Меню

Схемы сварочных генераторов постоянного тока



Схема сварочного генератора

Содержание:

  • Принцип работы сварочного генератора.
  • Особенности схем сварочных генераторов.
  • Принцип работы генератора с независимым возбуждением.
  • Принцип работы генератора с самовозбуждением.

Сварочный генератор является источником постоянного тока, необходимого для ведения сварочных работ. Основной принцип работы сварочного генератора заключается в том, что он преобразовывает механическую энергию в электрическую. Основными частями конструкции сварочного генератора являются: статор с магнитными полюсами и якорь с обмоткой и коллекторами.

Принцип работы сварочного генератора.

Переменный электрический ток возникает в обмотке якоря в местах пересечения обмотки сварочного генератора с магнитными силовыми линиями, расположенными на полюсах статора. Далее этот ток поступает на коллекторы, где и происходит преобразование переменного тока в постоянный. Затем постоянный ток попадает на угольные щетки, плотно прижатые к коллекторам, а со щеток уходит на зажимы, к которым присоединяются сварочные провода, ведущие к электроду.

Пример сварочного генератора

В состав каждого генератора входит намагничивающаяся обмотка возбуждения. Питание обмотки может производиться двумя путями

  • от независимого источника – такой генератор является аппаратом с независимым возбуждением
  • от самого генератора – это генератор с самовозбуждением

Любой генератор может работать в различных режимах. Изменение режима работы генератора можно произвести путем плавного изменения тока намагничивания.

Кроме того, важной конструктивной частью любого генератора является последовательная обмотка возбуждения, характеризующаяся небольшим количеством витков. Эта обмотка последовательно подключается к дуге и питает ее током – то есть, сила тока в этой обмотке равна силе тока в сварочной дуге. Особенностью последовательной обмотки является то, что она разделена на отдельные секции. Благодаря этому она может работать не только вся целиком, но и частично.

Особенности схем сварочных генераторов.

Схема сварочного генератора может быть различной, и схемы эти отличаются друг от друга внешней характеристикой.

Основными видами генераторов, с этой точки зрения, являются

  • сварочные генераторы с падающей внешней характеристикой
  • сварочные генераторы с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой
  • универсальные сварочные генераторы.

Самым большим спросом пользуются сварочные генераторы с падающей внешней характеристикой, которые могут базироваться на одной из двух схем:

  • генераторы с независимым возбуждением
  • генераторы с самовозбуждением

Схемы сварочного генератора

Принцип работы генератора с независимым возбуждением.

Конструкция генераторов этого типа оснащена обмоткой с независимым возбуждением, питание которой происходит от какого-то внешнего источника постоянного тока. Кроме того, в цепи имеется и размагничивающаяся обмотка, подключенная последовательно. Регулирование силы тока в цепи производится с помощью реостата. Если в сварочной цепи увеличится сила тока, то магнитный поток, создаваемый размагничивающейся обмоткой, тоже будет увеличиваться. В то же время магнитный поток, создаваемый обмоткой независимого возбуждения, останется прежним. Это приводит к тому, что напряжение на зажимах генератора падает, что и создает падающую внешнюю характеристику.

Принцип работы генератора с самовозбуждением.

В случае, когда применяется эта схема сварочного генератора, намагничивающаяся обмотка получает постоянный ток с обмотки якоря самого генератора. Для этого на коллекторе имеется специальная дополнительная щетка, к которой и подключается намагничивающая обмотка возбуждения, создающая постоянный магнитный поток.

Основная сфера применения сварочных генераторов – это ручная дуговая сварка штучными электродами. Именно для этого типа сварки от генератора требуются резко падающие внешние характеристики, то есть, уменьшение напряжения в случае увеличения тока. Это объясняется тем, что при ручной дуговой сварке происходят медленные колебания длины дуги, связанные с работой мастера (с движением его руки), и для того, чтобы поддерживать постоянное горение дуги необходимо сохранять ток примерно одинаковым.

Источник

Всё, что вы не знали о сварочном генераторе

Разновидности и особенности устройств

В зависимости от решаемых задач, а также выделяемой мощности, генераторы классифицируют на несколько категорий.

Бензиновые аппараты для дачи относятся к наиболее распространённым типам приборов. Они представляют собой мини электростанции, способные обеспечивать мощность до пяти киловатт.

