Для чего служит сварочный преобразователь. Источники питания сварочной дуги постоянного тока (сварочные генераторы и выпрямители)

§ 10. Устройство и обслуживание сварочных преобразователей. .

Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные и стационарные сварочные преобразователи. На рис. 17 показано устройство однопостового сварочного преобразователя ПСО-500, выпускаемого серийно нашей промышленностью.

Рис. 17. Схема сварочного преобразователя ПСО-500 :

1 - корпус, 2 - электродвигатель, 3 - вентилятор, 4 - катушка полюсов, 5 - якорь генератора, 6 - коллектор, 7 - токосъемник, 8 - маховичок для регулирования тока, 9 - сварочные зажимы, 10 - амперметр, 11 - пакетный выключатель, 12 - коробка пускорегулирующей и контрольной аппаратуры преобразователя

Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-500 состоит из двух машин: из приводного электродвигателя 2 и сварочного генератора ГСО-500 постоянного тока, расположенных в общем корпусе 1. Якорь 5 генератора и ротор двигателя расположены на общем валу, подшипники которого установлены в крышках корпуса преобразователя. На валу между электродвигателем и генератором находится вентилятор 3, предназначенный для охлаждения агрегата во время его работы. Якорь генератора набран из тонких пластин электротехнической стали толщиной до 1 мм и снабжен продольными пазами, в которых уложены изолированные витки обмотки якоря. Концы обмотки якоря припаяны к соответствующим пластинам коллектора 6. На полюсах магнитов насажены катушки 4 с обмотками из изолированной проволоки, которые включаются в электрическую цепь генератора.

Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. При вращении якоря 5 его обмотка пересекает магнитные силовые линии магнитов, в результате чего в обмотках якоря наводится переменный электрический ток, который с помощью коллектора 6 преобразуется в постоянный; с щеток токосъемника 7 при нагрузке в сварочной цепи ток течет с коллектора к зажимам 9.

Пускорегулирующая и контрольная аппаратура преобразователя смонтирована на корпусе 1 в общей коробке 12.

Преобразователь включается пакетным включателем 11. Величина тока возбуждения и режим работы сварочного генератора плавно регулируются реостатом в цепи независимого возбуждения маховичком 8. С помощью перемычки, соединяющей дополнительный зажим с одним из положительных выводов от последовательной обмотки, можно устанавливать сварочный ток до 300 и 500 А. Работа генератора на токах, превышающих верхние пределы (300 и 500 А), не рекомендуется, так как возможен перегрев машины и нарушение системы коммутации. Величина сварочного тока определяется амперметром 10, шунт которого включен в цепь якоря генератора, смонтированного внутри корпуса преобразователя.

Обмотки генератора ГСО-500 выполняются из меди или алюминия. Алюминиевые шины армируют медными пластинками. Для защиты от радиопомех, возникающих при работе генератора, применен емкостный фильтр из двух конденсаторов.

Перед пуском преобразователя в работу необходимо проверить заземление корпуса; состояние щеток коллектора; надежность контактов во внутренней и внешней цепях; штурвал реостата повернуть против часовой стрелки до упора; проверить, не касаются ли концы сварочных проводов друг друга; установить перемычку на доске зажимов соответственно требуемой величине сварочного тока (300 или 500 А).

Пуск преобразователя осуществляется включением двигателя в сеть (пакетным выключателем 11). После подсоединения к сети необходимо проверить направление вращения генератора (если смотреть со стороны коллектора, ротор должен вращаться против часовой стрелки) и в случае необходимости поменять местами провода в месте их подключения к питающей сети.

Источники питания постоянного тока подразделяются на две основные группы: сварочные преобразователи вращающегося типа (сварочные генераторы) и сварочные выпрямители установки (сварочные выпрямители).

Сварочные выпрямители - это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов - вентилей - переменный ток В постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении; в обратном направлении они (полупроводники) практически электрический ток не пропускают.

Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые полупроводники получили большое распространение потому, что они дешевые и обладают большой перегрузочной способностью (их к. п. д. около 75 %).

Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами (табл.), так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (как результат более широких пределов регулирования), отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки заменены в них на алюминиевые.

Сравнение технических характеристики сварочных преобразователей и выпрямителей

Принцип работы сварочного выпрямителя

Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам: однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления и трехфазной мостовой.

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и лучшее использованне трансформатора сварочного выпрямителя.

При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.

Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа:

• с крутопадающими характеристиками
• с жесткими (или пологопадающими) характеристиками
• универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.

Сварочные генераторы постоянного тока подразделяются:

• по количеству питаемых постов - на однопостовые и многопостовые;
• по способу установки - на стационарные и передвижны;
• по роду привода - генераторы с электрическим приводом и на генераторы с двигателями внутреннего сгорания;
• по конструктивному выполнению - однокорпусные и двух- корпусные.

