Сварочные генераторы являются основным узлом сва­рочных преобразователей и агрегатов. Одна. ко они могут служить и автономными источниками питания сварочной дуги.

При сварке применяют сварочные генераторы постоян­ного тока двух типов: коллекторные и вен­тильные.

КОЛЛЕКТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Принцип действия коллекторного сварочного генера­тора на примере генератора самовозбуждения с парал­лельной намагничивающей и последовательной размаг-

Рис. 29. Принципиальная схема сва­рочного коллекторного генератора с параллельной намагничивающей (НО) и последовательной размагни­чивающей (ПР) обмотками:

ф„> Фр — намагничивающий и размагни­чивающий потоки; R — регулятор; 1н— ток в цепи намагничивающей обмотки; I д— ток дуги; а, Ь. с — щетки

ничивающей обмотками возбуждения представлен на рис. 29. Обмотки возбуждения включены так, что маг­нитные потоки, создаваемые ими, направлены навстречу друг другу.

Намагничивающая обмотка подключена к главной и дополнительной щеткам и питается от самого генерато­ра. Напряжение питания намагничивающей обмотки поддерживается постоянным вследствие подмагничива - ющего действия реакции якоря, которая компенсирует в этой половине полюса геисратора размагничивающее действие последовательной обмотки. Размагничивающая обмотка включена последовательно со сварочной дугой.

Пока по сварочной цепи не протекает ток, действует только одна намагничивающая обмотка возбуждения. Создаваемый этой обмоткой магнитный поток Фв ин­дуктирует в якоре ЭДС, равную напряжению холостого хода. Это напряжение регулируют реостатом.

Как только в сварочной цепи начинает протекать ток, например при зажигании и горении дуги, размагничива­ющая обмотка создает магнитный поток Фр. Этот поток пропорционален числу витков последовательной обмотки и силе сварочного тока. Поток Фр направлен встречно потоку Фн и уменьшает его. Поэтому прн работе под нагрузкой ЭДС генератора индуцируется разностью потоков Ф„ и Фр.

С увеличением силы сварочного тока поток Фр возрас­тает, разность потоков Фн и Фр уменьшается. Следова­тельно, снижается и напряжение генератора. В резуль­тате этого при ручной сварке обеспечивается необходи­мая для устойчивого горения дуги падающая внешняя характеристика. Крутизну наклона внешних характерис­тик генератора можно регулировать, изменяя число витков последовательной обмотки возбуждения. На этом основан способ ступенчатого регулирования силы свароч-

ного тока (изменяется число витков последовательной обмотки). На ступени с большим числом витков после­довательной обмотки ее размагничивающее действие увеличивается, внешняя характеристика более крутопа­дающая, а сила сварочного тока уменьшается при том же напряжении холостого хода (рис. 30).

Рис. 30. Внешние характе­ристики сварочного генера­тора ГСО-ЗОО при выведен­ном (1, 2) и введенном (3,

4) сопротивлении реостата:

W7!—18 витков; IT's-10 витков

Плавно регулировать силу сварочного тока в преде­лах каждого диапазона можно, изменяя реостатом силу тока в намагничивающей обмотке. Увеличение силы тока возбуждения вызывает увеличение намагничивающего потока Фн, напряжения холостого хода генератора и силы сварочного тока.

Недостатком регулирования силы сварочного тока реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения, является то. что при изменении силы тока возбуждения изменяется напряжение холостого хода. При уменьшении снлы тока в обмотке возбуждения напряжение холос­того хода также снижается и может быть недостаточ­ным для зажигания дуги. Поэтому в диапазонах малых токов силу сварочного тока регулируют включением в цепь якоря генератора дополнительных балластных сопротивлений, увеличивающих крутизну внешних ха­рактеристик при неизменном напряжении холостого хода.

К коллекторным генераторам самовозбуждения с па­раллельной намагничивающей и последовательной раз­магничивающей обмотками возбуждения относятся мо­дификации типа ГСО (ГСО 300М; ГСО-ЗОО-5; ГСО - 300-8, ГСО-ЗОО-12), типа ГД (ГД-303; ГД-305; ГД-310), а также типа СГП (СГП-3-VI; СГП-3-VIII).