Их отличительной чертой является незначительный вес и маленькие габариты. В связи с этим они удобны в транспортировке.

Подобные устройства прекрасно справляются с задачей обеспечения дачи, частного дома или маленькой мастерской электроэнергией во время ее отсутствия и сбоев. Таким образом, данный тип оборудования будет наилучшим бытовым вариантом.


Генератор для сварочных работ.

Бензиновый сварочный генератор – тип агрегата рассчитанный на производство электроэнергии мощностью до десяти киловатт. Данное оборудование легко справляется с длительными нагрузками и способно обеспечивать бесперебойную работу в течение восьми часов.

Выбирая подобный прибор, следует особое внимание уделить производителю мотора. Нередко случаются случаи быстрого выхода этого узла из строя из-за низкого качества сборки.

Учитывая длительность автономной работы, важным критерием является такой параметр, как объем топливного бака. Если его вместимость незначительна, то длительность бесперебойного производства электричества будет автоматически ограничена количеством горючего.

Наличие качественной шумоизоляции и электростартера – также важные характеристики, позволяющие сделать работу более комфортной и приятной. Конечно, если позволяют финансы, лучше отдавать предпочтение агрегатам с указанными элементами.

Самые современные верхнеклапанные устройства принято даже сравнивать с дизельным сварочным генератором в плане производимой мощности. Такие установки характеризуются низким уровнем шума, высокой производительностью и долговечностью.

Приобретать бензиновый агрегат имеет смысл лишь в тех случаях, когда планируется длительное использование инверторной сварки и других устройств в условиях отсутствия доступа к сети. Самым распространенным случаем являются строительные работы. В данном случае обойтись без мини электростанций попросту невозможно.

Существуют и более мощные устройства, способные обеспечить мощность порядка двадцати киловатт и более. Они оборудуются автоматическим стартом и представляют собой массивные крупногабаритные стационарные агрегаты.

Устройство

Правильно выбрать генератор для инверторного сварочного аппарата или другого типа сварки возможно только в том случае, когда полностью понятен принцип работы прибора и его устройство.

Устройство сварочного генератора представляет собой конструкцию из рамы с закрепленными на ней двигателем и альтернатором через амортизаторы. Крутящий момент двигателю агрегата передается через специальное сопряжение от ротора альтернатора.

В результате формируется трехопорная схема на основе подшипников на роторе и конце коленчатого вала. Третий подшипник располагается на выходе вала отбора мощности двигателя.

На корпусе аппарата также размещают следующие элементы:

  • индикатор силы тока;
  • розетки;
  • кнопки или тумблеры, позволяющие менять режимы;
  • прерыватель цепи;
  • разъемы для сварочных кабелей;
  • регуляторы.

Покупая подобные аппараты, следует понимать, что они способны производить определенный объем электричества. В связи с этим важно обращать внимание на мощность генератора, чтобы его эксплуатационные возможности совпадали с требованиями, предъявляемыми пользователем.

По функциональным параметрам выделяют следующие виды устройств:

Тип аппарата Характеристика
Трансформаторы Характеризуются относительно низкой стоимостью. Удобные и малогабаритные приборы, позволяющие получить переменный ток.
Выпрямители Агрегаты, производящие постоянный ток. Применяются для обработки деталей из нержавейки.
Инверторный тип Приборы с высокоточной настройкой режимов. Используются для работы в автоматической и аргонодуговом режиме.

В зависимости от типа используемого горючего, выделяют бензиновые и дизельные сварочные трансформаторы. Первые отличаются небольшой мощностью, зато и цена у них также доступна. Использовать подобные приборы в длительной работе в сложных условиях невозможно. Лучшая область применения таких генераторов – различные мелкие бытовые работы.

Электрическая схема коллекторного сварочного генератора.

Дизельные варианты отличаются надежностью и широким выбором мощностей. Помимо длительного рабочего ресурса, данные агрегаты могут похвастаться возможностью функционирования под воздействием низких температур.

Конечно, цена указанных устройств существенно выше. Однако если генератор используется часто, то стоимость достаточно быстро окупается. Какой вариант устройства выбрать, решать только пользователю. Тут необходимо отталкиваться лишь от поставленных задач и финансовых возможностей.

Принцип работы сварочного генератора.