По форме внешних характеристик сварочные генераторы могут быть:

• с падающими внешними характеристиками;
• с жесткими и пологопадаюшими характеристиками;
• комбинированного типа (универсальные генераторы, при переключении обмоток или регулирующих устройств которых можно получить падающие, жесткие или полого падающие характеристики).

Наибольшее распространение получили генераторы с падающими внешними характеристиками, работающие пo следующим трем основным схемам:

• генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой;
• генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения;
• генераторы с расщепленными полюсами.

Ни один из трех видов генераторов с падающими внешними характеристиками не выделяется существенными преимуществами как по технологическим, так и по энергетическим и весовым показателям.

Сварочные выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками

Сварочные выпрямители применяют для ручной дуговой сварки и для сварки неплавящимся электрдом в защитных газах. Сварочный выпрямитель в этом случае состоит из понижающего трансформатора и выпрямительного блока. К этой группе относятся выпрямители ВСС-300-3, ВСС-120-4, В КС 500 и др.

Технические характеристики выпрямителей с крутопадающими внешними характеристиками

Сварочный выпрямитель ВСС-300 (рис. 1) представляет собой однопостовую сварочную установку, состоящую из понижающего трансформатора, блока селеновых шайб, пускорегулирующей аппаратуры, смонтированной в общем кожухе, и вентилятора для охлаждения трансформатора. Трехфазный понижающий трансформатор выполнен с увеличенным магнитным рассеянием, что обеспечивает создание семейства падающих внешних характеристик. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками понижающего трехфазного трансформатора.

Чтобы уменьшить ход подвижных обмоток, требуемые пределы регулирования величины сварочного тока стараются получить одновременным переключением первичной и вторичной обмоток с «треугольника» на «звезду» (рис. 2). Выпрямительный блок выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из трех соединенных параллельно селеновых столбов с пластинами размером 100X400 мм.

Электрическая схема обеспечивает выключение выпрямителя от чрезмерного перегрева. Выпрямитель снабжен фильтрами для подавления радиопомех.

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками применяются для сварки плавящимся электродом в углекислом газе и других защитных газах, а также могут применяться для сварки под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Их также можно использовать для сварки порошковой проволокой СП-2.

Технические характеристики сварочных выпрямителей с жесткими внешними характеристиками

Универсальные сварочные выпрямители

Универсальные сварочные выпрямители. Выпрямители типа ВСУ, ВДУ обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для ручной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами в защитных газах и для сварки под флюсом.

Технические характеристики универсальных сварочных выпрямителей

Универсальный выпрямитель состоит из понижающего трансформатора, дросселя насыщения с обмотками обратной связи выпрямительного блока.

Выпрямители типа ВСУ, СДУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 В, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение.

Многопостовые сварочные выпрямители

Выпрямители выпускаются на кремниевых вентилях, которые обеспечивают хорошее конструктивное решение выпрямительного блока и получение высокого коэффициента полезного действия.

Промышленностью выпускаются мпогопостовые сварочные выпрямители ВКСМ-1000 на 1000 А, рассчитанные на одновременное питание шести сварочных постов с номинальным током по 300 А каждый. Внешняя xарактеристика выпрямителя ВКСМ-1000 жесткая. Для создания падающей характеристики применяют балластные реостаты типа РБ. Выпрямитель состоит из следующих основных узлов: силового понижающего трансформатора ТС, выпрямительного блока с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Трансформатор ТС - трехфазный, стержневого типа. Обмотки выполнены из алюминиевых проводов. Первичная обмотка трансформатора соединена «треугольником», а вторичная, состоящая из двух трехфазных обмоток,- «звездой». Выпрямительный блок собран по шестиконтактной кольцевой схеме из кремниевых вентилей типа ВК-2-200.

Пускорегулирующая и защитная аппаратура состоит из автомата АВ, реле контроля вентиляции РКВ. Автомат АВ служит для защиты всей установки от коротких замыканий и отключения ее в случае пробоя одного из вентилей. РКВ прекращает работу без вентиляции и при неправильном направлении вращения вентилятора.

На панели управления установлены: магнитный пускатель трансформатора ПТ с тепловой зашитой РТ, пакетный переключатель ПП, магнитный пускатель двигателя вентилятора ПД с тепловой защитой РН и предохранителя ПР1 - ПР3.

В блоке управления установлены: амперметр А, вольтметр V, кнопки «пуск» КП и «стоп» КС, лампа сигнальная ЛС. На базе защиты установлены защитные цепочки из конденсаторов С1- С6 и сопротивлений Р1-Р6.

Выпускается также сварочный выпрямитель ВДМ-3001, состоящий из двух спаренных, работающих параллельно, сварочных выпрямителей ВДМ-1601 на 1600 А каждый. Такое соединение улучшает унификацию и создает удобства при эксплуатации.

Падающая внешняя характеристика сварочного поста создается балластными реостатами типа РБ. Выпрямитель ВДМ-1601 рассчитан на питание 9 постов током до 300 А, а ВДМ-3001-18 сварочных постов.