Конструкция этих генераторов — защищенная, предо­храняющая от попадания внутрь посторонних предме­тов, с самовентиляцией, на шарикоподшипниках. На­
правление вращения якоря в генераторе указано на щи­те (против часовой стрелки со стороны коллектора).

Генераторы состоят из корпуса с прикрепленными к нему. полюсами, иа которых расположены обмотки воз­буждения, подшипниковых щитов якоря с коллектором и токосъемного механизма. На верхней части генера­тора располагается аппаратная коробка с доской зажи­мов и перемычками регулировки силы тока.

Генераторы типа ГСО и ГД имеют одинаковую прин­ципиальную электромагнитную схему и отличаются только силой иомииального тока, пределами его регу­лирования и некоторыми конструктивными особеннос­тями.

Генераторы этой системы имеют четыре основных и два добавочных полюса. Добавочные полюсы служат для улучшения работы коллектора токосъемных щеток.

На двух основных геометрически противоположных одноименных полюсах (N) располагается намагничива­ющая обмотка, иа двух других (S) — последовательная размагничивающая обмотка. На добавочных полюсах находятся обмотки добавочных полюсов. Питание на­магничивающей обмотки возбуждения осуществляется от основной и дополнительной щеток генератора. Гене­раторы рассчитаны так, что напряжение между допол­нительной и основной минусовыми щетками, от которых питается обмотка возбуждения, с изменением силы сва­рочного тока изменяется иезначительво, при этом й си­ла намагничивающего тока в параллельной обмотке возбуждения также изменяется в небольших пределах. Для безыскровой работы дополнительной щетки под серединой полюсной дуги главных полюсов сделаны вы­резы.

Так как генераторы имеют последовательную 'размаг­ничивающую обмотку, их внешние характеристики па­дающие. Крутизна их наклона регулируется изменением числа витков последовательной обмотки и включением последовательно с дугой балластных сопротивлений.

Повышенное напряжение холостого хода и крутизна внешних характеристик генератора позволяют обеспе­чить хорошее зажигание и горение дуги во всем диапа­зоне сварочных токов.

Генераторы типа СГП - имеют четыре основных и че­тыре дополнительных полюса. Параллельная обмотка возбуждения размещена на всех четырех основных по­люсах и питается от якоря самого генератора через одну из главных и одну дополнительную щетки.

Последовательная размагничивающая обмотка воз* Суждения расположена лишь иа двух основных полюсах, включена в цепь якоря и питается током нагрузки. На добавочных полюсах располагаются обмотки, соединен­ные последовательно с обмоткой якоря.

Последовательная размагничивающая обмотка секци­онирована. При силе тока 350...600 А в схему включа­ются по четыре, а при 120...400 А — по шесть витков на каждом полюсе. Для этого на доске генератора име­ются два вывода со знаком «+», а между ними еще один дополнительный зажим для присоединения свароч­ного кабеля.

Коллекторный генератор самовозбуждения ГСМ-500 имеет параллельную намагничивающую и последова­тельную подмагничивающую обмотки возбуждения. Внешняя характеристика — жесткая. Подмагничива - ющее действие последовательной обмотки состоит в том, что ее магнитный поток направлен согласно с магнитным потоком параллельно обмотке возбуждения. Подмагни- чивающее действие последовательной обмотки компенси­рует размагничивающее действие реакции якоря и поте­ри напряжения на внутренних сопротивлениях генера­тора. В результате этого напряжение на клеммах генератора поддерживается постоянным (55 В) незави­симо от силы тока нагрузки. Напряжение генератора регулируется реостатом в цепи параллельной обмотки возбуждения. Поскольку напряжение генератора не за­висит от силы тока нагрузки, отпадает необходимость в дополнительной щетке; цепь параллельной обмотки возбуждения питается непосредственно от основных щеток генератора.

В качестве автономных источников питания сварочной дуги служат коллекторные сварочные генераторы неза­висимого возбуждения ГД-304 и ГД-502.

