книги / Сварочные агрегаты

Рис. 2.15. Электромагнитная схема генератора СГ-1000-1 (а) и его внешние характеристики (б)

ных. На каждом основном полюсе размещены катушки независимой и размагничивающей последовательной обмоток возбуждения. Схема включения обмоток соответствует принципиальной схеме на рис. 2.4, за исключением того, что ПРО не секционирована. Независимая обмотка возбуждения подключена к выводным клеммам +Ш и -Ш на щитке генератора. К этим клеммам подключается возбудитель - трехфазный синхронный генератор типа СГС-4,5 (мощность 4,5 кВА, напряжение 230 В, ток 11,3 А, частота 50 Гц, cos ср = 0,8) - через трехфазный понижающий трансформатор ТТ-1,85 кВА (мощность 1,85 кВА, напряжение 230/60-50 В), трехфазный мостовой выпрямительный блок и рео­ стат Р-45/48. К клеммам «+» и «-» подключается сварочная цепь.

Регулирование режима осуществляется одним способом - плав­

ным изменением сопротивления реостата,при этом меняется напряже­ ние холостого хода, а наклон характеристик остается неизменным (рис. 2.15, б). В соответствии с уравнением (2.2), чем выше сопро­ тивление реостата, тем ниже напряжение холостого хода U0.

Генератор ГД-304 - автономный, универсальный независимого возбуждения с последовательной обмоткой. Он выпускается в виде самостоятельного (автономного) генератора для оснащения автомас­ терских с одним концом вала и приводится во вращение двигателем автомастерской через вал отбора мощности и редуктор. Для исполь­ зования в цеховых условиях он может быть оснащен асинхронным электродвигателем через муфту. Универсальность генератора прояв­ ляется в том, что он предназначен и для ручной дуговой сварки при падающей внешней характеристике, и для сварки в углекислом газе при жесткой внешней характеристике. Его электромагнитная схема (рис. 2.16) соответствует принципиальным схемам, показанным на рис. 2.5 и 2.6. Его последовательная обмотка имеет 4 секции, а на генераторе смонтировано три балластных реостата для получения крутопадающих характеристик и малых сварочных токов. Генератор имеет две пары основных и одну пару дополнительных полюсов. На северных основных полюсах располагаются две секции обмотки не­ зависимого возбуждения, на южных - четыре секции последователь­ ной обмотки. Обмотка независимого возбуждения питается от гене­ ратора переменного тока ЕС-52-4С через понижающий трансформа­ тор Тр. Выпрямительный мост (ВМ)смонтирован на корпусе генера­ тора, а дистанционный реостат (РВ) - в отдельном корпусе. Дистан-

нонный реостат позволяет регулировать ток как на месте сварки, при этом реостат подключается к генератору специальным кабелем, так и у сварочного генератора, для чего реостат закрепляется на корпусе генератора. Сопротивление реостата - 4,5 Ом, наибольший ток - 15 А.

СЛ

Рис. 2.16. Принципиальная электрическая схема универсального генера­ тора ГД-304: ВМ - выпрямительное устройство; К, Н - конец и начало катушек; N, S - полюсы; П - переключатель напряжения; ПВ - пакетный переключатель; РВ - регулятор тока дистанционный; R l, R2, R3

балластные реостаты; Т р - понижающий трансформатор

Падающие характеристики получаются при включении после­ довательной обмотки на размагничивающее действие, т.е. встречно обмотке независимого возбуждения, а жесткие при включении по­ следовательной обмотки на подмагничивание, т.е. согласно обмотке независимого возбуждения. Переключение на падающие или жесткие характеристики, а также на необходимый диапазон токов произво­ дится пересоединением сварочных кабелей на доске зажимов генера­ тора, а для грубого регулирования напряжения холостого хода гене­ ратора во вторичной цепи понижающего трансформатора установлен переключатель диапазонов напряжения. При сварке с жесткими ха­ рактеристиками переключатель устанавливается в положение 1 или 2, а при сварке с падающими характеристиками - в положение 3 или 4.

При падающих характеристиках режим регулируется двумя ме­ тодами. Ступенчатое регулирование осуществляется секционирова­ нием ПРО, а также включением в цепь якоря балластных сопротив­

лений. В пределах каждой ступени плавно изменяется напряжение холостого хода реостатом в цепи обмотки независимого возбужде­ ния.

