Опрацювати тему:Регулювання зварювального струму. Технічні характеристики генераторів на сайті https://knowledge.allbest.ru/manufacture/3c0a65625b2ad78a5c53b88521306d27_0.html

Законспектувати технічну характеристику зварувальних генераторів

Зварювальні генератори і перетворювачі

Джерела живлення постійного підрозділяються на дві основні групи: зварювальні перетворювачі обертального типу (зварювальні генератори), і зварювальні випрямні установки (зварювальні випрямлячі).

Генератори постійного струму підрозділяються: по кількості живлених - на однопостові і багатопостові, за способом установки -- на стаціонарні і пересувні, по роду приводу -- на генератори з електричним приводом і двигунами внутрішнього згорання, по конструктивному виконанню -- на однокорпусні і двокорпусні.

За формою зовнішніх характеристик зварювальні генератори можуть бути з падаючими, жорсткими, пологопадаючими характеристиками і комбінованого типу .

Найбільшого поширення набули генератори з падаючими зовнішніми характеристиками, що працюють по наступним трьом основним схемам:

з незалежним збудженням і розмагнічуючою послідовною обмоткою;

з паралельною намагнічуючою і розмагнічуючою послідовною обмотками збудження;

з розщепленими полюсами.

Жоден з трьох видів генераторів з падаючими зовнішніми характеристиками не виділяється істотними перевагами як по технологічних, так і по енергетичних і ваговим показникам.

Генератори з незалежним збудженням і послідовною розмагнічуючою обмоткою

Генератор Г має дві обмотки збудження (мал. 1, а): обмотку незалежного збудження, живлену від окремого джерела через мережу змінного струму і напівпровідниковий випрямляч, і послідовну розмагнічуючу обмотку, включену послідовно з обмоткою якоря.. Струм в ланцюзі незалежного збудження регулюється реостатом Р. Магнітний струм Фн, що створюється обмоткою незалежного збудження, протилежний по своєму напряму магнітному потоку Фр розмагнічуючої обмотки. При холостому ході, тобто коли зварювальний ланцюг розімкнений, ерс| генератора визначається, по формулі

Е=СФн,

де E -- ерс (електрорушійна сила); С -- постійна складова генератора; Фн -- магнітний потік обмотки незалежного збудження.

При замкнутому ланцюзі зварювальний струм проходить через послідовну обмотку РО, створюючи магнітний потік Фр, протилежно направлений магнітному потоку Фн. Результуючий потік Фрез представляє різниця потоків:

Фрез=Фн| -- Фр.

Із збільшенням струму в зварювальному ланцюзі Фр збільшуватиметься, а Фрез, ерс і, напруга на затисках генератора -- падати, створюючи падаючу зовнішню характеристику генератора.

Мал. 1. Принципова електрична схема зварювального генератора:

а -- з незалежним збудженням і розмагнічуючою послідовною обмоткою, б -- з паралельною і розмагнічуючою послідовною обмоткою, що намагнічує

Зварювальний струм в генераторах цієї системи регулюється реостатами P і секціонуванням послідовної обмотки, тобто зміною числа ампер-витків.

Вітчизняною промисловістю випущені зварювальні перетворювачі ПСО-120, ПСО-500, ПСО-315М ГД-502, укомплектовані генераторами з незалежним збудженням і послідовною розмагнічуючою обмоткою ГСО-120, ГСО-500, ГСО-800 і ГC-1000-11.

Основні технічні дані перетворювачів з генераторами що працюють за даною схемою, приведені в табл. 1.

1. Технічні характеристики перетворювачів ПСО-120, ГД-502, ПСО-500, ПСО-315М

Параметри	Тип перетворювача
	ПСО-120	ГД-502	ПСО-500	ПСО-315М
Тип генератора	ГСО-120		ГСО-500
Номінальна напруга, В	25	40	40	32
Напруга холостого ходу, В	48--65	90	55--90	80
Номінальна величина зварювального струму (при ПР = 60%), А	120	500	500	315
Межі регулювання струму, А	30-- 120	15--500	1 20--600	115--315
Потужність електродвигуна, кВт	4	--	28	17
Напруга живлячої мережі, В	220/380	220/380	220/380	220/380
ККД перетворювача, %	46	62	59	--
Коефіцієнт потужності (косинус «фі»)	0,88	--	0,9	--
Виконання	Однокорпусний на колесах	Однокор-пусний	Однокорпусний на колесах
Маса, кг	155	400	540	310

Для отримання жорсткої зовнішньої характеристики послідовні розмагнічуючі обмотки перемикаються так, щоб вони діяли згідно з обмоткою незалежного збудження. За такою схемою працюють зварювальні перетворювачі ПСГ-350, ПСГ-500 з генераторами ГСГ-350 і ГСГ-500 відповідно.

