Svetsgeneratorer
Svetsgeneratorer är en del av svetsomvandlare och svetsenheter.
En svetsomvandlare innehåller en drivande trefaselektrisk motor, en likströmssvetsgenerator och en svetsströmstyrenhet.
En svetsare innehåller en förbränningsmotor, en elektrisk generator för likströmssvetsning och en svetsströmkontrollanordning.
Svetsgeneratorer De är uppdelade efter grenrör och ventildesign och enligt principen om drift på självexciterade och oberoende exciterade generatorer.
Samlarsvetsade generatorer med oberoende excitation som används i svetsomvandlare, vars produktion i vårt land avbröts på 90-talet av 1900-talet, men är fortfarande i drift i vissa organisationer.
Andra typer av generatorer ingår för närvarande i svetsmaskiner.
Samlargeneratorer för svetsning
Kollektorgeneratorer är DC-maskiner som innehåller en stator med magnetiska poler och lindningar, och en rötor med lindningar vars ändar leder till kollektorplattorna.
När rotorn roterar korsar varven i dess lindning magnetfältets kraftlinjer och i dem EMF inducerad.
Grafitborstarna gör rörlig kontakt med uppsamlarplattorna. Maskinens borstar är placerade på den elektriska (geometriska) neutralen på kollektorn, där EMF i svängarna ändrar riktning. Om du flyttar borstarna från neutral, kommer generatorns spänning att minska och omkopplingen av spolarna kommer att ske under spänning, vilket i svetsgeneratorer under belastning kommer att få kollektorn att smälta mycket snabbt av en elektrisk ljusbåge.
EMF på svetsgeneratorns borstar är proportionell magnetiskt flödeskapas av de magnetiska polerna E2 = cF, där F är det magnetiska flödet; c är konstanten för generatorn, bestäms av dess design och beroende på antalet polpar, antalet varv i ankarlindningen, ankarets rotationshastighet.
Generatorns utgångsspänning under belastning U2 = E2 — JсвRr, där U2 — utgångsspänning från generatorns plintar under belastning; Jw — svetsström; Rg är det totala motståndet för ankarsektionen i generatorn och borstkontakterna.
Därför sjunker den externa statiska egenskapen hos en sådan generator något. För att erhålla en kraftigt fallande extern statisk karakteristik i kollektorgeneratorer tillämpas principen om intern avmagnetisering av maskinen, som tillhandahålls av statoravmagnetiseringsspolen. Om det är nödvändigt att erhålla en styv extern statisk karaktäristik används en magnetiserande statorlindning.
Oberoende exciterad svetsgenerator med avmagnetiseringsspole
Ris. 1 Schematisk beskrivning av en svetsgenerator med oberoende magnetisering och en avmagnetiseringsspole
En utmärkande egenskap hos en sådan generator är att två magnetspolar är placerade på magnetpolerna. Den ena (magnetisering) drivs av en extern strömkälla (oberoende exciterad) medan den andra (avmagnetisering) används för svetsströmmen.
Avmagnetiseringsspolen, som fungerar som ett motstånd kopplat i serie med ljusbågen, ger en sjunkande karaktäristik för generatorn, och när den delas, justerar den strömmen i steg.
Inkluderandet av alla varv av avmagnetiseringsspolen i drift ger ett lågströmssteg, och inkluderandet av en del av varven ger ett högströmssteg.
Smidig justering av svetsströmmen utförs genom att ändra den öppna kretsspänningen, för vilken reostaten R används i spolens magnetiseringskrets. En ökning av motståndet R leder till en minskning av magnetiseringsströmmen, en minskning av magnetiseringsflödet Fn, generatorns öppen kretsspänning och slutligen till en minskning av svetsströmmen.
Generatorn ger en fallande extern statisk karakteristik endast när den roterar i en riktning, indikerad med en pil på huset. Med svetsomvandlare är det nödvändigt att kontrollera elmotorns korrekta rotationsriktning innan svetsning på tomgång.
Självstartande svetsgenerator med avmagnetiseringsspole
Den största skillnaden mellan denna typ av generatorer är att magnetfältspolen inte drivs av en extern källa, utan av generatorn själv. Därför kallas de självexciterade generatorer.