Основные технические данные многопостовых сварочных выпрямителей приведены в таблице. Мпогопостовые сварочные выпрямители, обладая многими преимуществами (бесшумность работы, высокие энергетические показатели, меньшая масса, небольшие габариты, высокий к. п. д. и др.), вытесняют преобразователи ПСМ-1000.

Технические характеристики многопостовых выпрямителей

Сварочные генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой

Сварочный генератор Г (рис. 1, а) имеет две обмотки возбуждения: обмотку независимого возбуждения НО, питаемую от отдельного источника через сеть переменного тока и полупроводниковый выпрямитель, и последовательную размагничивающую обмотку РО, включенную последовательно с обмоткой якоря. Ток в цепи независимого возбуждения регулируется реостатом Р. Магнитный ток Фн, создаваемый обмоткой независимого возбуждения, противоположен по своему направлению магнитному потоку Фр размагничивающей обмотки. При холостом ходе, т. е. когда сварочная цепь разомкнута, э. д. с. генератора определяется по формуле

Е = С ּ Фн ,

где Е - э. д. с. (электродвижущая сила); С-постоянная составляющая генератора; Фн - магнитный поток обмотки независимого возбуждения.

При замкнутой цепи сварочный ток проходит через последовательную обмотку РО, создавая магнитный поток Фр, противоположно направленный магнитному потоку Фн. Результирующий поток Фрез представляет разность потоков:

Фрез = Фн- Фр .

С увеличением тока в сварочной цепи Фр будет увеличиваться, а Фрез, э. д. с. и напряжение на зажимах генератора -падать, создавая падающую внешнюю характеристику генератора.

Сварочный ток в генераторах этой системы регулируется реостатами Р и секционированием последовательной обмотки, т. е. изменением числа ампер-витков.

Отечественной промышленностью выпущены сварочные преобразователи ПСО-120, ПСО-500, ПСО-315М, ГД-502, укомплектованные генераторами с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой ГСО-120, ГСО-500, ГСО-800 и ГС-1000-ll. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по данной схеме, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики преобразователей ПСО-120, ГД-502, ПСО-500, ПСО-315М

Для получения жесткой внешней характеристики последовательные размагничивающие обмотки переключаются так, чтобы они действовали согласованно с обмоткой независимого возбуждения. По такой схеме работают сварочные преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500, с генераторами ГСГ-350 и ГСГ-500 соответственно. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по данной схеме, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические характеристики преобразователей ПСГ-350, ПСГ-500

Сварочные генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения

Отличительной особенностью сварочных генераторов с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения (рис. 1, б) является использование принципа самовозбуждения. Для этого имеются две обмотки возбуждения (НО и РО) - в результате э. д. с. генератора индуктируется магнитным потоком обмотки, присоединенной к щеткам генератора а и с. Напряжение между этими щетками почти постоянно по величине, поэтому магнитный поток Фн практически не меняется. Обмотка генератора НО называется обмоткой независимого возбуждения.

При сварке сварочный ток проходит через обмотку РО, включенную так, что ее магнитный поток Фр направлен против магнитного потока Фн обмотки независимого возбуждения. При увеличении тока в сварочной цепи возрастает размагничивающее действие последовательной обмотки РО, а напряжение генератора становится меньше, так как э. д. с, индуктируемая в обмотке якоря генератора, зависит от результирующего магнитного потока генератора.

При коротком замыкании магнитные потоки Фр и Фн равны, напряжение на зажимах сварочного генератора близко к нулю.

Падающая внешняя характеристика получается вследствие размагничивающего действия обмотки РО.

Плавное регулирование сварочного тока в генераторах этой системы осуществляется реостатами Р. Возможно также добавочное регулирование сварочного тока переключением витков сериесной обмотки возбуждения.

Схема допускает четырехполюсное исполнение генераторов, что позволяет упростить конструкцию и соответственно уменьшить массу.

По данной схеме работают наиболее распространенные преобразователи ПСО-300, ПСО-500, ПС-500 с генераторами ГСО-300, ГСО-500, ГС-500 и некоторые дргуие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.

Технические характеристики преобразователей ПСО-300, ПСО-500, ПС-500-11

Сварочные генераторы с расщепленными полюсами

У сварочных генераторов с расщепленными полюсами падающие внешние характеристики получаются в результате размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря). Генератор Г имеет четыре основных магнитных полюса N1, N2, S1, S2, и три группы щеток а, b, с на коллекторе. В отличие от рассмотренных генераторов, у которых северные и южные магнитные полосы чередуются между собой, у генераторов этой группы одноименные полюсы расположены рядом.

