Урок № 25-26 Сварочные генераторы и преобразователи.

Источниками постоянного тока для сварки наряду с выпрямителями являются сварочные генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую. Принцип действия электрического генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитной индукцией называют явление возникновения электродвижущей силы (э.д.с.) в проводнике при перемещении его в магнитном поле, пересекающем этот проводник. Значение возникающей э.д.с. зависит от скорости движения проводника, величины магнитного потока и длины проводника (число витков катушки).

Сварочный генератор постоянного тока состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллектором. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные силовые линии полюсов генератора, и в ее витках возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к выходным зажимам. К этим зажимам присоединяют сварочные провода, идущие к электроду и изделию. В сварочном генераторе э.д.с. наводится магнитными потоками, образующимися в самом генераторе:

Ег = С х Фг,

где С – постоянная генератора (зависит от конструкции); ФГ – суммарный магнитный поток. Все генераторы имеют намагничивающие обмотки возбуждения WН, питающиеся от независимого источника либо от самого генератора. В первом случае генераторы – с независимым возбуждением, во втором – с самовозбуждением. Намагничивающие обмотки имеют большое число витков (200–500), их выполняют из тонкого провода (диаметром 1,5–2,5 мм) и располагают на отдельных башмаках корпуса генератора.

При протекании намагничивающего тока в обмотке WH в генераторе наводится намагничивающий магнитный поток. Изменением тока намагничивания осуществляется плавное регулирование напряжения холостого хода, а, следовательно, и режима работы генератора.

В генераторах имеется и последовательная обмотка возбуждения с малым числом витков (3–5). По этой обмотке, включенной последовательно с дугой, протекает ток, равный силе тока дуги. Магнитный поток, наводимый намагничивающей силой последовательной обмотки, возникает только при нагрузке генератора (при сварке). В зависимости от способа включения последовательной обмотки магнитный поток от нее направлен встречно или согласно с намагничивающим потоком Фн. При работе генератора его э.д.с. будет зависеть от суммарного потока ФН ± ФП 

За счет этого можно получить падающие или возрастающие внешние характеристики генераторов. Последовательная обмотка секционирована, включают либо все ее витки, либо половину. Этим можно ступенчато регулировать сварочные режимы на два диапазона. В пределах диапазонов режимы регулируют плавно путем изменения силы тока в намагничивающей обмотке возбуждения. Сварочные генераторы выполняют по различным электрическим схемам. Они могут быть с падающей внешней характеристикой (генераторы ГСО в преобразователях типа ПСО-300, ПСО-500 и др.), с жесткой или пологопадающей  характеристикой (типа ГСГ в преобразователях типа ПСГ-500) и универсальные (преобразователи ПСУ-300, ПСУ-500). Наибольшее распространение получили сварочные генераторы с падающими внешними характеристиками,

с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой; (рис 7)

самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой. В первом случае генератор имеет обмотку независимого возбуждения WK, питаемую от отдельного источника питания постоянного тока, и последовательную размагничивающую обмотку Wp, включенную в сварочную цепь последовательно с обмоткой якоря. Сила тока в цепи независимого возбуждения регулируется реостатом R. Магнитный поток ФН создаваемый обмоткой WН противоположен по своему направлению магнитному потоку ФР, создаваемому обмоткой Wp. Результирующий поток предоставляет разность потоков

С увеличением силы тока в сварочной цепи будет увеличиваться поток ФР, а поток ФН остается неизменным. При этом напряжение на зажимах генератора будут падать, создавая падающую внешнюю характеристику генератора (рис. 8).

        Рис.7   Электрические схемы сварочных генераторов: