Сварочные преобразователи
Сварочные преобразователи подразделяют на группы:
• по количеству одновременно подключенных постов — однопостовые, предназначенные для питания одной сварочной дуги, и многопостовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг;
• по способу установки — стационарные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах, и передвижные, монтируемые на тележках;
• по роду двигателей, приводящих генератор во вращение, — машины с электрическим приводом и машины с двигателем внутреннего сгорания (бензиновым или дизельным);
* по способу выполнения — однокорпусные, в которых генератор и двигатель вмонтированы в единый корпус, и раздельные, в которых генератор и двигатель установлены в единой рамке, а привод осуществляется через специальную соединительную муфту. Однопостовые сварочные преобразователи состоят из генератора и электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Сварочные генераторы изготавливают по электромагнитным схемам, которые обеспечивают падающую внешнюю характеристику (рис. 18) и ограничение тока короткого замыкания. Внешняя вольт-амперная характеристика I показывает зависимость между напряжением и током на клеммах сварочной цепи генератора. Для устойчивости горения сварочной дуги характеристика генератора I должна пересекать характеристику дуги III. Возбуждение душ осуществляется при соприкосновении электрода и изделия. При этом напряжение изменяется от точки 1 к точке 2. При возникновении и устойчивом горении сварочной дуги ее характеристика смещается с положения II и занимает положение III, а напряжение возрастает до значения, указанного точкой 3. Эта точка соответствует режиму устойчивого горения сварочной дуги. Ток короткого замыкания (точка 4) не должен превышать сварочный ток (точка 5) более чем в 1,5 раза.
Рис. 18. Вольт-амперная характеристика дуги |
юо гоо лоо чоо 5оо &оо ч £' а |
и, в
Наибольшее распространение получили однопостовые генераторы с расщепленными полюсами и генераторы с размагничивающей последовательной обмоткой. Генераторы с расщепленными полюсами работают по принципу использования магнитного потока якоря для получения падающей внешней характеристики.
Генератор имеет четыре основных и два дополнительных полюса. При этом одноименные основные полюсы расположены рядом, составляя как бы один раздвоенный полюс. Обмотки возбуждения имеют две секции — регулируемую и нерегулируемую. Нерегулируемая обмотка расположена на всех четырех основных полюсах, а регулируемая помещена только на поперечных полюсах генератора. В цепь регулируемой обмотки возбуждения включен реостат. По нейтральной линии симметрии О—О между разноименными полюсами на коллекторе генератора расположены основные щетки, к которым подключается сварочная цепь. Дополнительная щетка служит для питания обмоток возбуждения.
Сварочный ток регулируют в два приема — грубо и точно. Грубое регулирование производят смещением щеточной траверсы, на которой расположены все три щетки генератора. Если сдвигать щетки по направлению вращения якоря, то размагничивающее действие потока якоря увеличивается и сварочный ток уменьшается. При обратном сдвиге размагничивающее действие уменьшается и сварочный ток увеличивается. Таким образом, устанавливают интервалы больших и малых токов. Плавное и точное регулирование тока производят реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. Увеличивая или уменьшая реостатом ток возбуждения в обмотке поперечных полюсов, изменяют магнитный поток и тем самым изменяют напряжение генератора и сварочный ток.
В генераторах с расщепленными полюсами поздних выпусков регулирование сварочного тока производится измене
нием числа витков секционированных обмоток полюсов генератора и реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. Реостат устанавливается на корпусе генератора и имеет шкалу с делениями. По такой схеме работают генераторы СГ-300М-1, используемые в преобразователях
ПС-ЗООМ-1.
Р Рис. 19. Принципиальная схема сварочного генератора: а — с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; 6 — с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; Г — генератор; Р — реостат; НО — намагничивающая обмотка; РО — размагничивающая обмотка Генератор с размагничивающим действием (рис. 19) последовательной обмотки возбуждения, включенной в сварочную цепь, имеет две обмотки: обмотку возбуждения и размагничивающую последовательную обмотку. Обмотка возбуждения питается либо от основной и дополнительной щеток, либо от специального источника постоянного тока (от сети переменного тока через селеновый выпрямитель). Магнитный поток Фн, создаваемый этой обмоткой, постоянен и не зависит от нагрузки генератора. Размагничивающая обмотка включена последовательно с обмоткой якоря так, а б |
что при горении дуги сварочный ток, проходя через обмотку, создает магнитный поток Фр, направленный против потока Фн. Следовательно, э. д.с. генератора будет индуцироваться результирующим магнитным потоком Фн—Фр. С увеличением сварочного тока магнитный поток Фр возрастает, а результирующий магнитный поток Фн—Фр уменьшается. Как следствие, уменьшается индуцируемая э. д.с. генератора. Таким образом, размагничивающее действие обмотки обеспечивает получение падающей внешней характеристики генератора.