При ручной сварке с падающими внешними характеристиками один сварочный кабель подключается к зажиму «-», а второй ка­ бель - к одному из зажимов 15-25, 25-45, 45-100, 95-240 или 200-350 в зависимости от требуемого диапазона токов. При этом зажимы Р и «+» соединяются накоротко.

При полуавтоматической сварке с жесткими внешними харак­ теристиками сварочные кабели подключаются к зажимам «-» и 200-350, а зажимы 95-240 и «+» соединяют накоротко. При этом на­ пряжение холостого хода регулируется реостатом в цепи независи­ мой обмотки возбуждения, а величина сварочного тока устанавлива­ ется заданием скорости подачи электродной проволоки на полуавто­ мате. Внешние падающие характеристики генератора приведены на рис. 2.17, а, а жесткие - на рис. 2.17,6.

Генератор типа ГД-502 подобен генератору ГД-304, но имеет ряд особенностей:

жесткие внешние характеристики получаются отключением последовательной размагничивающей обмотки;

-при крутопадающих внешних характеристиках пределы регули­ рования сварочного тока равны 15-500 А;

-используются различные диапазоны тока:

-225-500 А при включении четырех витков ПРО,

125-400 А при включении десяти витков ПРО,

60-200 А при включении всех витков ПРО;

диапазоны 25-65 и 15-30 А получаются за счет включения в цепь якоря балластных сопротивлений, смонтированных на корпусе генератора;

- используется приводной вал с двумя концами.

Внешние характеристики генератора ГД-502 представлены на рис. 2.18.

Генераторы с расщепленными полюсами типа СМГ-2М-У1, СМГ-26, СМГ-2г, СМГ-2д используются в старых, но все еще эксплуатируемых СА.

Генератор СМГ-2М-У1 (рис. 2.19) имеет четыре основных полюса: два главных (с вырезами) и два поперечных. Между главными и поперечными полюсами разной полярности размещены два дополнительных полюса, улучшающие условия коммутации. Оси главных и поперечных полюсов сдвинуты между собой н а 78 градусов. На главных полюсах расположена главная обмотка, на

б

Рис. 2.17 Внешние характеристики генератора ГД-304: а крутопадающие характеристики, 1,2,3,4,5 - диапазон больших токов; Г, 2', У , 4', 5' диапазон малых токов; б - жесткие

характеристики

поперечных - поперечная обмотка намагничивания. Между собой эти обмотки включены параллельно и питаются от половины якоря генератора (от одной основной положительной и дополнительной щеток генератора). В цепь обмотки поперечных полюсов включен регулировочный реостат Р Схема соединения обмоток генератора полностью соответствует принципиальной схеме генератора с расщепленными полюсами, представленной на рис. 2.7 Под

Рис. 2.18. Внешние характеристики генератора ГД-502: а - крутопадающие характеристики; 1,2,3,4,5 диапазон больших токов; ]',2',3',4',5' - диапазон малых

токов; б - жесткие характеристики

клеммной доской генератора ДКГ (см. рис. 19,а) располагаются конденсаторы К фильтра от радиопомех. Регулирование режима производится только реостатом Р в цепи обмотки поперечных полюсов. Смещение щеток в этом генераторе не применяется, что

Рис. 2.19. Электромагнитная схема генератора СМГ-2М-У1 (а) и его внешние характеристики (б)

благоприятно сказывается на условиях коммутации и повышает надежность работы генератора. Внешние характеристики генератора приведены на рис. 2.19,6 для двух крайних положений реостата: кривая 1 соответствует выведенному реостату, кривая 2 - введенному. Генераторы типа СМГ-26, СМГ-2д и СМГ-2г подобны генератору СМГ-2м, но имеют две отличительные особенности:

1) обмотка поперечных полюсов разбита на две катушки: одна катушка - нерегулируемая, включается последовательно в цепь главной обмотки, а вторая - регулируемая, включается параллельно главной обмотке последовательно с реостатом;

2) помимо регулирования режима реостатом используется регу­ лирование смещением щеток, чем увеличивается семейство внешних характеристик и расширяются пределы регулирования тока свароч­ ной дуги.

