§ 1. Общие сведения

Однопостовые генераторы для дуговой сварки представляют со­бой особый вид электрических машин с технологическими свойства­ми, обеспечивающими легкое возбуждение и устойчивое горение сварочной дуги и получение шва, обладающего требуемыми свой­ствами.

До недавнего времени в сварочной технике применялись кол­лекторные генераторы постоянного тока, которые являются по су­ществу генераторами переменного тока с коллектором, позволяю­щим преобразовывать переменное напряжение в постоянное. В на­стоящее время разработаны вентильные генераторы, в которых применены синхронные трехфазные генераторы специальной конст­рукции с выпрямлением переменного напряжения в статическом бесконтактном выпрямительном устройстве.

Первые сварочные однопостовые генераторы постоянного тока были коллекторными генераторами с тремя обмотками возбужде­ния — независимого, параллельного (шунтового) и последователь­ного. Последовательная обмотка была включена встречно по отно­шению к двум другим, за счет чего создавалась падающая внешняя статическая характеристика генератора. Такой генератор известен как генератор Кремера. По схеме этого генератора был спроекти­рован и создан в середине 20-х годов (под руководством акад. В. П. Никитина) первый отечественный сварочный генератор типа СМ-1. В последующие годы получили распространение другие типы коллекторных однопостовых сварочных генераторов: генераторы с

расщепленными полюсами и генераторы поперечного поля. Были разработаны теоретические основы работы сварочных генераторов, изучены их статические и динамические свойства, созданы методи­ки расчета. j

Сварочный генератор должен иметь внешнюю характеристику, соответствующую способу сварки, среде сварки и характеристике дуги. Кроме того, для возбуждения дуги контактным способом напряжение холостого хода генератора должно быть выше, чем напряжение при горении дуги. Генератор должен обеспечивать ре­гулирование величины сварочного тока в достаточно широких пре­делах и иметь динамические свойства, при которых, несмотря на кратковременные и резкие изменения проводимости дугового про­межутка, создавались бы условия для устойчивой работы энерге­тической системы источник — дуга — ванна. По форме внешних характеристик сварочные генераторы постоянного тока можно раз-, делить на генераторы с падающими внешними характеристиками и генераторы с жесткими характеристиками. Первые используются для питания дуги постоянным током при ручной дуговой сварке плавящимся электродом в атмосфере воздуха и для механизирован­ной сварки под флюсом, когда вольт-амперная характеристика ду­ги падающая или жесткая. Когда вольт-амперная характеристика дуги возрастающая (сварка в атмосфере углекислого газа, сварка сжатой дугой), требуются источники питания с-жесткой, полого­падающей или пологовозрастающей внешней характеристикой.

Для стабильного протекания процесса сварки большое значение имеют не только статические, но и динамические свойства источни­ка. К динамическим свойствам генератора предъявляются жесткие требования, которые достаточно трудно выполнить, так как коллек­торным генераторам постоянного тока свойственна значительная электромагнитная инерция. Не всегда генератор, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к его статическим свойствам, может обеспечить устойчивый процесс сварки. В ранние периоды создания оборудования для электрической дуговой сварки разрабатывались разные типы генераторов постоянного тока, но по мере развития их теории изучения статических и динамических свойств многие типы генераторов не находили применения вследствие неудовлетвори­тельных статических и динамических свойств.

В последнее время выявился основной тип сварочного генерато­ра с падающими внешними характеристиками, свойства которого отвечают современным требованиям технологии дуговой сварки. Таким генератором оказался генератор с размагничивающей после­довательной обметкой, выпускаемый в двух модификациях: незави­симого возбуждения и с самовозбуждением [10].

Кроме этого генератора в меньших объемах применяются гене­раторы с жесткими характеристиками, универсальные генераторы,

а также вентильные генераторы. Эти типы генераторов относятся
к источникам питания группы О и рассматриваются в данной главе.

Сварочные генераторы, применявшиеся в 30—40-е годы, под­робно рассмотрены в специально!* литературе [10, 12] и в настоя­щем пособии не рассматриваются.