Наша сеть партнеров Banwar
Зварювальні генератори входять до складу зварювальних перетворювачів і зварювальних агрегатів.
Зварювальний перетворювач містить приводний трифазний електродвигун, зварювальний електрогенератор постійного струму і пристрій регулювання зварювального струму.
Зварювальний агрегат містить приводний двигун внутрішнього згоряння, зварювальний електрогенератор постійного струму і пристрій регулювання зварювального струму.
Зварювальні генератори поділяють за конструкцією на колекторні і вентильні, а за принципом дії на генератори з самозбудженням і з незалежним збудженням.
Сварчоние генератори колекторного типу з незалежним збудженням застосовувалися в зварювальних перетворювачах, випуск яких в нашій країні припинений в 90х роках 20 століття, але поки що в деяких організаціях експлуатуються.
Решта видів генераторів в даний час є складовою частиною зварювальних агрегатів.
Колекторні зварювальні генератори
Колекторні генератори є машинами постійного струму, що містять статор з магнітними полюсами і обмотками, а також ротор з обмотками, кінці яких виведені на пластини колектора.
При обертанні ротора витки його обмотки перетинають силові лінії магнітного поля і в них індукується ЕРС .
Графітові щітки здійснюють рухливий контакт з пластинами колектора. Щітки машини розташовуються на електричній (геометричній) нейтрали колектора, де ЕРС в витках змінює свій напрямок. Якщо зрушити щітки з нейтрали, то напруга генератора знизиться і перемикання обмоток буде відбуватися під напругою, що в зварювальних генераторах під навантаженням призведе до дуже швидкого розплавлення колектора електричною дугою.
ЕРС на щітках зварювального генератора пропорційна магнітного потоку , Створюваному магнітними полюсами Е2 = СФ, де Ф - магнітний потік; с - постійна генератора, що визначається його конструкцією і залежить від числа пар полюсів, кількості витків в якірній обмотці, швидкості обертання якоря.
Напруга на виході генератора при навантаженні U2 = E2 - J св Rг, де U2 - вихідна напруга на клемах генератора при навантаженні; Jсв - зварювальний струм; Rг - сумарний опір ділянки кола якоря всередині генератора і щіткових контактів.
Тому зовнішня статична характеристика такого генератора полого падаюча. Для отримання круто падаючої зовнішньої статичної характеристики в колекторних генераторах застосовується принцип внутрішнього розмагнічування машини, що забезпечується обмотки обмоткою розмагнічування. При необхідності отримання жорсткої зовнішньої статичної характеристики використовується подмагничивающего обмотка статора.
Зварювальний генератор з незалежним збудженням і розмагнічуючої обмоткою
Мал. 1 Схема зварювального генератора з незалежним збудженням і розмагнічуючої обмоткою
Відмінною особливістю такого генератора є те, що на магнітних полюсах розташовані дві обмотки збудження. Одна (намагнічує) живиться від стороннього джерела струму (з незалежним збудженням), а по інший (розмагнічуючої) протікає зварювальний струм.
Розмагнічує обмотка, граючи роль опору, включеного послідовно з дугою, забезпечує падаючу характеристику генератора, а при її секціонуванні поступово регулює величину струму.
Включення в роботу всіх витків розмагнічуючої обмотки дає ступінь малих струмів, а включення частини витків - щабель великих струмів.
Плавне регулювання зварювального струму здійснюється за рахунок зміни напруги холостого ходу, для чого служить реостат R у ланцюзі намагничивающей обмотки. Збільшення опору R призводить до зниження намагнічує струму зниження потоку намагнічування Фн, напруги холостого ходу генератора і, нарешті, до зменшення зварювального струму.
Генератор забезпечує падаючу зовнішню статичну характеристику тільки при обертанні в одну сторону, зазначену на корпусі стрілкою. У зварювальних перетворювачах необхідно контролювати правильний напрямок обертання електродвигуна до проведення зварювання на холостому ходу.
Зварювальний генератор з самозбудженням і розмагнічуючої обмоткою
Головна відмінність цього типу генераторів в тому, що намагнічує обмотка збудження живиться немає від стороннього джерела, а від самого генератора. Тому вони називаються генераторами з самозбудженням.