Каждую пару одноименных полюсов считаем одним, но расщепленным на два. Сварочные генераторы с расщепленными полюсами фактически являются двухполюсными. Вертикально расположенные полюсы называются поперечными, а горизонтальные - главными. Главные полюсы имеют вырезы для уменьшения площади поперечного сечения и всегда работают при полном магнитном насыщении, т. е. магнитный поток, создаваемый этими полюсами, при всех нагрузках остается неизменным. Магнитный поток полюсов, создаваемый обмотками НГ и НП, условно можно разделить на два потока Фг и Фп, замыкающиеся через определенные пары полюсов. Один магнитный поток имеет направление от северного полюса N1 к южному S1 и второй-от северного полюса N2 к южному S2. Э. д. с. якоря зависит от интенсивности магнитных потоков Фп и Фг. Чем интенсивнее магнитный поток, пересекаемый проводниками якоря, тем больше э. д. с.

При возбуждении электрической дуги через обмотку якоря проходит ток, который создает магнитный поток обмотки якоря (показан штриховыми линиями). Этот магнитный поток зависит от тока: чем меньше величина тока в обмотке якоря, тем меньше магнитный поток якоря. Магнитный поток якоря, который совпадает по направлению с магнитным потоком N2, S2 главных полюсов (направления магнитных потоков полюсов показаны стрелками), увеличивает его; направленный же в противоположную сторону магнитный поток уменьшает его.

Главные полюсы всегда работают при полном магнитном насыщении. Следовательно, магнитный поток якоря практически не может увеличить магнитный поток Фг, он может только уменьшить магнитный поток поперечных полюсов Фп. В момент короткого замыкания в сварочной цепи магнитный поток якоря имеет наибольшую величину и уменьшает результирующий магнитный поток до нуля, следовательно, э. д. с. генератора также равна нулю.

При отсутствии нагрузки в сварочной цепи (при холостом ходе) в обмотке якоря тока нет, магнитный, поток якоря также отсутствует, поэтому поток Фп и, следовательно, результирующий магнитный поток имеют наибольшую величину, а генератор - наибольшее напряжение. Таким образом, вследствие размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря) создается падающая внешняя характеристика.

По данной схеме (с расщепленными полюсами) в промышленности нашли применение преобразователи ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т с генераторами СГ-300М, СГ-ЗООМ-1, СГ-300Т и некоторые другие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.

Технические характеристики преобразователей ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т

Универсальные сварочные преобразователи

Для ручной дуговой сварки и сварки на автоматах, снабженных авторегуляторами напряжения, автоматически воздействующими на скорость подачи электродной проволоки, требуются источники питания с падающими внешними характеристиками. Для питания автоматов и полуавтоматов с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, в том числе для сварки в углекислом газе и порошковой проволокой CП-2, необходимы генераторы с жесткими внешними характеристиками. Поскольку на заводах и монтажных площадках механизированные методы сварки используются в сочетании с ручной дуговой сваркой, поэтому требуются универсальные источники, обеспечивающие как падающие, так и жесткие внешние характеристики. Для этой цели разработана конструкция универсального сварочного преобразователя ПСУ-300, генератор которого имеет одну обмотку возбуждения. Внешние характеристики в этом генераторе создаются с помощью триода ПТ, включенного в цепь обмотки возбуждения ОВ, и обратной связи по току нагрузки. Он является четырехполюсным генератором постоянного тока нормального исполнения. Его обмотка возбуждения ОВ размещена на четырех главных полюсах и питается от устройства управления, размещенного на корпусе преобразователя.

Сварочная цепь и цепь обмотки возбуждения связаны между собой стабилизирующим трансформатором Тр, предназначенным для обеспечения динамических свойств генератора.

Величину сварочного тока регулируют реостатом - регулятором ДП, установленным на передней стенке управления. По мере роста сварочного тока сопротивление триода возрастает, ток возбуждения уменьшается, уменьшается и э. д. с. генератора, т. е. характеристика получается падающей. При переключении цепей управления внешняя характеристика становится жесткой.

Основные технические данные универсальных преобразователей

Многопостовые сварочные преобразователи

Многопостовые сварочные преобразователи предназначены для одновременного питания нескольких сварочных постов. В промышленности используются многопостовые преобразователи ПСМ-1000, ПСМ-500. Преобразователь ПСМ-1000 имеет однокорпусное исполнение стационарного типа (рис. 1) и состоит из трехфазного асинхронного двигателя АВ-91-4 с короткозамкнутым ротором и шестиполюсного генератора СГ-1000 со смешанным возбуждением. Кроме шунтовой обмотки, на главных полюсах размещена последовательная обмотка для поддержания постоянного напряжения при увеличении нагрузки. Генератор имеет жесткую характеристику. Напряжение регулируется реостатом, включенным в цепь параллельной обмотки возбуждения.

Падающая внешняя характеристика, необходимая для ручной дуговой сварки, создается самостоятельно на каждом сварочном посту балластным реостатом типа РБ (этот реостат позволяет ступенчато изменять величину сварочного тока). Схема включения преобразователя ПСМ-1000 и балластных реостатов показана на рис. 2.