Сварочный ток регулируют переключением витков последовательной обмотки (грубая регулировка — два диапазона) и реостатом обмотки возбуждения (плавная и точная регулировка в пределах каждого диапазона). По такой схеме выпускаются генераторы ГСО-120, ГСО-ЗОО, ГСО-500, ГС-500 и др. Технические характеристики генераторов, преобразователей и сварочных агрегатов приведены в табл. 5, 6, 7.
Таблица 5 Технические характеристики генераторов постоянного тока
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Генератор однопостовой с жесткой характеристикой, |
||||||
независимым возбуждением и последовательной |
||||||
подмагннчивающей обмоткой |
||||||
ГСГ-500-1 |
500 |
60-500 |
40 |
18-42 |
60 |
20 |
16-40 |
||||||
Генераторы одиопостовые с универсальной характеристикой |
||||||
и независимым возбуждением[1] |
||||||
ГД-304 |
300 |
15-350 |
32 |
75-80 |
65 |
9,6 |
80-300 |
16-45 |
60 |
||||
ГД-502 |
500 |
15-500 |
40 |
90 |
65 |
20 |
— |
15-50 |
60 |
||||
ГСУ-300 |
300 |
75—300 |
30 |
48 |
65 |
9 |
— |
10-35 |
16-36 |
60 |
|||
ГСУ-500-2 |
500 |
120-500 |
40 |
65 |
65 |
20 |
60-500 |
16—40 |
60 |
60 |
|||
ГСУМ-400 |
400 |
100-400 |
70 |
100 |
65 |
28 |
— |
25—70 |
|||||
Генераторы многопостовые |
||||||
ГСГМ-500[2] |
500 |
Два поста до 250 А |
30 |
16-35 |
60 |
15 |
ГСМ-500 |
500 |
Два поста до 300 А |
50 |
55 |
100 |
27,5 |
ГСМ-1000-4 |
1000 |
До 6 постов до 300 А |
60 |
60 |
100 |
60 |
СГ-1000 |
1000 |
То же |
60 |
60 |
100 |
60 |
Тип |
Приводной электродвигатель на напряжение сети 220/380 В |
Коэффи |
циент |
Габарит, мм |
Масса, кг |
Исполнение |
|||
преобразователя или агрегата |
генератора |
тип |
мощ ность, кВт |
час тота вра ще ния, об/ми |
полез ного дейст вия |
мощ ности |
|||
ПСО-120 |
ГСО-120 |
АВ-42-2 |
7,2 |
2900 |
0,55 |
0,83 |
1055X550X730 |
155 |
Однокорпусный, передвижной, на колесах |
ПСО-ЗОО |
ГСО-ЗОО |
АВ2-62-4 |
14 |
1450 |
0,7 |
0,88 |
1015X590X980 |
400 |
|
ПСО-ЗОО-2 |
_ |
4АВ-160А4 |
- |
1450 |
- |
- |
1069x620x822 |
435 |
|
ПСО-ЗОО-З |
ГСО-ЗОО/З |
АВ2-61-4 |
13 |
1450 |
- |
- |
1069x590x800 |
400 |
|
ПСО-ЗООА |
ГСО-ЗООА |
А-62/4 |
12,5 |
2890 |
0,6 |
— |
1020x608x996 |
305 |
|
псо-зоом |
ГСО-ЗООМ |
— |
14 |
2920 |
0,7 |
— |
550x645x1150 |
300 |
Однокорпусный, передвижной, на колесах |
ПСО-500 |
ГСО-500 |
АВ2-71-2 |
30 |
2930 |
0,54 |
0,89 |
1075 x 650x1085 |
540 |
|
ПСГ-500 |
ГСГ-500 |
АВ-71-2 |
28 |
2900 |
0,65 |
0,89 |
1055x580x920 |
500 |
|
ПСГ-500/1 |
ГСГ-500-1 |
АВ2-71-2 |
30 |
2930 |
— |
— |
1050X590X870 |
460 |
|
ПСМ-100-П |
СГ-100 |
АД-91/4 |
75 |
1450 |
0,74 |
0,89 |
1520x820x910 |
1600 |
Однокорпусный, стационарный, на лапах |
ПСМ-1000-4 |
ГСМ-1000-4 |
А2-82/2 |
75 |
2925 |
0,73 |
0,9 |