Переменный электрический ток возникает в обмотке якоря в местах пересечения обмотки сварочного генератора с магнитными силовыми линиями, расположенными на полюсах статора. Далее этот ток поступает на коллекторы, где и происходит преобразование переменного тока в постоянный. Затем постоянный ток попадает на угольные щетки, плотно прижатые к коллекторам, а со щеток уходит на зажимы, к которым присоединяются сварочные провода, ведущие к электроду.

Читайте также:  Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором силу тока в котором нужно измерить

В состав каждого генератора входит намагничивающаяся обмотка возбуждения. Питание обмотки может производиться двумя путями

  • от независимого источника – такой генератор является аппаратом с независимым возбуждением
  • от самого генератора – это генератор с самовозбуждением

Любой генератор может работать в различных режимах. Изменение режима работы генератора можно произвести путем плавного изменения тока намагничивания.

Кроме того, важной конструктивной частью любого генератора является последовательная обмотка возбуждения, характеризующаяся небольшим количеством витков. Эта обмотка последовательно подключается к дуге и питает ее током – то есть, сила тока в этой обмотке равна силе тока в сварочной дуге. Особенностью последовательной обмотки является то, что она разделена на отдельные секции. Благодаря этому она может работать не только вся целиком, но и частично.

генератор станция генератор для инвертора

Принцип работы

Сварочный бензогенератор необходим инвертору в качестве источника напряжения, необходимого для его работы.

Принцип действия обычного генератора основан на превращении механической энергии в электрическую. На выходе в подобных устройствах получается переменное напряжение, характерное скачкам мощности и колебаниям.

Какой генератор нужен для сварочного аппарата?

Тут есть два основных выхода из ситуации:

  • применять электрические станции со значительным запасом по мощности;
  • использовать станцию, выдающую стабильное напряжение.

Оба варианта обладают своими преимуществами и недостатками. Таким образом, выбор необходимо делать, основываясь на особенностях выполняемой работы.

Рекомендации специалистов


Принципиальная схема коллекторного сварочного генератора.

Профессионалы в области сварки дают следующие советы о том, как выбрать генераторы для сварочных аппаратов:

  1. Если вам необходим генератор мощностью не более 10 кВт, лучше всего отдать предпочтение агрегатам на бензиновой основе. В противном случае, выбирайте более серьезные модели, работающие на дизельном топливе.
  2. Для бензиновых генераторов запас мощности должен составлять не более 25%, для дизельных – до 50%.
  3. Отличную долговечность показывают агрегаты с гильзами из чугуна. Номинальный ресурс их работы составляет 1500 моторчасов, а их алюминиевые аналоги выходят из строя в среднем в 3 раза быстрее.
  4. Существуют сварочные инверторы с корректором коэффициента мощности. Они идеально подходят для работы от генератора, поскольку могут работать на пониженном напряжении. Определить такие устройства можно по приставке PFC в названии модели.

Профессиональные полуавтоматы и инверторы для сварки в среде защитных газов, как правило, некорректно работают в паре с генераторами.

Поэтому, если вам необходим источник питания для такого оборудования, обязательно проконсультируйтесь со специалистами.

Как сделать своими руками?

Генератор для сварки можно сделать самостоятельно. В этих целях лучше использовать отдельное помещение, например, мастерскую или гараж.

Первым элементом, с которого следует начать изготовление, является рама. В ее качестве отлично подойдет уголок размерами сорок на сорок миллиметров. После того, как будет отрезана нужная длина с помощью болгарки, в нем просверливаются отверстия под мотор и генератор. Указанные элементы закрепляются на раме болтами.

Стоит отметить, что в данной ситуации можно собрать сварочный аппарат из автомобильного генератора.

Далее следует установка колес к основанию рамы, чтобы обеспечить возможность удобного перемещения. Закрепить колеса можно с помощью сварки или же на болтах.


Особенности сварочных генераторов.

Принцип работы устройства основан на передачи от мотора генератору вращающего момента, в результате чего формирует ток.

Данная схема лежит в основе работы каждого устройства.

Работать агрегат способен и без бензогенератора. На генератор может подаваться и сетевое напряжение, преобразуемое в последствии в необходимый ток для сварки.

Как видите, сделать сварочный генератор самостоятельно не составит труда. Также изготовить сварочный аппарат возможно и из лабораторного автотрансформатора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Индукторный сварочный генератор аксиального типа, содержащий два зубчатых пакета статора, соединенных с толстостенной стальной станиной, служащей одновременно корпусом и внешним магнитопроводом, кольцевую обмотку возбуждения, выводы которой соединены с источником питания, 3-х фазную силовую обмотку, выводы фаз которой через выпрямительный блок и регулятор тока соединены с выходными зажимами, два зубчатых безобмоточных пакета ротора, соединенных втулками, служащими внутренним магнитопроводом, отличающийся тем, что силовая обмотка выполнена наложением на каждый зубец каждого пакета статора отдельных катушек, при этом каждая ветвь фазы образована встречным соединением одной встречно соединенной пары катушек, расположенной на соседних зубцах, и другой аналогичной парой катушек, сдвинутой на 180 электрических градусов и диаметрально расположенной, причем число зубцов статора кратно 12, а число зубцов ротора кратно 5 или 7.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что обмотка возбуждения выполнена как минимум из двух кольцевых катушек, соединенных параллельно.

3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что регулятор тока выполнен в виде высокочастотного импульсного регулятора.

На что обратить внимание во время выбора?

Выбирая генератор для сварочного аппарата, важно учитывать некоторые параметры устройств. Например, ранее уже говорилось о несовместимости бензогенератора с инверторами высокой мощности. Данный момент связан с невозможностью таких агрегатов компенсировать скачки напряжения.

Так как же подобрать генератор для сварочного инвертора? В данном вопросе есть свои нюансы, требующие выполнения грамотного расчета мощности прибора. В инверторном типе она равняется максимально потребляемой. Однако стоит ее брать с небольшим запасом в двадцать или тридцать процентов от общей производительности станции.

Таким образом, чтобы узнать какой генератор потянет то или иное оборудование, следует умножить напряжение на дуге на максимальный потребляемый ток. Отмеченные величины обычно приводятся в инструкции по эксплуатации.

Даже с учетом большого запаса по мощности, лучше выбрать прибор инверторного типа. Энергия, производимая подобным аппаратом, более качественна и отличается меньшими колебаниями мощности, что является важным критерием в сварке.

Принцип работы генератора с самовозбуждением.

В случае, когда применяется эта схема сварочного генератора, намагничивающаяся обмотка получает постоянный ток с обмотки якоря самого генератора. Для этого на коллекторе имеется специальная дополнительная щетка, к которой и подключается намагничивающая обмотка возбуждения, создающая постоянный магнитный поток.

Основная сфера применения сварочных генераторов – это ручная дуговая сварка штучными электродами. Именно для этого типа сварки от генератора требуются резко падающие внешние характеристики, то есть, уменьшение напряжения в случае увеличения тока. Это объясняется тем, что при ручной дуговой сварке происходят медленные колебания длины дуги, связанные с работой мастера (с движением его руки), и для того, чтобы поддерживать постоянное горение дуги необходимо сохранять ток примерно одинаковым.

Популярные бренды

На рынке представлен широкий ассортимент различных бензиновых и дизельных сварочных генераторов. В данном обзоре представлены к рассмотрению самые интересные, на наш взгляд, модели устройств.

Генератор для сварочного инвертора должен полностью удовлетворять запросам, предъявляемым самим оборудованием. Зачастую правильные параметры необходимо рассчитывать заранее.

Прекрасным выбором будет бензиновая станция Кратон GWG-5,0/180, совмещающая в себе электрогенератор со сварочным аппаратом. Наиболее полезен подобный агрегат будет различным аварийным службам и строителям. Стоит отметить, что и в гараже, а также в маленькой мастерской такое оборудование никогда не станет лишним.

Тут уже совмещены такие узлы, как электрогенератор и сам сварочный аппарат. Отмеченное положение вещей избавляет потребителя думать о совместимости данных компонентов.


Принципиальная схема вентильного генератора.

Кроме того агрегат отличается наличием колес и откидных ручек, делающим его удобным в транспортировке. Среди доступных панелей следует выделить вольтметр, устройства защиты и замок зажигания.

Gesan GS 210 DCH – еще один отличный вариант, совмещающий в себе сразу и генератор и сварочный аппарат. Подобная комбинация станет незаменимой в выполнении различных строительных или ремонтных работ в условиях отсутствия электроэнергии.