Основным недостатком многопостовых преобразователей является низкий к. п. д. сварочных постов. К преимуществам многопостовых преобразователей относятся: простота обслуживания, низкая стоимость оборудования, небольшая площадь для размещения оборудования и высокая надежность в эксплуатации.

Рис. 2. : А - амперметр, V - вольтметр, Ш - шунт, РР - реостат регулировочный, РБ - реостат балластный

Балластные реостаты

Балластный реостат служит для ступенчатого регулирования величины сварочного тока. Он состоит из нескольких элементов сопротивления, изготовленных из константановой проволоки с высоким омическим сопротивлением и включенных в сварочную цепь с помощью рубильников.

Схема наиболее распространенного балластного реостата РБ-300 показана рисунке. Балластным реостатом РБ-300 сварочный ток регулируется в пределах от 15 до 300 А.

Если для сварки требуется величина тока более 300 А, то следует включать параллельно два балластных реостата. При параллельном соединении двух реостатов сила тока увеличивается в 2 раза, т. е. для двух реостатов РБ-300 максимальный ток будет 600 А.

Сварочные агрегаты с двигателями внутреннего сгорания

При работе в полевых и монтажных условиях для питания сварочных постов используют сварочные агрегаты состоящие из двух основных агрегатов (независимо от их типа), сварочного генератора и двигателя внутреннего сгорания (дизельного или бензинового). Широкое распространение получили сварочные агрегаты АСБ, АДБ с бензиновыми двигателями и АСД, АДД с дизельными двигателями.

Сварочный агрегат АСБ-300. используется при ручной дуговой сварке постоянным током. Он состоит из двигателя внутреннего сгорания ГАЗ-МК (возможна комплек­тация и другим двигателем) и сварочного генератора ГСО-300, соединенных между собой эластичной муфтой. Двигатель и генератор смонтированы на металлической сварной раме, которая устанавливается на прицепе или в кузове автомашины Агрегат по конструкции может быть передвижной и стационарной установкой. Во время работы агрегат устанавливают в горизонтальное положение, боковые шторы снимают, а корпус генератора заземляют.

Сварочные агрегаты наиболее часто комплектуются генераторами с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой и с расщепленными полюсами. Характеристики некоторых типов агрегатов с генераторами, выполненными по указанным схемам, приведены в таблице.

ВНИИЭСО разработал новый сварочный агрегат типа АДД-304, предназначенный для ручной дуговой сварки, резки и наплавки металлов. Агрегат снабжен дистанционным регулятором сварочного тока, позволяющим регулировать ток на расстоянии до 20 м от источника питания.

Нижний предел регулирования сварочного тока 15 А, благодаря чему можно выполнять сварку тонколистового металла. С помощью пускового подогревателя обеспечивается легкий запуск дизеля при низкой температуре (-50°С).

§ 105. Сварочные преобразователи

Рис. 105. Схема присоединения сварочных постов через балластные реостаты к сварочному преобразователю ПСМ-1000:
А - амперметр, V - вольтметр, Ш - шунт, РР - реостат регулировочный, РБ - реостат балластный

Рис. 106. Внешние характеристики преобразователя ПСУ-300:
1 - крутопадающие. 2 - жесткие

31. Технические данные преобразователей ПСГ-356, ПСГ-500

Рис. 107. Электрическая схема преобразователя ПСГ-500:
Тр - трансформатор стабилизирующий, Г - генератор сварочный, ДЗГ - доска зажимов генератора, Д - двигатель, ДЗД - доска зажимов двигателя, ПК - пакетный выключатель, ВС - выпрямитель селеновый, Р - реостат цепи возбуждения, ДПД - доска переключения двигателя, V - вольтметр, К з - конденсатор защитный, К с - конденсатор стабилизирующий

Рис. 108. Упрощенная электрическая схема универсального преобразователя ПСУ-300

32. Основные технические данные универсальных преобразователей

В настоящее время применяют преобразователи ПСО-315 и ПСО-ЗОО-2 на номинальный сварочный ток 315 А. Они предназначены для питания постоянным током одного сварочного поста для ручной дуговой сварки, наплавки и резки металлов штучными электродами, а также для питания сварочным током установок для механизированной сварки под флюсом. В этих преобразователях применены сварочные генераторы ГСО-ЗООМ и ГСО-ЗОО, которые представляют собой четырехполюсные коллекторные машины постоянного тока с самовозбуждением, отличающиеся друг от друга только частотой вращения. Для работы на номинальном сварочном токе 500 А используется более мощный преобразователь ПД-502.

В отличие от генератора ГСО-ЗОО генератор ГД-502 преобразователя ПД-502 имеет независимое возбуждение. Обмотка независимого возбуждения питается от сети переменного трехфазного тока через специальный индуктгв-но-емкостный преобразователь напряжения, который одновременно служит стабилизатором тока при колебаниях напряжения в сети. Плавное регулирование сварочного тока в пределах каждого диапазона осуществляется реостатом обмотки возбуждения, смонтированным на выносном пульте дистанционного управления и подсоединенным штепсельным разъемом к доске зажимов генератора, на этой же доске переключаются диапазоны на 125, 300 и 500 А.