1430x620x820 |
950 |
|
ПСУ-300 |
ГСУ-300 |
АВ2-52-2 |
10 |
2890 |
0,63 |
0,83 |
1160 x 490 x 740 |
300 |
Однокорпусный, передвижной, на |
ПСУ-500-2 |
ГСУ-500-2 |
АВ2-71-2 |
30 |
2930 |
0,63 |
0,9 |
1075X1085X650 |
545 |
колесах |
Таблица 6 |
Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с электродвигателями |
Технические характеристики агрегатов с бензиновыми и дизельными двигателями |
Тип |
Приводной двигатель |
Габарит, мм |
Масса, кг |
Исполнение |
|||
агрегата |
генератора |
тип |
мощ ность, кВт |
частота вра щения, об/мин |
|||
АСБ-120 |
ГСО-120-2 |
уд-2 |
6,6 |
2900 |
1290x 645 x 935 |
300 |
Общая рама с крышей |
АСБ-300М |
ГСО-ЗООМ |
408 |
14,7 |
3000 |
1660X1095X935 |
565 |
Общая рама с крышей. Стенки съемные |
АСБ-300-7 |
ГСО-ЗОО-5 |
ГАЗ-320 |
29,4 |
2000 |
1955x895x1250 |
640 |
|
АСБ-300-8 |
ГСО-ЗОО-8 |
ГАЗ-320 |
29,4 |
2000 |
1915x895x1250 |
640 |
|
АСБГ-300 |
ГСО-ЗОО-5 |
ГАЭ-320Ж |
18,4 |
2000 |
1915x895x1655 |
860 |
|
АСД-3-1 |
СГП-3-VIII |
ЯАЗ-М69-20 |
44 |
1500 |
2820x1100x2115 |
2500 |
Общая рама с крышей. Стенки откидные |
АСД-300 |
ГСО-ЗОО |
5П4-44-8.5/1 |
17,7 |
1500 |
1885X875X1470 |
980 |
Общая рама с крышей. Стенки съемные |
АСД-ЗООМ |
ГСО-ЗОО |
5П4-44-8,5/1 |
17,7 |
1500 |
1885x875x1470 |
980 |
|
АСДП-500 |
СГП-3-VIII |
ЯАЗ-М20-4Г |
44 |
1500 |
5380x1930x2600 |
4400 |
Общая рама с крышей на 4-колесном прице - пе. Стенки съемные |
ПАС-400-VI |
СГП-3-VI |
ЗИЛ-164А |
48 |
1600 |
2950x1920x880 |
1900 |
Общая рама с крышей. Стенки откидные |
ПАС-400-VIU |
СГП-3-Vl |
ЗИЛ-164 А |
48 |
1600 |
2950x1920x 880 |
1900 |
Таблица 7 |
Сварочный преобразователь (рис. 20) типа ПСО-500 состоит из генератора ГСО-500 и трехфазного асинхронного электродвигателя АВ-72—4, смонтированных в едином корпусе на колесах для перемещения по строительной площадке. Преобразователь предназначен для ручной дуговой сварки, полуавтоматической шланговой и автоматической сварки под флюсом. Грубое регулирование сварочного тока производят переключением секционированной последовательной обмотки генератора. Для этого на клеммовую доску генератора выведены один отрицательный и два положительных контакта. Если необходим сварочный ток в пределах 120—350 А, то сварочные провода присоединяют к отрицательному и среднему положительному контактам. При работе на токах 350—600 А сварочные провода присоединяют к отрицательному и крайнему положительному контак-
там. Плавно регулируют сварочный ток реостатом, включенным в цепь обмотки независимого возбуждения. Реостат расположен на корпусе машины и имеет маховик с то - коуказателем. Шкала имеет два ряда цифр, соответствующих подключаемым контактам: внутренний ряд — до 350 А и наружный ряд — до 600 А.
