- •Глава 1
- •Предъявляемые к источникам питания
- •Процессы, протекающие в сварочной дуге
- •Параметры сварочной дуги
- •Глава 2
- •Глава 3 сварочные выпрямители
- •Силовой сварочный трансформатор (ст)
- •При соединении первичных и вторичных обмоток звездой (/) фазное напряжение (Uф) меньше линейного в - раз, а при соединении треугольником во столько же раз больше
- •Силовой выпрямительный блок
- •Глава 4
- •4.2.1. Коллекторные сварочные генераторы
- •4.2.2. Вентильные генераторы
- •Глава 5
- •5.2.1. Источники для сварки неплавящимся электродом на постоянном токе
- •5.2.2. Источники переменного тока для сварки алюминиевых сплавов
- •Iобр – ток в дуге обратной полярности
- •Глава 6
- •6.1.1. Выбор системы питания постов
- •6.1.2. Выбор однопостового источника
- •6.2.1. Плановый ремонт источников
- •6.2.2. Меры безопасности при эксплуатации источников
- •6.3.1. Аттестация сварочного оборудования (источников питания)
- •6.3.2. Аттестационные испытания сварочного оборудования
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Глава 4
СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
4.1. Общие сведения о генераторах, преобразователях, агрегатах
Для сварки постоянным током в качестве источников питания используют также сварочные преобразователи и сварочные агрегаты. Эти установки состоят из приводного двигателя и сварочного генератора. В зависимости от типа приводного двигателя установки со сварочными генераторами подразделяются на сварочные преобразователи и сварочные агрегаты.
Сварочные преобразователи – это установки, в которых переменный трехфазный ток промышленной частоты с напряжением 380 В преобразуется в однофазный постоянный ток с напряжением 70-90 В, подаваемый в сварочную цепь.
Сварочный преобразователь (рис. 4.1) состоит из приводного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором 1 и магнитных полюсов 2 с трехфазными обмотками. На одном валу с электродвигателем в общем корпусе 3 установлен ротор сварочного генератора 5 с обмотками. Обмотки возбуждения на магнитных полюсах генератора 4 создают постоянное магнитное поле, в котором вращается ротор генератора.
Рис. 4.1. Конструктивная схема однопостового сварочного преобразователя:
1 – короткозамкнутый ротор электродвигателя; 2 – магнитные полюса и
обмотки статора; 3 – корпус преобразователя; 4 – магнитные полюса и
обмотки возбуждения сварочного генератора; 5 – ротор и обмотки
сварочного генератора; 6 – выпрямительный блок; R – реостат
В обмотках ротора генерируется переменная электродвижущая сила, которая подается на выпрямительный блок, а оттуда, после выпрямления, - в сварочную цепь.
В настоящее время сварочные преобразователи вытесняются сварочными выпрямителями и промышленностью не выпускаются.
Электромашинные сварочные генераторы выпускаются в комплекте с приводными двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Такие сварочные установки называются сварочными агрегатами.
Сварочные агрегаты употребляются там, где отсутствует электрическая сеть. В основном их применяют для работы в полевых условиях – прокладка нефте- и газопроводов, линий электропередач, железнодорожных путей, монтаж мостовых переходов и т.п.
В качестве приводного двигателя в сварочных агрегатах используют бензиновые или дизельные двигатели внутреннего сгорания 1 (рис. 4.2), монтируемые на общей раме 5, которая устанавливается на колеса или катки, в кузов автомобиля или на тракторный прицеп. Двигатель внутреннего сгорания через соединительную муфту 2 вращает ротор сварочного генератора 3.
Рис. 4.2. Сварочный агрегат:
1 – двигатель внутреннего сгорания; 2 – соединительная муфта;
3 – сварочный генератор; 4 – выпрямительный блок;
5 – рама; 6 – аккумуляторная батарея
На рис. 4.3 представлены компоновка и электромагнитная схема сварочного генератора агрегата АДД-303, выпускаемого заводом «Дагэлектромаш» (г. Махачкала).
Рис. 4.3. Агрегат АДД-303 (а) и электромагнитная схема его генератора (б):
1 – генератор; 2 – топливный бак; 3 – защитный металлический кожух; 4 – пульт управления; 5 – дизельный двигатель;
6 – аккумуляторные батареи – 2 шт.; 7 – металлическая рама
4.2. Сварочные генераторы
Сварочный генератор преобразует механическую энергию вращения якоря (ротора) в электрическую энергию постоянного тока, необходимую для сварки.
Принцип преобразования механической энергии вращения в электрическую основан на явлении электромагнитной индукции, в соответствии с которым при движении в магнитном поле с индукцией В проводника длиной l со скоростью V в нем возникает ЭДС (рис. 4.4):
e = BlV (4.1)
Величина ЭДС или тока в проводнике зависит от направления его движения относительно направления силовых линий магнитного поля, которые показаны на рис. 4.4 стрелками. Максимальная ЭДС и ток индуцируются в момент движения проводника перпендикулярно силовым линиям. Когда проводник движется по касательной к силовым линиям, ток и ЭДС равны нулю (рис. 4.4, б).
За один полный оборот в рамке-проводнике, вращающейся в постоянном магнитном поле, возникает переменный по величине и направлению электрический ток (рис. 4.4., в). Для получения постоянного тока в состав сварочного генератора входит выпрямительный блок (рис. 4.1. и 4.2.).
Электроны в
проводнике удаляются от наблюдателя
Электроны
приближаются к наблюдателю
Электрический
ток в проводнике отсутствует (I=0)
Рис. 4.4. Схема преобразования механической энергии вращения в
электрическую (а, б) и осциллограмма тока в проводнике (в):
1 – проводник; 2 – контактные кольца; 3 – щетки угольные;
N и S – магнитные полюса; В – индукция магнитного поля
Чтобы увеличить электродвижущую силу генератора ЕГ, на сердечник якоря (ротора) наматывают N таких рамок, параллельно соединенных попарно, и увеличивают число пар магнитных полюсов. В этом случае ЭДС генератора определяется по формуле
ЕГ = , (4.2)
где N – число активных проводников обмотки якоря; p – число пар магнитных полюсов; а – число пар параллельных ветвей обмотки якоря;
Ф = ВS – величина магнитного потока, проходящего через площадь S; nя – скорость вращения якоря (об/мин).
Обычно все постоянные величины в формуле (4.2), определяемые конструкцией генератора, объединяют в общий коэффициент, называемый постоянной генератора:
СГ = . (4.3)
Тогда ЭДС генератора выражается более простым соотношением
ЕГ = СГФ . (4.4)
В зависимости от типа выпрямительного блока различают коллекторные и вентильные сварочные генераторы.