На стройках и в промышленных цехах еще можно встретить преобразователи старой конструкции ПСО-500, имеющие генераторы с независимым возбуждением, и ПСО-ЗОО с генераторами с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой, но они постепенно заменяются преобразователями ПД-502, ПСО-3!5М и ПСО-ЗОО-2.

Промышленность выпускает однопостовый преобразователь ПД-305 для ручной дуговой сварки, имеющий вентильный генератор ГД-317, представляющий собой трехфазную индукторную электрическую машину, вырабатывающую переменный ток частотой 300 Гц. Машина оснащена выпрямительным устройством из кремниевых вентилей и дистанционным управлением.

Для питания одного поста дуговой автоматизированной и механизированной сварки в защитном газе плавящимся электродом предназначен преобразователь ПСГ-500-1, внешне похожий на преобразователь ПД-502. Сварочный генератор ГСГ-500 этого преобразователя представляет собой четырехполюсную машину с самовозбуждением и обмоткой, расположенной на всех главных полюсах. Генератор не имеет размагничивающей последовательной обмотки, его внешние характеристики жесткие, в диапазонах 1, 2 и 3 имеют пределы от 50 до 500 А с наклоном не более ±0,04 В/А (рис. 5.6), что обеспечивает стабильную механизированную сварку в защитном газе.

Рис. 5.6. Внешние вольт-амперные характеристики генератора ГСГ-500

Многопостовые сварочные преобразователи предназначены для одновременного питания сварочным током нескольких постов ручной дуговой сварки. Применение нх целесообразно в цехах металлоконструкций, где сосредоточено несколько рабочих мест (пестов) сварщиков, а также при сооружении крупных металлоемких сварных объектов, расположенных компактно на строительной площадке, например доменной печи, резервуарного парка и др. Многопостовый преобразователь ПСМ-1000 (рис. 5.7) состоит из генератора СГ-1000 и асинхронного двигателя. На рисунке показан схематично генератор Г, выходные клеммы 1 и 2, реостат 3 для регулирования напряжения и балластные реостаты 4. Генератор имеет жесткую внешнюю характеристику. Падающая характеристика, необходимая для ручной дуговой сварки, создается на каждом посту балластным реостатом. На рис. 5.7 показано 9 балластных реостатов; такое количество возможно в случае использования реостатов РБ-200 на максимальный сварочный ток 200 А при коэффициенте одновременной работы постов 0,6-0,65.

Рис. 5.7. Схема многопостовой сварочной установки с генератором СГ-1000 , 1, 2--выходные клеммы; 3 - реостат для регулировки напряжения; 4 - балластные реостаты

При использовании реостатов РБ-300 на ток 300 А можно подсчитать количество реостатов п, используемых для сварки от преобразователя ПСМ-1000, по формуле

где I - номинальный ток преобразователя, равный 1000 А; I св - номинальный сварочный ток балластного реостата; а - коэффициент одновременной работы постов, отсюда п= 1000/(300-0,6) =6 постов.

Балластные реостаты выпускаются промышленностью на токи: до 200 А - РБ-200; до 315 А - РБ-302; до 500 А - РБ-500. Они представляют собой набор сопротивлений, закрепленных на рамках и помещенных в металлический корпус.

Размещение сопротивлений на рамках позволяет производить ступенчатое регулирование сварочного тока через каждые 6 А.

Правила эксплуатации преобразователей . Параллельное включение сварочных генераторов для ручной сварки применяют очень редко и только в случаях, когда для сварки на токах 350-450 А электродами большого диаметра не имеется мощных преобразователей ПД-502. При параллельном соединении генераторов с независимым возбуждением (рис. 5.8, а) должны быть отрегулированы на одинаковую величину напряжение холостого хода и сварочный ток каждого генератора. Параллельное соединение генераторов ГС0-300, работающих с самовозбуждением, выполняют, как это показано на рис. 5.8,6. Такое соединение более сложное. Напряжение холостого хода и сварочный ток должны быть отрегулированы на одинаковые величины, за этим должен быть установлен контроль амперметрами и вольтметрами.

Рис. 5.8, Параллельное подсоединение генераторов с независимым возбуждением (а), с самовозбуждением (б)

Параллельные включения допустимы только для машин, имеющих одинаковые внешние характеристики и электромагнитные системы.