Для выполнения сварочных работ при отсутствии электроэнергии применяют подвижные сварочные агрегаты, состоящие из сварочного генератора и двигателя внутреннего сгорания.
Сварочный агрегат типа ПАС-400-VIII состоит из генератора СГП-3-VI и двигателя внутреннего сгорания ЗИЛ - 120 или ЗИЛ-164. Генератор работает по схеме с размагничивающей последовательной обмоткой. Регулирование тока производят реостатом цепи основной обмотки возбуждения. Двигатель сварочного агрегата специально переоборудован для режима длительной стационарной работы. Он имеет автоматический центробежный регулятор скорости вращения, ручное регулирование для работы при малых скоростях, автоматическое выключение зажигания при внезапном увеличении скорости. Сварочный агрегат смонтирован на жесткой металлической раме с катками для перемещения. Наличие крыши и боковых металлических штор, защищающих от атмосферных осадков, позволяет работать на открытом воздухе.
Для сварки в защитных газах, а также для полуавтоматической и автоматической сварок применяют генераторы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой. Такие генераторы имеют обмотки независимого возбуждения и подмагничивающую последовательную обмотку. При холостом ходе э. д. с. генератора наводится магнитным потоком, который создается обмоткой независимого возбуждения. При рабочем режиме сварочный ток, проходя через последовательную обмотку, создает магнитный по
ток, совпадающий по направлению с магнитным потоком обмотки независимого возбуждения, Тем самым обеспечивается жесткая или возрастающая вольт-амперная характеристика.
Преобразователь такого типа ПСГ-350 состоит из сварочного генератора постоянного тока ГСГ-350 и трехфазного асинхронного электродвигателя АВ-61—2 мощностью 14 кВт. Генератор имеет обмотку независимого возбужде - іия и подмагничивающую последовательную обмотку. Обмотка независимого возбуждения питается от внешней сети через селеновые выпрямители и стабилизатор, который исключает влияние колебания напряжения в сети на ток возбуждения. Последовательная обмотка разделена на две секции: при включении в сварочную цедь части витков генератор работает в режиме жесткой характеристики, а при использовании всех витков обмотки генератор дает возрастающую внешнюю характеристику. Генератор и двигатель размещены в общем корпусе и смонтированы на тележке.
При работе на строительной площадке или заводе нескольких сварочных постов, расположенных недалеко друг от друга, применяют многопостовые сварочные преобразователи. Внешняя характеристика многопостового генератора должна быть жесткой, т. е. независимо от количества работающих постов напряжение генератора должно быть постоянным. Для получения постоянного напряжения многопостовой генератор имеет параллельную обмотку возбуждения и последовательную обмотку, создающую магнитный поток того же направления.
Применение многопостовых сварочных преобразователей позволяет значительно уменьшить площади под сварочным оборудованием, сократить расходы на ремонт, уход и обслуживание. Однако КПД сварочного поста значительно ниже, чем при однопостовом преобразователе, вследствие больших потерь мощности в балластных реостатах.
Если мощность одного генератора недостаточна для работы сварочного поста, то включают параллельно два сварочных агрегата. При параллельном включении генераторов необходимо соблюдать следующие условия. Генераторы должны быть одинаковыми по типу и внешним характеристикам. До включения необходимо отрегулировать генераторы на одинаковое напряжение холостого хода. После включения в работу следует с помощью регулирующих устройств установить по амперметру одинаковую на - _ грузку генераторов. При неодинаковой нагрузке напряжение одного генератора будет выше, чем у другого, и генератор с низким напряжением, питаемый током второго генератора, будет работать как двигатель. Это приведет к размагничиванию полюсов генератора и выходу его из строя. Поэтому следует постоянно следить за показаниями амперметров и при необходимости отрегулировать равномерность нагрузок генераторов.
Для уравнивания напряжения параллельно работающих генераторов с падающими внешними характеристиками применяют перекрестное питание их цепей возбуждения: обмотки возбуждения одного генератора питаются от щеток якоря другого генератора. Для этой пели генераторы имеют уравнительные контакты, которые надо при параллельной работе соединить между собой.
При параллельном включении многопостовых генераторов типа ПСМ-1000 необходимо клеммы на щитках генераторов ГС-1000, обозначенные буквой У (уравнительный), соединить между собой уравнительным проводом. Этим проводом последовательные обмотки генераторов соединяются параллельно и таким образом исключаются колебания в распределении нагрузки между генераторами.