Ris. 2. Schematiskt diagram och arrangemang av magnetsystemet för en fyrpolig självexciterad generator
I kollektorsvetsgeneratorer finns det, förutom huvudpolerna och spolarna, ytterligare två poler, på vilka en extra seriespole placeras längs svängen. Detta är nödvändigt för att kompensera för det magnetiska flödet från ankarreaktionen och för att bibehålla maskinens elektriska neutralitet när belastningen ändras.
För normal drift av en självexciterad generator är det nödvändigt att spänningen som appliceras på magnetiseringsspolen inte ändras under svetsprocessen, d.v.s. beror inte på svetsläget. För detta ändamål installeras en tredje extra borste i generatorn, som är placerad mellan de två huvudborstarna.
Spänningen som matar magnetspolen visar sig vara oberoende av svetsströmmen. Generatorns fallegenskaper tillhandahålls på grund av avmagnetiseringseffekten av avmagnetiseringsspolen, som uppstår under den andra halvan av polerna.
En egenskap hos självexciterade svetsgeneratorer är att de endast kan startas när ankaret roteras i en riktning, vilket indikeras av pilen på statorns ändlock. Detta beror på det faktum att den initiala exciteringen av generatorn vid dess start beror på den kvarvarande magnetiseringen av polerna.
När ankaret roteras i motsatt riktning kommer en omvänd ström att flyta i excitationsspolen, som med sitt ökande magnetfält vid en viss tidpunkt kompenserar för polernas restmagnetisering, d.v.s. det totala magnetiska flödet under polerna blir noll. I detta fall, för att excitera generatorn, är det nödvändigt att tillfälligt ansluta magnetiseringsspolen till en oberoende likströmskälla.
Ventilsvetsgeneratorer
Svetsgeneratorer av denna typ dök upp i mitten av 70-talet av 1900-talet efter utvecklingen av produktionen av kraftsilikonventiler. I dessa generatorer utförs funktionen att korrigera strömmen istället för kollektorn av en halvledarlikriktare, till vilken generatorns växelspänning tillförs.
I svetsenheter används generatorer av tre typer av generatorkonstruktion: induktor, synkron och asynkron. I Ryssland tillverkas svetsanordningar med självspännande, oberoende excitations- och blandade induktionsexcitationsgeneratorer.
Ris. 3. Schematisk över en ventilgenerator med självexcitering
I en induktorgenerator försörjs den stationära fältspolen med likström, men det magnetiska flödet som skapas av den är variabel till sin natur. Det är maximalt när rotorn och statortänderna sammanfaller, när det magnetiska motståndet i flödesvägen är minimalt och är minimum när rotor- och statorkaviteterna sammanfaller. Därför är EMF som induceras av detta flöde också variabel.
Tre arbetslindningar med en offset på 120 ° är placerade på statorn, så en trefas växelspänning genereras vid utgången av generatorn. Generatorns fallkarakteristik erhålls på grund av den stora induktiva resistansen hos själva generatorn. Reostaten i exciteringskretsen används för att smidigt justera svetsströmmen.
Frånvaron av glidkontakter (mellan borstarna och uppsamlaren) gör denna generator mer pålitlig i drift. Dessutom har den högre effektivitet, mindre vikt och dimensioner än kollektorgeneratorn.
Ris. 4. Schematiskt diagram av en svetsgenerator av ventiltyp av GD-312-typ med självexcitering
För att säkerställa tomgångsdrift, matas magnetspolen av en spänningstransformator och för att försörja den i kortslutningsläge av en strömtransformator. I belastningsläget - svetsning - appliceras en blandad styrsignal proportionell mot delen av utspänningen och proportionell mot strömmen till excitationsspolen. Ventilgeneratorer tillverkas under varumärket GD-312 och används för manuell metallsvetsning som en del av ADB-block.
Ris. 5. Schematiskt diagram av svetsgeneratorn GD-4006
I Ryssland produceras flera konstruktioner av flerpositionsenheter med antalet positioner från 2x till 4x. Det finns universella enheter på marknaden för flera metoder för svetsning eller svetsning och plasmaskärning. I synnerhet ADDU-4001PR-modulen.
Bildandet av en artificiell VSH-enhet ADDU-4001PR tillhandahålls av en tyristorströmförsörjningsenhet med mikroprocessorkontroll. Vidare tekniska möjligheter tillhandahålls genom användningen av inverterkraftenheter i enheter, såsom i Vantage 500-enheten.