При эксплуатации преобразователей необходимо соблюдать следующие основные правила. Перед пуском нового или не бывшего долгое время в эксплуатации преобразователя необходимо тщательно его осмотреть для выявления и устранения возможных повреждений и проверки комплектности, очистить от грязи и пыли, проверить исправность коллектора и токоснимателя со щетками, проверить исправность изоляции обмоток, зачистить и закрепить контакты, проверить качество смазки подшипников и при необходимости ее заменить, проверить состояние приборов и пусконаладочной аппаратуры/ После проведения указанной профилактики преобразователь ставят на отведенное место. Там же устанавливают коммутационный аппарат (рубильник закрытого типа), подводят к нему силовой провод от сети й Подсоединяют преобразователь. Напряжение сети должно соответствовать напряжению электродвигателя преобразователя 220 или 380 В.

Должно быть выполнено защитное заземление корпуса, вторичной цепи преобразователя и коммутационного аппарата. Вся эта работа выполняется электромонтажником, который обязан проверить работу преобразователя на холостом ходу, работу вентиля гора, токоснимателя со щетками и при необходимое.и устранить неисправности.

Ежедневно перед началом работы электросварщик обязан осмотреть преобразователь и убедиться, что у него, а также у коммутационного аппарата, силовой и сварочной проводки нет повреждений, после чего можно включить аппарат и при нормальней его работе приступить к сварке.

Один раз в месяц необходимо очистить преобразователь от пыли и грязи, продуть его сжатым воздухом, проверить состояние контактов и при необходимости очистить коллектор от пыли, зачистить контакты и подтянуть зажимы.

Один раз в три месяца электромонтажник должен проверить изоляцию токоведущих частей и проводов преобразователя, состояние коллектора, пусковой, регулировочной и измерительной аппаратуры и устранить неисправности.

Один раз в шесть месяцев электромонтажник должен проверить состояние коллектора и токоснимателя, наличие смазки в подшипниках и при необходимости заменить ее. Он также должен осмотреть и привести в порядок пусковую, регулировочную и измерительную аппаратуру и все контакты.

Один раз в год следует провести профилактический осмотр и исправление неисправностей преобразователя в объеме, соответствующем первоначальной профилактике.

Основные неисправности преобразователей и их устранение . Наиболее частая неисправность заключается в сильном искрении щеток, нагреве и обгорании всего коллектора или его части. Причиной этого могут быть плохая пришлифовка коллектора и щеток, загрязнение или биение коллектора, а также нарушение контактов в обмотке якоря. Если преобразователь сильно перегревается, что вызвано его перегрузкой, следует немедленно уменьшить нагрузку. Если преобразователь гудит, то причиной может быть обрыв цепи фаз или нарушение контактов в кх соединениях. Надо сменить предохранители, восстановить контакты. Если генератор не дает напряжения, значит произошел обрыв в цепи возбуждения, которую необходимо восстановить. Всю работу по устранению неисправностей выполняет электромонтажник по требованию сварщика.

Основной неисправностью преобразователя с вентильным генератором является выход из строя силовых вентилей на большом токе. Чтобы избежать этого, следует не допускать перегрузки генератора.

Контрольные вопросы

1. Укажите преимущества и недостатки источников питания постоянным током
2. Что называют сварочным преобразователем? Как он устроен?
3. Как устроен коллекторный генератор? Для чего служит коллектор?
4. Как устроены генераторы с независимым возбуждением и с самовозбуждением?
5. Какое допускается по ГОСТу напряжение холостого кода у сварочных генераюров?
6. Расскажите устройство вентильных сварочных гнераторов.
7. Перечислите правила эксплуатации преобразователей.

Упражнения

1. Вам поручено сварить сталь большой толщины на токе 350-400 А. Какой преобразователь нужен для этой работы?
2. Можно ли подключить четыре поста с балластными реостатами РЬ-500 к преобразователю ПСМ-1000 при коэффициенте одновременности а=0,6?

Введение:

Виды сварки.

Электросварка.

Схема металлической сварочной дуги.

Специальная часть:

Сварочный преобразователь.

Схема сварочного преобразователя ПСО-500.

Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя ПСО-500.

Схема генератор с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

Сварочный выпрямитель.

Принцип работы сварочного выпрямителя.

Понятие об устройстве сварочноготрансформатора и регулятора.

Электрическая Схема (а) и магнитная система (б) трансформатора СТН в однокорпусном

Включение, регулирования и выключение сварочного преобразователя.

Эксплуатация:

Правила безопасности при эксплуатации сварочных преобра­зователей.

Мероприятия по технике безопасности противопожарной технике во время эксплуатации трансформаторов.

Заключение.

Литература.

Технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), и/или пластическом деформировании.

Сварка применяется для соединения металлов и их сплавов, термопластовво всех областях производства и в медицине.

При сварке используются различные источники энергии: электрическая дуга, электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение,ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время проводить сварку не только в условиях промышленных предприятиях, но в полевых и монтажных условиях (в степи, в поле, в открытом море и т. п.), под водой и даже в космосе. Процесс сварки сопряжен с опасностью возгораний; поражений электрическим током; отравлений вредными газами; поражением глаз и других частей тела тепловым, ультрафиолетовым, инфракрасным излучением и брызгами расплавленного металла.

Виды сварки

Сварка трением.

