки АПР-405
Для запуска установки на резку замыкают контакт К2. Срабатывает импульсный возбудитель, его высоковольтный разряд замыкается по цепи G (ВН)-сопло-электрод-С-земля-G. При этом загорится дежурная дуга между соплом и электродом плазматрона, ее ток по цепи VS-R-K2-G (ВН) — сопло-электрод-VS. После касания плазменной струей детали зажигается режущая дуга. Дежурная дуга при этом гасится размыканием контакта К2, а ток режущей дуги плавно увеличивается до заданного значения.
Подобную же схему имеют установки УПРП-201, УПР-203 и УПМО-401. Установка УПРП-201 предназначена для полуавтоматической плазменной резки; УПР-203 — для полуавтоматической резки и плазменной сварки в углекислой газе; УПМО-40 — для плазменно-механической обработки.
Источник БЭП-40 (рис. 5.25.) может использоваться для плазменной резки, сварки, наплавки и напыления. Он состоит из двух крупных конструктивных блоков — трансформаторного и выпрямительного. В состав трансформаторного блока входят автоматический выключатель QF, электромагнитный контактор K1, понижающий трехфазный трансформатор Т и дроссель L. Выпрямительный блок содержит блок тиристоров VS с обратным диодом VD4, блок диодов VD1-VD4, контакторы К2, К3 и балластный реостат R1, R2, R3. В состав источника также входит внешний электронный блок управления с устройством поджига дуги G.
Рис. 5.25. Схема источник БЭП-40
Источник работает в одном из четырех режимов.
В первом режиме источник используется для плазменной резки. Для получения высокого напряжения вторичные обмотки Т.2 и Т.З соединяются последовательно, а фазы образуют звезду, как и показано на рис.5.25. Обмотки дросселя L соединяются последовательно для достижения максимальной индуктивности. Для запуска на резку замыкают контакты К2 и К3, при этом срабатывает устройство поджига и источник дежурной дуги, образованный обмотками Т.4, блоками VD1 и VD3 а также балластными резисторами R1, R2, R3. Режущая дуга питается сначала вспомогательным источником Т.4,VD1, VD2, R1, R2, а затем и основным источником Т.2, T.3,VS, VD4 с плавным увеличением тока до заданной величины.
Во втором режиме источник используется для плазменного напыления при несколько пониженном напряжении основного источника. С этой целью фазы обмоток Т.2 и Т.3 трансформатора соединяют треугольником. Индуктивность дросселя L снижают параллельным соединением обмоток.
В третьем режиме напряжение основного источника еще снижают, для чего обмотки Т.2 и Т.3 включаются параллельно, а фазы соединяют в звезду. Этот режим также используется для плазменного напыления, при котором источник дежурной дуги может быть отключен, а разъем Х3 источника соединяется с соплом плазматрона.
Четвертый режим, предназначен для плазменной сварки и наплавки. При этом параллельно соединенные обмотки Т.2 и Т.З разных фаз образуют треугольник. Напряжение источника дежурной дуги снижают благодаря секционированию обмоток Т.4.
Источник БЭП-80 устроен подобным образом, но имеет более высокое напряжение и мощность. Предусмотрено объединение источников БЭП-40 м БЭП-80 по два и друг с другом для питания более мощных дуг.