Читайте также:  Неразветвленная цепь переменного тока содержащая индуктивность емкость активное сопротивление

Не стоит забывать и о том, что даже доступность в непосредственной близости электрической сети не может гарантировать наличие достаточной мощности. Да и напряжение достаточно часто сильно отличается от заявленных 220 вольт. Стоит ли вспоминать о больших потерях, происходящих в длинных электрических кабелях, протянутых от розетки к устройству.

Все отмеченные факторы негативно скажутся на качестве выполнения работы. В связи с этим выбор станции Gesan GS 210 DCH будет весьма уместным.

Бензиновые станции с возможностью работы методами MMA и TIG-DC пользуются спросом у незначительного круга людей. В основном это специалисты, профессионально занимающиеся сваркой. К подобным установкам относятся модель Telwin Motoinverter 254 CE.

Аппарат применяется в тех же сферах, что и другие устройства: в строительстве и в ремонте. Иначе говоря, все, кто нуждается в электроэнергии в отсутствии доступа к сети, приобретают такие агрегаты.

Кроме того к аппарату можно подключать приборы с потребляемой мощностью до трех киловатт. Для упрощения процесса сварки тут предусмотрены различные дополнительные функции: горячий старт, Anti-Stick, Arc Force.

Эксплуатация

Достижение максимально возможной производительности устройств и продление их срока службы зависят от правильной эксплуатации, будь то сварочный генератор своими руками или же промышленный бензогенератор и сварочный инвертор.

Особенности использования сварочных станций в первую очередь зависят от их формата. Это могут быть промышленные, бытовые или профессиональные устройства.

Использование оборудования первого типа на крупном или промышленном производстве предполагает наличие у прибора широкого спектра возможностей, позволяющих осуществлять ручную, полуавтоматическую, и др. виды сварки.

Для работы генератора промышленного типа требуется правильное обслуживание. Ответственность за это несут настройщики и инженеры-технологи. Последние кроме всего прочего разрабатывают уникальные способы соединения.

Самым распространенным методом сварки является ручная. Конечно, в идеальном случае владелец указанного аппарата – опытный сварщик. Тем не менее довольно часто профессионалом человек становится уже после приобретения агрегата.


Подключение дизельного генератора.

При использования генератора необходимо соблюдать несколько простых правил:

  • использовать устройство следует на горизонтальной плоскости;
  • в качестве первых свариваемых деталей лучше использовать заготовки толщиной от трех миллиметров;
  • научиться правильно держать дугу и не прожигать изделия;
  • не полагаться на удачу в работе с аппаратом, а тщательно ознакомиться с инструкцией, содержащей весь необходимый объем информации;
  • отдельное внимание необходимо уделить технике безопасности;
  • лучше не эксплуатировать агрегат в запыленных помещениях, так как генераторы «не любят» грязь.

Работая с инверторным сварочным аппаратом, важно учитывать специфику его подключения к генератору. В случае неправильного выбора станции инвертор может выйти из строя. В данном случае даже учет только лишь мощности, как уже было отмечено ранее, не решает вопрос совместимости.

Источник

Устройство сварочного генератора

Сварочный электрогенератор – это прибор, который наравне способен выполнять две функции: организацию электроснабжения в автономном режиме и создание неразъемного соединения путем сварки.
Для данного оборудования характерна высокая мобильность, неповторимая функциональность и возможность решать огромное количество задач независимо от условий эксплуатации.

Устройство генераторов этого типа

Для лучшего понимания принципа работы электрогенератора необходимо ознакомиться с особенностями его конструкции.

Конструкция данного прибора включает в себя:

К основным элементам данных устройств относят:

    Преобразователь

Этот компонент включает в себя трехфазный двигатель переменного тока и электрогенерирующее устройство, благодаря чему представляется возможным изменение параметров тока для сварки.

Сварочный агрегат

Этот элемент состоит из приводного ДВС, электрогенератора переменного тока и конструкции, позволяющей осуществлять контроль над параметрами тока.

Сварочный генератор

Существуют вентильные и коллекторные СГ. Учитывая принцип функционирования, также различают приборы с самовозбуждением и с нейтральным возбуждением.