Основні технічні дані перетворювачів з генераторами, що працюють за даною схемою, приведені в табл. 2.

Технічні характеристики перетворювачів ПСГ-350, ПСГ-500

Параметри	Тип перетворювача
	ПСГ-350	ПСГ- 500
Тип генератора	ГСГ-350	ГСГ-500
Номінальна напруга, В	30	35
Напруга холостого ходу, В	15--35	15--40
Номінальний зварювальний струм (при ПР=65%), А	350	500
Межі регулювання струму, А	50--350	50--500
Тип електродвигуна	АВ-61/2	АВ-71/2
Потужність електродвигуна, кВт	14	28
Напруга живлячої мережі, В	220/380	220/380
ККД перетворювача, %	63	65
Коефіцієнт потужності (косинус «фі»)	0,88	0,86
Исполнение	Однокорпусний на колесах
Маса, кг	400	500

Генератори паралельною намагнічуючою і послідовною розмагнічуючою обмоткам збудження

Відмітною особливістю генераторів такої схеми є використання принципу самозбудження (мал. 1, б), для цього є дві обмотки збудження -- НО і РО. В результаті генератора індукується магнітним потоком обмотки, приєднаної до щіток генератора а і с . Напруга між цими щітками майже постійно по величині, тому магнітний потік Фн практично не міняється. Обмотка генератора НО називається обмоткою незалежного збудження.

При навантаженні зварювальний струм проходить через обмотку РО|, включену так, що її магнітний потік Фр направлений проти магнітного потоку Фн обмотки незалежного збудження. При збільшенні струму в зварювальному ланцюзі зростає розмагнічуюча дія послідовної обмотки РО|, а напруга генератора стає меншою, оскільки тому що, індукована в обмотці якоря генератора, залежить від результуючого магнітного потоку генератора.

При короткому замиканні магнітні потоки Фр і Фн рівні, напруга на затисках генератора близька до нуля.

Падаюча зовнішня характеристика виходить внаслідок розмагнічуючої дії обмотки РО.

Плавне регулювання зварювального струму в генераторах цієї системи здійснюється реостатами Р. Можливо також додаткове регулювання зварювального струму перемиканням витків серієсної обмотки збудження.

Схема допускає чотирьохполюсного виконання генераторів, що дозволяє спростити конструкцію і відповідно зменшити масу.

За даною схемою працюють найбільш поширені перетворювачі ПСО-300, ПСО-500, ПС-500 з генераторами ГСО-300, ГСО-500, ГС-500 і деякі інші зварювальні агрегати. Основні технічні дані перетворювачів з генераторами, що працюють за цією схемою, дані в табл. 3.

Технічні характеристики перетворювачів ПСО-300, ПСО-500, ПС-500-11

Параметри	Тип перетворювача
	ПСО-300	ПСО-500	ПС-500-11
Тип генератора	ГСО-300	ГСО-500	ГС-500-Ц
Номінальна напруга, В	30	40	40
Напруга холостого ходу, В	55--80	60--90	60-90
Номінальний зварювальний струм (при ПР = 65%), А	300	500	500
Межі регулювання струму, А	75--320	120--600	120--600
Тип електродвигуна	АВ-62-4	А-72/4	А-72/4
Потужність електродвигуна, кВт	14	28	28
Напруна живлячої мережі, В	220/380	220/380	220/380
ККД перетворювача, %	52	55	55
Коефіцієнт потужності (косинус «фи»)	0,88	0,86	0,86
Виконання	Однокорпусний на колесах
Маса, кг	400	940	940

Генератори з розщепленими полюсами

У генераторів цієї групи падаючі зовнішні характеристики виходять в результаті розмагнічуючої дії магнітного потоку обмотки якоря (реакції якоря) (мал. 2). Генератор Г має чотири основні магнітні полюси N1|, N2|, S1|, S2 і три групи щіток а, b, с на колекторі. На відміну від розглянутих генераторів, у яких північні і південні магнітні полюси чергуються між собою, у генераторів цієї групи однойменні полюси поряд.

Мал. 2. Принципова електрична схема генератора з розщепленими полюсами (а) і схема магнітних силових полів (б)

Кожну пару однойменних полюсів вважаємо одним, але розщепленим на два. Генератори з розщепленими полюсами фактично двополюсними. Вертикально розташовані полюси називаються поперечними, а горизонтальні -- головними. Головні полюси мають вирізи для зменшення площі поперечного перетину і завжди працюють при повному магнітному насиченні, тобто магнітний потік, що створюється цими полюсами, при всіх навантаженнях залишається незмінним. Магнітний потік полюсів, що створюється обмотками НГ і НП, умовно можна розділити на два потоки Фг і Фп, що замикаються через певні пари полюсів. Один магнітний потік має напрям від північного полюса n1 до південного S1, а другий -- від північного полюса N2 до південного S2 якоря залежить від інтенсивності магнітних потоків Фп і Фг. Чим інтенсивніше магнітний потік, що перетинається провідниками якоря, тим більше.