2.2. Вентильные бесколлекторные генераторы

Бесколлекторный вентильный генератор имеет ряд достоинств по сравнению с коллекторным:

- выше его надежность работы ввиду отсутствия коллекторного узла, который чаще всего выходит из строя;

нитных пакета 5 и 9 с пазами. Ротор является индуктором генерато­ ра, он не имеет обмоток и представляет собой два ферромагнитных пакета 3 и 8 с зубцами, запрессованных на стальной втулке 2 вала 1 генератора. Зубцы пакетов ротора сдвинуты между собой на 180 градусов, это повышает частоту изменения магнитного потока, ЭДС и тока.

На статоре между пакетами ротора расположена тороидальная неподвижная обмотка возбуждения 7

Магнитные потоки остаточного магнетизма и обмотки возбуж­ дения действуют согласно и пронизывают втулку ротора 2, левый пакет ротора 3, воздушный зазор, пакет статора 5, станину статора б, правый пакет статора 8, воздушный зазор, пакет 9 и втулку ротора 2, образуя замкнутую магнитную цепь. Таким образом, левый пакет ро­ тора является северным полюсом, а правый - южным. В пазах пакета статора уложено две трехфазные обмотки якоря которые охваты­ вают два пакета. Одна обмотка якоря (основная) всегда соединена треугольником, а вторая (вспомогательная) может включаться различным образом для изменения наклона внешних характеристик генератора.

Рис. 2.21. Принципиальная схема вен­ тильного сварочного генератора: ОЯ - обмотка якоря; ОВ - обмотка возбуж­ дения; TV, ТА - трансформаторы на­ пряжения и тока, VO - силовой вен­ тильный блок; VOl, V02, V03 - диоды в цепи возбуждения; R - реостат для управления значением сварочного тока

Принципиальная схема генератора представлена на рис. 2.21 Обмотка возбуждения ОВ питается постоянным током от двух трансформаторов - ТА и TV (напряжения и тока), с последующим выпрямлением тока вентилями.

Первичная обмотка трансформатора напряжения ТУ включена параллельно одной из обмоток якоря, а первичная обмотка транс­ форматора тока ТА - последовательно со сварочным проводом пере­ менного тока, соединяющим обмотку якоря с трехфазным выпрями­ телем. Такая схема питания обмотки возбуждения от сварочной цепи позволяет при любом режиме работы генератора поддерживать по­ стоянство тока возбуждения. Это будет показано ниже.

Рассмотрим работу вентильного генератора с самовозбуж­ дением.

Внеработающем генераторе ввиду развитой магнитной системы (пакеты, станина, втулка ротора) всегда есть поток остаточного маг­ нетизма Ф0 от предыдущей его работы, который мал по величине и неизменен по направлению. Если магнитная система размагничена, то генератор не возбудится. В этом случае чаще всего от аккумуля­ тора запитывают обмотку возбуждения на несколько минут для соз­ дания Ф0. Если генератор и после этого не возбуждается, необходи­ мо поменять полярность запитки обмотки возбуждения, т.к. генера­ тор возбудится только в том случае, если поток Ф0 совпадет по на­ правлению с потоком обмотки возбуждения. Поэтому направление вращения ротора должно быть строго определенным.

Вначале режима холостого хода, когда сварочная цепь разомк­ нута и начинается вращение ротора генератора, ввиду изменения ве­ личины воздушных зазоров между пакетами статора и ротора поток

Ф0 начинает синусоидально изменяться. При изменении потока в обмотке якоря появляется индуктированная ЭДС малой величины (3-4 В). Эта ЭДС в свою очередь индуктирует ЭДС во вторичной об­ мотке трансформатора напряжения TV и через VD1 питает обмотку возбуждения ОВ, появляется поток Фв, действующее значение кото­ рого можно определить из выражения

где iBfVB- ток и число витков обмотки возбуждения;

Ярв - магнитное сопротивление на пути потока возбуждения.

где / - длина средней линии магнитного потока возбуждения; р - магнитная проницаемость на пути этого потока;

S - поперечное сечение магнитопровода, в котором действует этот поток.

В ферромагнитных массах магнитопровода магнитная эоницаемость постоянна и на 3-4 порядка выше, чем в воздушных юрах. При вращении якоря меняется величина воздушных зазоров, резко меняется их магнитная проницаемость и именно поэтому синусоидально меняется результирующий поток Ф0 + фв и индуктируется ЭДС в обмотках якоря.