При разомкнутой сварочной цепи (работе с отключенной нагрузкой) на зажимах генератора возникает напряжение нулевой нагрузки, величина которого равняется электродвижущей силе, создаваемой обмоткой якоря (ОЯ). При других фиксированных факторах такое напряжение находится в непосредственной зависимости от потока магнитной индукции, воспроизводимого ОВН. Наравне с этим свойства магнитного потока обусловлены током возбуждения в обмотке, поддающимся корректировке посредством специального реостата (R).

Протекание тока в дуге якоря (Я) устройства запускается зажиганием дуги (Д). Ток проходит по виткам последовательной обмотки возбуждения ОВП, функционирующей на жестких характеристиках так, что генерируемый ею поток магнитной индукции противопоставляется таковому намагничивающей обмотки. Как следствие, рост тока способствует убыли суммарного потока в воздушном зазоре прибора, а также уменьшению электродвижущей силы, наводимой в ОЯ, и напряжению, создаваемому на зажимах. Возникает жесткая внешняя статическая характеристика.

Обратите внимание на тот факт, что огромное число установок данного типа (первым делом тех, которые предназначены для работы в составе данных агрегатов) снабжены обмоткой независимого возбуждения, для питания которой используется не какой-либо внешний объект, а дополнительная (третья) щетка, расположенная между главными, то есть генераторы выполнены с самостоятельным возбуждением.

СГ вентильного типа

Данные устройства представляют генераторы переменного тока с особыми преобразователями электричества. Такие установки снабжены механическим электропреобразователем, а не полупроводниковым, что отличает их от коллекторных аналогов.

Производство ВГС базируется на использовании трехфазных индукторных одноименнополюсных электромашин, в которых размещено по 2 пакета статора и ротора, материалом для изготовления которых служит особая электротехническая сталь.

Пакеты железа статора запрессовывают в стальную станину, посредством которой осуществляется их магнитное соединение. Пакеты железа ротора запрессовывают на втулку из стали, установленную на валу генератора. Соединяются они тоже магнитно. Каждый из пакетов железа ротора снабжен зубцами. Силовую ОЯ укладывают в углубления пакетов статора (одну для всех), а тороидальную ОВ – между пакетами железа ротора и жестко укрепляют на станине.

Условные обозначения, применяемые на изображенной на рисунке электрической схеме сварочного генератора:

2 — массивная втулка на валу;

3, 8 — пакеты железа ротора;

6, 9 — пакеты железа статора;

6 — станина;

7 — ОВ, закрепленная на станине;

Ф — главный поток магнитной индукции.

С помощью рисунка можно ознакомиться с конструкцией вентильного устройства. Здесь трехфазная обмотка индукторного устройства выводами подключается к трехфазному диодному мосту УО, представленному силовыми диодами из кремния. Подвергшийся выпрямлению ток питает сварочный пост. Служащие для ручной дуговой сварки жесткие внешние статические характеристики вентильного генератора формируются в частности благодаря внутреннему индуктивному сопротивлению непосредственно электромашины.

На электрической схеме вентильного сварочного генератора были использованы следующие обозначения:

ОЯ — обмотка якоря;

ОВ — обмотка возбуждения;

ТV, ТА — трансформаторы напряжения и тока;

VD — силовой вентильный блок;

VD1, VD2, VD3 — диоды в цепи возбуждения;

R – реостат, позволяющий управлять параметрами тока.

Во время нагрузки, то есть при проведении сварки, от вентильного СГ, конструктивно соответствующего схеме, загрузка всех фаз машины осуществляется симметрично.

Источник

Схема сварочного генератора

Сварочные генераторы используются в условиях, когда отсутствуют внешние источники питания. Данные устройства самостоятельно вырабатывают электроэнергию, достаточную для полноценного функционирования сварочного поста. В их конструкцию входит сам сварочный аппарат и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Наиболее широкое распространение получили силовые установки, работающие на бензине.

  1. Физические свойства ручной дуговой сварки
  2. Как работают генераторные установки
  3. Коллекторная схема генераторных установок
  4. Схема генераторов вентильного типа
  5. Конструктивные особенности сварочных аппаратов

Физические свойства ручной дуговой сварки

Для выполнения ручной дуговой сварки используются электроды. Они подаются к месту сваривания постепенно, по мере расплавления, и перемещаются вдоль шва. В это время проявляется основное физическое свойство, когда между электродом и основным металлом загорается дуга. В этот момент стержень расплавляется и жидкий металл в виде капель стекает в так называемую сварочную ванну.