Генератор ГД-304 предназначен как для ручной свар­ки постоянным током при крутопадающих внешних ха­рактеристиках, так и для полуавтоматической сварки плавящимся электродом в среде аргона при жестких внешних характеристиках. Он имеет независимое воз­буждение и последовательную обмотку. На двух гео­метрически противоположных одноименных полюсах (N) располагается обмотка независимого возбуждения, на двух других (S) — последовательная обмотка.

Обмотка независимого возбуждения генератора пита­ется от генератора переменного тока через понижающий трансформатор и выпрямительный мост, смонтирован­ные на корпусе генератора.

В первичной цепи понижающего трансформатора ус­тановлен переключатель диапазонов напряжения гене­ратора. При сварке с жесткими характеристиками пе­реключатель устанавливают в положение 1 и 2, при сварке с крутопадающими характеристиками — в поло­жение 3 и 4.

Крутопадающие внешние характеристики получают при включении последовательной обмотки так, чтобы магнитный поток, создаваемый ею, был направлен на­встречу потоку обмотки независимого возбуждения. Поэтому, чем больше сила сварочного тока при работе под нагрузкой, тем сильнее размагничивающее действие последовательной обмоткн. Результирующий магнитный поток, ЭДС, и напряжение генератора (рис. 31) умень­шаются.

Рис. 32. Внешние же­сткие характеристики сварочного генерато­ра ГД-304 при раз­личных положениях регулятора напряже­ния

Жесткие внешние характеристики генератора получают при включении последовательной обмотки так, чтобы магнитный поток, создаваемый ею, был направлен со­гласно с потоком обмотки независимого возбуждения.

При таком включении последовательная обмотка ока­зывает подмагничивающее действие и компенсирует 'потери напряжения на внутренних сопротивлениях гене­ратора (рис. 32).

Регулируют силу тока при крутопадающих характе­ристиках так же, как и в генераторах самовозбуждения. Изменяя число витков последовательной обмотки, а также включая в цепь якоря балластные сопротивления, ступенчато регулируют силу тока; в пределах каждой ступени изменяя силу тока намагничивания в цепи об­мотки независимого возбуждения,— силу тока регули­руют реостатом.

Рис. 33. Генератор ГД-304;

7 — коллектор с токосъемным механизмом; 2 — якорь; 3 — полюс с обмоткой возбуждения; 4 — устройство управления; 5 — вентилятор; 6 — корпус с подшипнико­выми щитами

Генератор ГД-304 имеет пдть студеней регулирования и пять диапазонов силы сварочного тока: 200...350 А, когда включается часть витков последовательной раз­магничивающей обмотки; 95...240 А, когда включаются все витки последовательной обмотки; 45... 100, 25...45 н 15...25 А — при включении в цепь якоря балластных сопротивлений.

Таблица 16. Техническая характеристика Параметра! ГД-304 | Харак падающие жесткие Номинальная сила свароч- його тока, А 315 300 Номинальный режим рабо- ты ПН, % 60 60 Номинальное напряжение, В 32 30 Пределы регулирования си- лы тока, А 15...350 80...300 Пределы регулирования на- пряжения. В — 16...45 Частота вращения, с-1 33 Размеры, мм: длина 680 ширина 624 высота 700 Масса, кг 260

При сварке с жесткими внешними характеристиками сила тока зависит от скорости подачи электродной про­волоки. Генератором устанавливают напряжение дуги. Регулируют его реостатом, изменяя силу тока намагни­чивания в обмотке независимого возбуждения.

Генератор ГД-304 предназначен для работы в закры­тых помещениях или кузове спепиальных передвижных мастерских и приводится во вращение двигателем через вал отбора мощности и редуктор.

Переключение на крутопадающие или жесткие харак­теристики, а также на необходимый диапазон силы тока производят пересоединением сварочных кабелей на доске зажимов генератора.

При ручной дуговой сварке с крутопадающими внеш­ними характеристиками один сварочный кабель под­ключают к зажиму «—*, а второй к одному из зажимов «15...25», «25..45*, «45...100», «05...240» или «200...350» в зависимости от требуемого диапазона силы сварочного тока. При этом зажимы «Р» и «+» соединяют накоротко.