При збудженні електричної дуги через обмотку якоря проходить струм, який створює магнітний потік обмотки якоря (показаний штриховими лініями). Цей магнітний потік залежить від струму : чим менша величина струму в обмотці якоря, тим менший магнітний потік якоря. Магнітний потік якоря, який співпадає по напряму з магнітним потоком N2, S2 головних полюсів (напрями магнітних потоків полюсів показані стрілками), збільшує його; направлений же в протилежну сторону магнітний потік Фп зменшує його.

Головні полюси завжди працюють при повному магнітному насиченні. Отже, магнітний потік якоря практично не може збільшити магнітний потік Фг, він може тільки зменшити магнітний потік поперечних полюсів Фп. У момент короткого замикання в зварювальному ланцюзі магнітний потік якоря має найбільшу величину і зменшує результуючий магнітний потік до нуля, отже, генератора також рівна нулю.

За відсутності навантаження в зварювальному ланцюзі (при холостому ході) в обмотці якоря струму немає, магнітний потік якоря також відсутній, тому потік Фп і, отже, результуючий магнітний потік мають найбільшу величину, а генератор -- найбільшу напругу. Таким чином, в наслідок розмагнічуючої дії магнітного потоку обмотки якоря (реакції якоря) створюється падаюча зовнішня характеристика.

По даній схемі (з розщепленими полюсами) в промисловості знайшли застосування перетворювачі ПС-300М, ПС-300М-1, ПС-300Т з генераторами СГ-300О-М, СГ-ЗОО-м-1, СГ-300Т і деякі інші зварювальні агрегати. Основні технічні дані перетворювачів з генераторами, що працюють за цією схемою, дані в табл. 4.

Технічні характеристики перетворювачів ПС-300М, ПС-300М-1, ПС-300Т

Параметри	Тип перетворювача
	ПС-300М	ПС-300М-1	ПС-300Т
Тип генератора	сг-300м	СГ-300М-1	СГ-300Т
Напруга холостого ходу, В	50--76	--	50--76
Номінальний зварочний струм	340	340	300
(при ПР = 65%), А
Межі регулювання струму, А	80--380	80--360	75--340
Тип електродвигуна	А-64-2	А-64-2	АТ-62-4Т
Потужність електродвигуна, кВт	14	14	14
Виконання	Однокорпусний	Однокорпусний стационарний
Маса, кг	600	590	600

Зварювальні перетворювачі

Багатопостові перетворювачі

Вони призначені для одночасного живлення декількох зварювальних постів . У промисловості використовуються багатопостові перетворювачі ПСМ-1000|, ПСМ-500|. Перетворювач ПСМ-1000 має однокорпусного виконання стаціонарного типу і складається з трифазного асинхронного двигуна АВ-91-4 з короткозамкнутим ротором і шестиполюсного генератора СГ-1000 із змішаним збудженням. Окрім шунтової обмотки на головних полюсах розміщена послідовна обмотка для підтримки постійної напруги при збільшенні навантаження. Генератор має жорстку характеристику, напруга регулюється реостатом, включеним в ланцюг паралельної обмотки збудження.

Падаюча зовнішня характеристика, необхідна для ручної дугової зварки , створюється самостійно на кожному зварювальному посту баластним реостатом типу РБ (цей реостат дозволяє ступінчасто змінювати величину зварювального струму ). Схема включення перетворювача ПСМ-1000 і баластних реостатів показана на мал. 3.

Мал. 3. Схема приєднання зварювальних постів через баластні реостати до зварювального перетворювача ПСМ-1000:

А -- амперметр, V -- вольтметр, Ш -- шунт, РР -- реостат регулювальний, РБ -- реостат баластний

Основним недоліком багатопостових перетворювачів є низький ККД| зварювальних постів. До переваг багатопостових перетворювачів відносяться: простота обслуговування, низька вартість устаткування , невелика площа для розміщення устаткування і висока надійність в експлуатації.

Перетворювачі для зварки в захисних газах

Для автоматичної і механізованої зварки в захисних газах необхідні зварювальні перетворювачі, що забезпечують жорсткі або зростаючі зовнішні характеристики. Для цієї мети промисловість випускає перетворювачі ПСГ-350, ПСГ-500, а також універсальні перетворювачі ПСУ-300 і ПСУ-500. Універсальні перетворювачі типу ПСУ призначені для ручної дугової зварки , наплавлення і різання металів постійним струмом , оскільки забезпечують отримання круто падаючих зовнішніх характеристик.

На мал. 4 показані зовнішні характеристики перетворювачів ПСУ-300.

Мал. 4. Зовнішні характеристики перетворювача ПСУ-300:

1 -- крутопадаючі, 2 -- жорсткі

Перетворювач ПСГ-500 має однокорпусного виконання. Генератор перетворювача має на основних полюсах дві обмотки збудження: одну незалежну і іншу послідовну, підмагнічуваючу.

Електрична схема перетворювача ПСГ-500 показана на мал. 5. Обмотка, незалежного збудження харчується від мережі змінного струму через ферорезонансний стабілізатор напруги і блок селенових випрямлячів ВС, що забезпечують постійну, не залежну від коливань напругу мережі , напругу збудження. Напруга на затисках генератора плавно регулюється в межах 15--40 В реостатом Р, включеним послідовно в ланцюг обмотки збудження.

Якір генератора має малу індуктивність, завдяки чому при короткому замиканні електроду з виробом швидко зростає зварювальний струм, межі регулювання величини струму 60--500 А.

Мал. 5. Електрична схема перетворювача ПСГ-500|:

Тр -- трансформатор стабілізує, Г -- генератор зварювальний, ДЗГ -- дошка затисків генератора, Д -- двигун, ДЗД -- дошка затисків двигуна, ПК -- пакетний вимикач, ВС -- випрямляч селеновий, P -- реостат ланцюга збудження, ДПД -- дошка перемикання двигуна, V -- вольтметр., Кз -- конденсатор захисний, Кс -- конденсатор стабілізує

Основні технічні дані перетворювачів типу ПСГ приведені в табл. 5.

Технічні дані перетворювачів ПСГ-350, ПСГ-500

Параметри	Тип перетворювачів
	ПСГ-350	ПСГ -500
Тип генератора	ГСГ-350	ГСГ-500
Межі регулювання напруги, В	15--35	16-40
Номінальний зварювальний струм (при ПР = 65%), А	350	500
Межі регулювання струму, А	50--350	60--500
Тип електродвигуна	АВ-61/2	АВ-71/2
Потужність електродвигуна, кВт	14	28
Виконання	Однокорпусний на колесах
Маса, кг	400	500

Універсальні зварювальні перетворювачі

Для ручної дугової зварки і зварки на автоматах, забезпечених авторегуляторами напруги, що автоматично впливають на швидкість подачі електродного дроту, потрібні джерела живлення з падаючими зовнішніми характеристиками. Для живлення автоматів і напівавтоматів з постійною швидкістю подачі електродного дроту, зокрема для зварки у вуглекислому газі і порошковим дротом СП-2, необхідні генератори з жорсткими зовнішніми характеристиками. Оскільки на заводах і монтажних майданчиках механізовані методи зварки використовуються у поєднанні з ручною дуговою зваркою , потрібні універсальні джерела, що забезпечують як падаючі, так і жорсткі зовнішні характеристики. Для цієї мети розроблена конструкція універсального зварювального перетворювача ПСУ-300, генератор якого має одну обмотку збудження. Зовнішні характеристики в цьому генераторі створюються за допомогою тріода ПТ, включеного в ланцюг обмотки збудження ОВ, і зворотного зв'язку по струму навантаження (мал. 6). Він є чотири полюсним генератором постійного струму нормального виконання, його обмотка збудження ОВ розміщена на чотирьох головних полюсах і харчується від пристрою управління, розміщеного на корпусі перетворювача.

Мал. 6. Спрощена електрична схема універсального перетворювача ПСУ-300

Зварювальний ланцюг і ланцюг обмотки збудження зв'язані між собою стабілізуючим трансформатором Тр, призначеним для забезпечення динамічних властивостей генератора.

Величину зварювального струму регулюють реостатом -- регулятором регулювальник ДП, встановленим на передній стінці управління. У міру зростання зварювального струму опір тріода зростає, струм збудження зменшується, зменшується і генератора, тобто характеристика виходить падаючою. При перемиканні ланцюгів управління зовнішня характеристика стає жорсткою. Основні технічні дані універсальних перетворювачів дані в табл. 6.

Основні технічні дані універсальних перетворювачів

Показники	Тип перетворювача
	ПСУ-300	ПСУ-500
	Зовнішня характеристика
	Падаюча	жорстка	падаюча	жорстка
Номінальний зварювальний струм, А	200	300	350	500
Межі регулювання зварювального струму, А	40--200	50--300	50--300	100--500
Межі регулювання напруги, В	--	17--35	25--40	15--40
Коефіциєнт потужності (косинус «фі»)	0,62	0,72	0,63	0,75
Напруга живлячої мережі, В	380/220			380/220
Маса, кг	315			540

Обладнання 4-мсту Урок№6 Тема: Регулювання зварювального струму. Технічні характеристики генераторів 30.11.20