Схема сварочного генератора

Одновременно со стержнем расплавляется и покрытие электрода, в затем, превращаясь в газ, защищает пространство около дуги и саму ванну на расплавленной поверхности, препятствует контакту атмосферного воздуха с расплавленным металлом. Постепенно дуга перемещается, сварочная ванна становится твердой, металл кристаллизуется, и в этом месте образуется соединительный шов, на поверхности которого появляется твердая корка из шлака.

Читайте также:  Переменный ток индуктивность 0 5 напряжение активное

Сварочная дуга образуется и поддерживается с помощью переменного или постоянного тока, подведенного к электроду и самой металлической конструкции. На самом электроде и поверхности ванны образуются так называемые активные пятна. Расстояние между ними составляет длину дуги. Металл расплавляется на определенную глубину, размер которой зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это рабочий режим сварки и ее расположение в пространстве. Существенное влияние оказывает скорость движения дуги, конструкция соединения, размеры и форма кромок, свариваемых между собой.

Как работают генераторные установки

Схема сварочного генератора

Схема сварочного генератора часто применяется не только на производстве, но и в домашних условиях при выполнении ремонтных работ. Нередко они используются как автономные источники электроэнергии и являются незаменимым оборудованием, особенно на дачах и в загородных домах при регулярных отключениях электричества.

В целом, действия сварочных электрогенераторов происходят по одной и той же схеме.

  • В якорной обмотке появляется ток с переменным значением. Он появляется там, где эти обмотки пересекают магнитные силовые линии, находящиеся на полюсах статора.
  • Затем ток подводится к коллекторам и преобразуется из переменного в постоянный.
  • На следующем этапе этот постоянный ток подается на угольные щетки, очень плотно контактирующие с коллекторами.
  • В завершение процесса ток идет к зажимам, подключенным к этим щеткам, а уже от них – к сварочным проводам.

Точно также работает и бензиновый генератор для сварочного аппарата. В конструкции каждого агрегата имеется обмотка возбуждения со свойствами намагничивания. Для ее питания могут быть использованы разные способы:

  • С помощью независимых внешних источников питания.
  • Непосредственно от генератора, с обмотки якоря при помощи дополнительной щетки, соединенной с намагничивающей обмоткой возбуждения.

В первом случае в генераторе используется независимое возбуждение, а во втором – самовозбуждение. Работа каждого из них может происходить в разных режимах, которые при необходимости регулируются плавными изменениями намагничивающего тока.

Схема сварочного генератора

Большое значение имеет последовательная обмотка возбуждения, входящая в конструкцию генератора. Ее основным отличием является малое число витков. Обмотка последовательно соединяется с дугой и подает к ней электрический ток. В результате, сила тока в ней будет одинакова с силой тока на сварочной дуге. Каждая обмотка разделяется на несколько секций и функционирует не только полностью, но и отдельными частями.

Сварка этого типа используется в основном для ручной работы с помощью единичных электродов. Именно для таких случаев предусмотрены генераторы с резко падающими внешними характеристиками, когда при повышении тока уменьшается напряжение. Такой ток требуется для поддержания постоянного стабильного горения дуги, которое может быть неровным из-за неравномерного движения руки сварщика.

Коллекторная схема генераторных установок

Одной из ведущих схем подобной аппаратуры являются сварочные генераторы коллекторного типа. Работы этих устройств осуществляется следующим образом.

Схема сварочного генератора

При нахождении сварочной цепи в разомкнутом виде, и отсутствии нагрузки, на зажимах аппарата появляется так называемое напряжение нулевой нагрузки. Его величина эквивалентна ЭДС, возникающей в якорной обмотке. При нахождении в рабочих режимах данное напряжение находится в полной зависимости от потока магнитной индукции, появляющегося в независимой обмотке возбуждения. Одновременно, магнитный поток зависит от тока возбуждения в обмотке и регулируется специальным реостатом.

В момент зажигания дуги запускается течение тока в якорной обмотке. Далее ток идет через витки в последовательной обмотке возбуждения. В ней создается магнитный поток, направленный против другого магнитного потока, который создается в намагничивающей обмотке ОВН. В связи с этим сварочный ток возрастает, а суммарный магнитный поток в воздушном зазоре генератора снижается. Соответственно происходит уменьшение ЭДС, наводимой в якорной обмотке, и снижение генерируемого напряжения на зажимах.