При полуавтоматической сварке с жесткими внешни-

универсальных генераторов | ГД-502 ГСУМ-400 теристики падающие | жесткие падающие жесткие

500	400
60	65
40	70
15...500	100...400 ...
15...50	— 25..
50	49
950	1660
500	560
750	920
400	850

ми характеристиками сварочные кабели цодключают к зажимам «—» и «200...350», а зажимы «95...240» и «+» соединяют накоротко.

По конструкции сварочный генератор ГД-304 защи­щенного типа с самовентиляцией. Он состоит из следу­ющих основных частей: индуктора с главными и доба­вочными полюсами, якоря, корпуса с подшипниковыми щитами и токосъемного механизма (рис. 33). На кор­пусе генератора смонтированы балластные сопротивле­ния и устройство управления, в котором размещены трансформатор, выпрямительный мост и переключатели для подключения и регулирования напряжения возбуж­дения. Генератор комплектуется дистанционным регуля­тором силы тока в виде ползункового реостата со скользящими роликовыми контактами. Реостат смонти­рован в отдельном защитном кожухе и рассчитан иа естественное охлаждение.

При регулировании силы тока непосредственно у сва­рочного агрегата реостат может быть закреплен на кор­пусе генератора. Реостат подключают к генератору специальным проводом, поставляемым в комплекте с

генератором. Сопротивление реостата 4,5 Ом, наиболь­шая сала тока — 15 А.

Для ориентировочного определения силы сварочного ■ тока при ручной сварке реостат имеет шкалу.

Аналогично устроен генератор ГД-502 (табл. 16).

Коллекторный генератор ГСУМ-400 имеет независи­мое возбуждение и последовательную размагничива­ющую обмотку. Он дает возможность получать как падающие, так и жесткие внешние характеристики: падающие обеспечиваются последовательной размагни­чивающей обмоткой, жесткие получают отключением последовательной размагничивающей обмотки.

Для механизированной сварки плавящимся электро­дом в углекислом газе требуется источник питання, об­ладающий жесткой внешней характеристикой, так как водьт-амПерная характеристика дуги в этом случае возрастающая. Для этого способа сдз. ркц предназначен преобразователь ПСГ-500-1 с колдектощіьім генератором постоянного тока ГСГ-500-1 с самдарзбуЖДеДйем и встроенным трехфазным асинхронным двигателем, с. ко­роткозамкнутым' ротором. Генератор имеет жёсткие внешние характеристики, создаваемые специальной схе­
мой самовозбуждения и особой конструкцией магнит­ной системы.

На рис. 34 приведена принципиальная электрическая схема генератора ГСГ-500. а на рис. 36 устройство маг­нитной системы и расположение обмоток генератора ГСГ-500-1. Магнитная система генератора имеет четыре основных полюса N, SB, N„, S и четыре дополнительных п, s, п, s, обеспечивающих безыскровую работу щеток. Чередование полярности основных полюсов обычное. Жесткие внешние характеристики генератора обеспечи­ваются тем, что одна пара основных полюсов NH и SH имеет в сердечниках вырезы, вследствие чего эти полю­сы при работе генератора насыщены. Катушки обмоток возбуждения, расположенные на ненасыщенных полю­сах, включены параллельно. Выходное напряжение ге­нератора регулируется резистором R, включенным в. цепь обмотки возбуждения, расположенной на ненасыщенных полюсах. При уменьшении сопротивления напряжение генератора увеличивается; пределы регулирования вы­ходного напряжения — 16...40 В при силе тока 60... 500 А. Как видно из рис. 34 и 35, параллельные ветви обмотки возбуждения присоединяются к щетке «плюс» через резистор R.

Техническая характеристика генератора ГСГ-500-1:

Номинальная сила сварочного тока, А. . 500

Пределы регулирования силы сварочного

тока, А................................................................. 60...500

Режим работы ПН, %.......................................... 60

Номинальное рабочее напряжение, В. . 40

Номинальное напряжение питающей сети, В 220, 380