Мал. 2. Принципова електрична схема і пристрій магнітної системи чотирьох полюсного генератора з самозбудженням
У колекторних зварювальних генераторах, крім основних полюсів і обмоток, є ще дві додаткові полюси, на яких розміщується по витку додаткової послідовної обмотки. Це необхідно для компенсації магнітного потоку реакції якоря і збереження положення електричної нейтрали машини при зміні навантаження.
Для нормальної роботи генератора з самозбудженням необхідно, щоб напруга, що подається на намагнічує обмотку, нічого не змінено процесі зварювання, тобто не залежало від режиму зварювання. З цією метою в генераторі встановлена третя додаткова щітка, яка розташовується між двома основними щітками.
Напруга, що живить намагнічує обмотку, виявляється незалежним від зварювального струму. Падаюча ж характеристика генератора забезпечується за рахунок розмагнічуючого дії розмагнічуючої обмотки, який проявляється під другою половиною полюсів.
Особливість зварювальних генераторів з самозбудженням полягає в тому, що їх запуск можливий тільки при обертанні якоря, в одному напрямку, що вказує стрілка на торцевій кришці статора. Це пов'язано з тим, що початкове збудження генератора при його запуску відбувається завдяки залишковим намагничиванию полюсів.
При обертанні якоря в протилежну сторону в обмотці збудження потече струм зворотного напрямку, який своїм наростаючим магнітним полем в якийсь момент часу компенсує залишкове намагнічування полюсів, тобто сумарний магнітний потік під полюсами стане рівним нулю. В цьому випадку для збудження генератора необхідно намагнічує обмотку тимчасово під'єднати до незалежного джерела постійного струму.
Вентильні зварювальні генератори
Зварювальні генератори цього типу з'явилися в середині 70-х років 20 століття після освоєння виробництва силових кремнієвих вентилів. У цих генераторах функцію випрямлення струму замість колектора виконує напівпровідниковий випрямляч, на який подається змінна напруга генератора.
У зварювальних агрегатах застосовуються генератори три типи конструкції генераторів змінного струму: індукторний, синхронний і асинхронний. У Росії зварювальні агрегати випускаються з індукторних генератора зі самозбудженням, незалежним збудженням і зі змішаним збудженням.
Мал. 3. Схема вентильного генератора з самозбудженням
У індукторні генераторі нерухома обмотка збудження живиться постійним струмом, але створюваний нею магнітний потік має змінний характер. Він максимальний при збігу зубців ротора і статора, коли магнітне опір на шляху потоку мінімально, і мінімальний при збігу западин ротора і статора. Отже, ЕРС наводиться цим потоком, теж змінна.
Три робочі обмотки розташовані на статорі із зсувом на 120 °, тому на виході генератора утворюється трифазна змінну напругу. Падаюча характеристика генератора виходить за рахунок великого індуктивного опору самого генератора. Реостат в ланцюзі збудження служить для плавного регулювання зварювального струму.
Відсутність ковзних контактів (між щітками і колектором) робить даний генератор більш надійним в експлуатації. Крім того, у нього більш високий ККД, менші маса і габарити, ніж у колекторного генератора.
Мал. 4. Принципова електрична схема вентильного зварювального генератора типу ГД-312 з самозбудженням
Для забезпечення роботи на холостому ходу харчування обмотки збудження здійснюється від трансформатора напруги, а для харчування її в режимі короткого замикання - від трансформатора струму. У режимі навантаження - зварювання - на обмотку збудження подається змішаний сигнал управління пропорційний частині вихідної напруги і пропорційний току. Вентильні генератори випускаються марки ГД-312 і застосовуються для ручного зварювання металів в складі агрегатів типу АДБ.
Мал. 5. Принципова схема зварювального генератора ГД-4006
У Росії випускають кілька конструкцій багатопостових агрегатів з кількістю постів від 2х до 4х. На ринку представлені універсальні агрегати для декількох способів зварювання або зварювання та плазмового різання. Зокрема агрегат Адду-4001ПР.
Формування штучних ВСХ агрегату Адду-4001ПР забезпечується тиристорним силовим блоком з мікропроцесорним управлінням. Більш широкі технологічні можливості забезпечує застосування в агрегатах інверторних силових блоків, як наприклад в агрегаті Vantage 500.