Книги по строительству и ремонту

Ручная дуговая сварка

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

5.2. Коллекторные однопостовые генераторы

Основным механизмом преобразователя является источник питания дуги — сварочный генератор. Наиболее распространены коллекторные генераторы, в которых выпрямление электрического переменного тока, вырабатываемого генератором, осуществляется путем снятия с его коллектора с помощью угольных щеток постоянного тока. В настоящее время используются коллекторные генераторы с независимым возбуждением или с самовозбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой. На 5.2, (I) показана электромагнитная схема генератора этой серии. Как видно из схемы, на подвижном корпусе генератора укреплены электромагнитные полюсы N и S (основные и дополнительные), а на общем валу с электродвигателем находится якорь генератора «Я» с коллектором. При вращении вала по коллектору скользят токосъемные щетки: основные а и b и дополнительная с (5.2, II, III), которая используется для обмотки самовозбуждения. В генераторе с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой (5.2, II) обмотка независимого возбуждения НО питается постоянным током от самостоятельного источника. Последовательная обмотка ПО питается постоянным током от щеток а и Ь. При пуске двигателя обмотка НО вызывает магнитный поток Фп, который образует в обмотке якоря электродвижущую силу (ЭДС) положительной поляркости со стороны полюсов /V и отрицательной со стороны полюсов 5. К этим местам на коллекторе якоря подводятся токосъемные угольные щетки а и Ь. Таким образом происходит выпрямление переменного тока, вырабатываемого генератором.

При холостом ходе напряжение на зажимах генератора, согласно ГОСТ 304—82 по условиям безопасности сварщика, не должно быть больше 100 В, что соблюдается в конструкциях отечественных коллекторных генераторов.

После зажигания дуги ток цепи якоря в последовательной обмотке возбуждения ПО вызовет в полюсах генератора магнитный поток Фп, который будет направлен против магнитного потока Фа независимой обмотки НО. Суммарный магнитный поток и ЭДС с увеличением сварочного тока будут уменьшаться па зажимах генератора, получится крутопадающяя внешняя характеристика. На 5.2, IV показана внешняя характеристика при работе на диапазоне малых и больших токов. В данном случае генератор имеет два диапазона, но их может быть и больше. Плавное регулирование тока производится сопротивлением R, изменяющим ток НО. При работе на диапазоне малых токов сварочный кабель подсоединяют к зажиму / (см. 5.2,11); при работе на диапазоне больших токов — к зажиму 2.

Принципиальная схема сварочного генератора с самовозбуждением и последовательной обмоткой показана на 5.2, III, Как видно из схемы, параллельная обмотка самовозбуждения ОС питается током от основной а и дополнительной с щеток токосъемника якоря. При вращении якоря в его обмотке индуктируется ЭДС за счет остаточного магнетизма главных полюсов, и через щетки а и с в обмотку самовозбуждения начинает поступать ток, образуя магнитный поток Фс, который дополнительно индуктирует ЭДС в обмотке якоря, создавая через щетки а и Ь напряжение холостого хода на выходных зажимах генератора. При сварке в обмотке ПО появится электрический ток, который образует размагничивающий магнитный поток Фп, направленный против потока Фо и уменьшающий ЭДС генератора и напряжение на дуге. Совместные действия магнитных потоков Фс и Ф обеспечивают   падающую   внешнюю характеристику генератора. Регулировка сварочного тока осуществляется реостатов р больших и малых диапазонах.

Для получения жесткой характеристики магнитный поток Фп направляют в сторону потока Фс, и напряжение генератора не меняется при нагрузке.

Разновидностью генератора с самовозбуждением является генератор с расщепленными полюсами. Генератор (5.3) имеет по два полюса одинаковой полярности, расположенные один за другим по окружности, но одноименные полюсы расщеплены. Главные горизонтальные полюсы 5Г и Nr имеют вырезы, поэтому работают при полном магнитном насыщении. Каждая пара одноименных полюсов имеет параллельные намагничивающие обмотки НГ и НП. При вращении якоря в его обмотке индуктируется ток за счет остаточного магнетизма полюсов и через щетки а и с поступает в обмотки НГ и НП, увеличивая магнитный поток Фг и Фп. При возникновении дуги ток резко возрастает, увеличивая магнитный поток самого якоря и реакции якоря Фян и ФяР. Подмагничивающее действие реакции якоря на усиление магнитного потока Фг главных полюсов мало сказывается вследствие магнитного насыщения, поэтому напряжение на щетках а—с, питающих обмотки возбуждения, практически изменяется мало. Размагничивающее действие реакции якоря ФяР будет весьма сильно сказываться на магнитном потоке Фп в воздушном зазоре под поперечными полюсами.  При увеличении сварочный ток поменяет свой знак, размагничивая поток главных полюсов и уменьшая напряжение до нуля при коротком замыкании. Таким образом создается падающая внешняя характеристика. Размагничивающая реакция якоря выполняет функцию последовательной размагничивающей обмотки. Регулирование сварочного тока осуществляется реостатом. Применяется также ступенчатое регулирование тока путем смещения щеток в двух или трех фиксированных положениях.