Таким образом, наблюдается образование крутопадающей внешней статической характеристики. В большинстве сварочных установок коллекторного типа имеется обмотка независимого возбуждения, питающаяся через дополнительную щетку, расположенную между основными. То есть, в этих генераторах присутствует функция самовозбуждения.

Схема генераторов вентильного типа

Бензогенераторы данного типа выполнены в виде индукторного трехфазного генератора переменного тока. Он отличается повышенной частотой, а в схеме имеется встроенный выпрямительный блок. Трехфазная якорная обмотка переменного тока установлена на статоре. Она соединяется по схеме «звезда» или «треугольник». Между двумя роторными пакетами, на статоре также расположена обмотка возбуждения.

Схема сварочного генератора

Сам ротор изготовлен в виде двух пакетов, состоящих из зубчатых элементов, изготовленных из электротехнической стали. Он не имеет обмоток и вращается вокруг своей оси. В каждом пакете ротора имеется восемь зубцов, смещенных относительно друг друга на 180 градусов.

Когда по обмотке возбуждения проходит постоянный ток, в ней происходит возникновение переменного магнитного потока. Его распределение осуществляется таким образом, чтобы первый пакет создавал лишь северные полюсы, а второй – южные. При совмещении зубцов ротора и статора достигается максимальное значение магнитного потока, а величина сопротивления на пути этого потока будет минимальной. Магнитный поток становится минимальным, когда зубец статора совпадает с пазом ротора.

Схема сварочного генератора

Таким образом наглядно видно, что обмотка возбуждения принимает непосредственное участие в создании пульсирующего или переменного магнитного потока. Пронизывая трехфазную обмотку статора, этот поток вызывает наведение в ней переменной ЭДС с повышенной частотой. В свою очередь, переменная ЭДС с помощью выпрямительного блока преобразуется в постоянное напряжение вентильного генератора.

Название устройства связано с выпрямительным блоком, в котором используются кремниевые вентили, собранные по трехфазной схеме в виде моста. Питание обмотки возбуждения осуществляется через трехфазную силовую цепь генератора. Для этого существует специальный блок, в который входят трансформаторы тока и напряжения, а также выпрямители. После запуска генератор изначально самовозбуждается за счет остаточного магнитного потока.

По сравнению с коллекторными устройствами, схема для сварочного генератора вентильного типа обладает существенными преимуществами. У них отсутствуют ненадежные скользящие контакты, они обладают повышенным КПД, отличаются компактными размерами и небольшой массой. Вентильные аппараты зарекомендовали себя более надежными в эксплуатации, высокой стабильностью горения и эластичностью сварочной дуги.

Конструктивные особенности сварочных аппаратов

Все сварочные устройства изготавливаются в компактном виде, включают в себя саму сварку и генератор сварочного аппарата. Агрегаты могут работать на бензине или дизельном топливе и применяются в тех местах, где случаются частые перебои с подачей электроэнергии или электричества нет вообще.

Схема сварочного генератора

В соответствии с конструктивным исполнением генераторы могут быть передвижными или стационарными, одно- или многопостовыми, с различными вольтамперными характеристиками. Наибольшее распространение получил бензиновый сварочный генератор, средняя мощность которого не превышает 100 кВт. Эти агрегаты просты и удобны в обслуживании, обладают незначительной массой, могут эксплуатироваться в сложных условиях, в том числе при низкой температуре.

Среди недостатков следует отметить пониженный рабочий ресурс, существенный расход топлива и невозможность работы свыше 6 часов в день. Тем не менее, они очень популярны у потребителей в качестве резервной или аварийной аппаратуры. Лучшим вариантом считаются инверторные устройства, способные выдавать постоянную частоту 50 Гц, и выполнять сварочные работы с высоким качеством швов.

Дизельный сварочный генератор хотя и не такой мобильный, но тем не менее, он отличается повышенной выносливостью и способностью непрерывно работать в течение длительного времени. Они создают мало шума и расходуют незначительное количество топлива. Дизельные генераторы очень удобны при больших объемах сварочных работ и в случае необходимости могут использоваться как электростанции круглосуточно обеспечивая бесперебойную подачу электроэнергии.

Источник