Сварочное оборудование - Генераторы сварочные

Генераторы сварочные

Сварочные генераторы преобразуют механическую энергию вращения якоря в электрическую энергию постоянного тока, необходимую для сварки. Генератор поставляется потребителю отдельно или в комплекте с приводным двигателем. Преобразователи, представляющие собой комбинацию асинхронного трехфазного двигателя и сварочного генератора постоянного тока, используют для ручной дуговой и механизированной сварки в углекислом газе. Агрегаты, состоящие из двигателя внутреннего сгорания и сварочного генератора, применяют при ручной дуговой сварке и резке в полевых условиях, где отсутствует электрическая сеть питания. Сварочные генераторы обеспечивают легкое зажигание и устойчивое горение дуги. Существенным недостатком данных источников питания является сложность конструкции и высокая трудоемкость изготовления, они существенно дороже трансформаторов и выпрямителей. Эксплуатационные характеристики сварочных генераторов сравнительно невысокие: КПД не превышает 0,7, довольно высокий удельный расход электроэнергии на 1 кг расплавленного металла, не менее 5 кВт⋅ч. Надежность этих источников сравнительно невысока, они занимают довольно много места, шумны в работе.

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.

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 разделить 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 обмоткой, выпускаемый в двух модификациях: независимого возбуждения и с самовозбуждением.

Кроме этого генератора в меньших объемах применяются генераторы с жесткими характеристиками, универсальные генераторы, а также вентильные генераторы.

Браткова О.Н. "Источники питания сварочной дуги"