Сварочные генераторы постоянного тока, однопостовые генераторы
На данный момент преобладает сварка дугой переменного тока с едой от сварочного трансформатора, поскольку решающим довольно часто есть не уровень качества сварки, а дешевизна трансформаторов, простота их обслуживания, малый площадь для установки. Уровень качества же сварки как правило немного выше при постоянном токе. Сварка постоянным током легче осуществима в поле и по большому счету при отсутствии силовой электросети на месте работ.
Помимо этого, имеются работы, фактически осуществимые лишь на постоянном токе: сварка неплавящимся электродом, сварка металла малых толщин, сварка некоторых цветных металлов, наплавка жёстких сила-вод и пр.
Из источников постоянного тока солиднейшее значение имеют однопо-стовые сварочные генераторы, сконструированные для питания одного сварочного поста либо одной сварочной дуги. Однопостовой сварочный генератор, имеющий крутопадающую чёрта, не поддерживает постоянного напряжения на собственных зажимах, оно скоро изменяется вместе с трансформацией нагрузки, падая практически до нуля при маленьком замыкании цепи, в то время, когда электрод касается изделия (рис. 29).
Исходя из этого однопостовые генераторы время от времени именуют генераторами переменного напряжения. Сила тока для того чтобы генератора остается более либо менее постоянной за время горения дуги.
Рис. 1. Характеристики одно-постового генератора
На данный момент сварочные агрегаты трудятся фактически при постоянном числе оборотов. Исходя из этого единственная возможность изменять электродвижущую силу — соответственно изменять магнитный поток, пронизывающий обмотку якоря генератора, что достигается трансформацией величины неспециализированного потока генератора либо его направления.
Существует два главных метода действия на магнитный поток генератора:
1) использование размагничивающих обмоток на полюсах генератора;
2) применение реакции якоря генератора.
Разглядим сперва использование размагничивающей обмотки. В этом случае получается генератор с так называемым дифференциальным возбуждением (рис. 2). На каждом полюсе генератора имеется две обмотки: одна из них, главная, питается от постороннего источника постоянного тока и именуется обмоткой свободного возбуждения; вторая — включена последовательно с сварочной дугой и обмоткой якоря и именуется последовательной, либо сериесной обмоткой самовозбуждения.
Последовательная обмотка формирует магнитодвижущую силу, противоположную магнитодвижущей силе обмотки свободного возбуждения, т. е. последовательная обмотка ослабляет неспециализированный магнитный поток, размагничивает генератор с повышением нагрузки; она возможно названа противокомпаундной.
Рис. 2. Электрическая схема генератора с дифференциальным возбуждением и его характеристики
С повышением нагрузки Awc последовательной обмотки растет, a Awa генератора значительно уменьшается. При замыкании сварочной цепи прикосновением электрода к изделию A wc последовательной обмотки так возрастает, что в генераторе остается только незначительный магнитный поток, нужный для поддержания тока замыкания в совокупности.
Так, ток замыкания примерно пропорционален току свободного возбуждения, и для трансформации тока замыкания, а следовательно, и сварочного тока, нужно соответственно изменять ток свободного возбуждения, что осуществляется реостатом либо так называемым магнитным регулятором в цепи возбуждения.
Первые советские сварочные генераторы СМ имели дифференциальное возбуждение. Для питания обмотки свободного возбуждения к сварочному генератору пристраивался маленькой вспомогательный генератор с постоянным напряжением — возбудитель. В будущем эти генераторы были заменены генераторами СМГ с самовозбуждением, не требующими отдельного возбудителя (что повышает надежность работы генератора) и вычисленными в основном на номинальный сварочный ток 300 а.
В генераторе СМГ большую роль играется реакция якоря, магнитный поток, создаваемый якорной обмоткой. Для применения реакции якоря применена особенная форма магнитопровода автомобили с четырьмя главными полюсными сердечниками и двумя дополнительными (рис. 3).
Главные сердечники имеют необыкновенное чередование полярности: рядом расположены два северных сердечника, а после этого два южных и генератор есть двухполюсным, не обращая внимания на наличие четырех главных сердечников. Два соседних сердечника возможно разглядывать как один полюс, у которого вырезана средняя часть. Подобный генератор стал называться «генератор с расщепленными полюсами».
Одна пара главных сердечников имеет глубокие вырезы, уменьшающие сечение железа и создающие состояние, близкое к магнитному насыщению в зоне выреза уже при обычной работе автомобили. Главные сердечники с вырезами именуются главными; при нагрузке они подмагничи-ваются действием реакции якоря, но магнитный поток в них возрастает мало благодаря насыщения.
Вторая пара главных сердечников, именуемых поперечными, размагничивается действием реакции якоря, и магнитныи поток в них может от большого хорошего значения медлено изменяться до большого отрицательного, проходя через нулевое. В следствии суммарный магнитный поток автомобили, не сильно изменяясь по величине, меняет собственный направление: поворачивается практически на 90° от оси полюсов рр, в то время, когда электродвижущая сила автомобили велика, и практически до нейтральной линии пп, в то время, когда электродвижущая сила мелка, а напряжение на щетках близко к нулю (режим замыкания).
Изюминкой генератора СМГ есть кроме этого наличие третьей запасного щетки в; напряжение между данной щеткой и одной из основных остается фактически постоянным, не зависит от нагрузки автомобили. Это разъясняется тем, что щетки а — в снимают напряжение с части обмотки якоря, проходящей под главным главным полюсом, магнитный поток в котором неизменно практически постоянен.
Так, запасной щетка в заменяет отдельную машину-возбудитель и питает обмотки возбуждения генератора (рис. 4). с Потому, что необыкновенная магнитная совокупность генераторов СМГ расщепленными полюсами затрудняет их производство, отечественная промышленность начала возвращаться к генераторам с дифференциальным возбуждением, пара модернизировав их.
Пристройка отдельной машины-возбудителя к сварочному генератору нежелательна, исходя из этого возбудитель заменен статическим селеновым выпрямителем, присоединяемым к силовой сети переменного тока и питающим обмотку свободного возбуждения. Но для замены одного мелкого возбудителя нужен целый набор аппаратуры: трансформатор, преобразующий напряжение сети в более эргономичное для питания цепи возбуждения, феррорезонансный стабилизатор и селеновый выпрямитель напряжения.
Последний нужен для обеспечения независимости работы генератора от колебаний напряжения силовой сети. Без стабилизатора напряжения колебания напряжения сети будут приводить к тока возбуждения, а те, со своей стороны, колебания сварочного тока, что делает работу генератора неустойчивой.
Рис. 3. Магнитная главные и схема: 1 — генератора полюсы; 2 — поперечные полюсы; 3 — дополнительные полюсы; а и б — главные щетки; в — запасной щетка
Рис. 4. Электрическая схема генератора СМГ: а и б — главные щетки; 8 — запасной щетка
Эта достаточно сложная совокупность питания свободного возбуждения применена, к примеру, в сварочном генераторе ГСО-500 (номинальный сварочный ток 500 а при ПР 60%). Для работы генератора нужна силовая сеть переменного тока, питающая обмотку свободного возбуждения выпрямленным током. Исходя из этого работниками ленинградского завода «Электрик» была создана уникальная совокупность генераторов с самовозбуждением, запасным щеткой на коллекторе без расщепления полюсов.
Эти генераторы не требуют постороннего источника тока для питания возбуждения. Сварочные однопостовые генераторы изготовляются на номинальные сварочные токи 120—1000 а.
Генератор постоянного тока ГСО-500 —четырехполюсный, с свободным возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой, снабжающей падающую внешнюю чёрта генератора. Свободная обмотка возбуждения питается от сети переменного тока через селеновый выпрямитель и стабилизатор напряжения. Последовательная обмотка имеет промежуточный вывод, разрешающий создавать переключение генератора на номинальный ток 300 либо 500 а. Номинальный сварочный ток 500 а при ПР 60%; напряжение холостого хода до 90 в\ номинальная мощность 20 кет.; пределы регулирования тока 125—600 а; число оборотов 2900 в 60 секунд.
Генератор ГСО-ЗОО с самовозбуждением, с едой обмотки возбуждения от запасного щетки на коллекторе. Номинальный сварочный ток 300 а при Г1Р 60%; пределы регулирования переключением размагничивающей последовательной обмотки 75—200 и 180—320 а. Напряжение холостого хода до 80 в. Число оборотов 1450 в 60 секунд.
Для привода сварочного генератора нужен электродвигатель достаточной мощности. Генератор, соединенный с приводным электродвигателем, именуется сварочным агрегатом. В случае если номинальные числа двигателя и оборотов генератора совпадают, тогда соединяют их валы, таковой агрегат самый удобный и компактный. Агрегат из приводного электродвигателя и сварочного генератора может иметь неспециализированный корпус, неспециализированный вал, на что посажены якоря обеих автомобилей, и всего два шарикоподшипника.
Такая конструкция агрегата довольно часто именуется преобразователем.
Рис. 5. Сварочный преобразователь ПСО-300
Преобразователь ПСО-ЗОО с генератором ГСО-ЗОО имеет электродвигатель мощностью 14 кет; на продольном разрезе рис. 5 слева виден коллектор генератора, справа — якорь электродвигателя. Генераторы ГСО-ЗОО и ГСЮ-500 имеют переключение на два режима сварки; его внешние характеристики продемонстрированы на рис. 5.
Значительное преимущество сварочных преобразователей — удовлетворительный коэффициент мощности, порядка 0,8, и малая чувствительность к колебательным процессам напряжения питающей силовой электросети. Колебания напряжения мало воздействуют на число оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя; оно остается фактически постоянным, следовательно, постоянны условия работы свароч-сварочной цепи.
Рис. 6. Внешние характеристики сва рочного генератора ГСО-З00:
Сварочный агрегат может иметь приводной двигатель внутреннего сгорания, тогда он делается независимой мобильной электростанцией и пригоден для работы в произвольных, к примеру полевых, условиях при отсутствии электрических силовых линий, для строительных, монтажных и других работ. Агрегат АСБ-300-7 из генератора ГСО-ЗОО и автомобильного бензинового двигателя ГАЗ-МК мощностью 30 л. с. весит 850 кг (рис. 7). Агрегат смонтирован на неспециализированной фундаментной раме и удобен для перевозки на машине.
Агрегат имеет кожух из листового железа для защиты от снега и дождя и может трудиться на открытом воздухе в любую погоду. Нагрузка генератора при сварке очень сильно колеблется, обычные двигатели внутреннего сгорания очень сильно меняют число оборотов при трансформациях нагрузки, что недопустимо для сварочных агрегатов, исходя из этого двигатели направляться снабжать особыми очень чувствительными и быстродействующими регуляторами числа оборотов.
Рис. 7. Сварочный агрегат АСБ-300-7
Для особых работ производят однопостовые сварочные агрегаты повышенной мощности. При отсутствии таких особых агрегатов возможно применять параллельное соединение на одну дугу двух либо трех простых стандартных сварочных агрегатов на 300 либо 500 а.