Сварка трением, образование сварного соединения при такой разновидности сварки давлением происходит при взаимном перемещении свариваемых изделий относительно друг друга при действии на них давления.

Точечная сварка.

Точечная сварка - это один из видов контактной электросварки металлов. При точечной сварке, детали нагреваются электрическим током в месте контакта и сдавливаются (не во всех случаях). А основной тип соединения - нахлесточное сварное соединение, поэтому точечная сварка получила широкое распространение в автомобильной промышленности, при ремонте автомобилей, для изготовления штампованных конструкций.

Контактная сварка.

Контактная сварка - это один из термомеханических классов сварки, при котором сварное соединение образуется в результате нагрева свариваемых изделий и последующей пластической деформации места соединения под действием сжимающего усилия.

Лазерная сварка.

Лазерная сварка - это один из самых технологичных методов сварки, по плотности мощности он не уступает электронно-лучевой сварке, но при этом не требует построения вакуумной камеры. Лазерную сварку проводят в среде защищенных газов или на воздухе. В отличие от электрической дуги и электронного луча, на лазерный луч не влияют магнитные поля - это обеспечивает более стабильное формирование сварочного шва.

Электродуговая сварка.

Дуговая сварка - источником теплоты для нагрева и плавления металла в таком виде сварки является электрическая дуга, которая возникает между свариваемым металлом и электродом. Теплота электрической воздействует на кромки свариваемых деталей, электродный металл плавится - образуется сварочная ванна. При затвердении металла в сварочной ванне создается сварное соединение. Для создания электрической дуги используются специальные источники постоянного или переменного тока

Электросварка.

При дуговой электросварке источником тепла является электрическая дуга. Сварочная дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами в газообразной среде, который сопровождается выделением большого количества теплоты и света.

При сварке по способу Бенардоса одним электродом является уголь, другим - свариваемый металл. При сварке по способу Славянова одним электродом является металлический расплавляющийся пруток, другим - свариваемый металл. Электроды присоединяют проводами к источникам питания - сварочной машине.

Возбуждение - зажигание дуги - производится мгновенным соприкосновением электродов с последующим их разведением. В момент короткого замыкания возникший в цепи ток быстро разогревает электроды в местах их контакта. При отодвигании одного из электродов они расплавляются в месте контакта и пространство между ними заполняется парами металла. Действием дуги свариваемый металл расплавляется на ту или иную глубину, называемую глубиной провара. Металл электрода, расплавляемый в дуге, переносится в ванну основного металла в виде капель различной величины. При высокой температуре паров металла ионизация пространства между электродами получается настолько значительной, что небольшого напряжения между электродами (порядка 50 В) достаточно для образования электрического разряда.

Для поддержания устойчивого разряда - дуги - необходима беспрерывная ионизация дугового промежутка. Эта ионизация обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательного электрода (катода). Свободные электроны, находящиеся на поверхности отрицательного электрода в беспорядочном движении, при высоких температурах под действием электрического поля вылетают за пределы катода. Движущиеся от катода электроны сталкиваются в дуговом промежутке с молекулами паров и газов и расщепляют их на положительные и отрицательные - ионы и электроны.

Число вырывающихся из катода электронов увеличивается и сообщаемая им кинетическая энергия возрастает с увеличением напряжения на электродах. При достаточном напряжении на дуге взаимная бомбардировка катода положительными ионами и анода отрицательными ионами и электронами переводит кинетическую энергию этих частиц в тепловую. Выделение тепловой и световой энергии электродами в сварочной дуге происходит неравномерно. В связи с этим температура анода выше температуры катода. Температура в осевой части столба дуги достигает 6000°С.

Рис.1. Схема металлической сварочной дуги: 1 - электрод; 2 - наплавленный металл; 3 - основной металл; 4 - кратер; 5 - глубина проплавления

При прохождении тока через дуговой промежуток (при установившейся дуге) напряжение горения дуги (15-35 В) будет ниже напряжения зажигания (55-60 В). Величина напряжения дуги зависит от теплового состояния дугового промежутка, от степени его ионизации и, главным образом, от длины дуги. Чем короче дуга, тем меньше напряжение. Сварочную дугу можно питать постоянным и переменным током. Дуга, питаемая переменным током, менее устойчива вследствие того, что ток в ней при нормальной частоте 50 периодов 100 раз в секунду меняет свое направление, и в эти моменты при малой ионизации дугового промежутка дуга может обрываться. Для повышения устойчивости дуги, питаемой переменным током, применяют ионизирующие покрытия на электродах и наложение токов высокой частоты на дугу.

При сварке металлическим электродом по способу Н. Г. Славянова расплавляемый дуговой металл электрода в виде капель переходит в ванну расплавленного основного металла, перемешивается и кристаллизуется в ней после остывания, образуя сварной шов. Сварку по Славянову можно производить на постоянном токе при прямой и обратной полярности и на переменном токе. Схема металлической сварочной дуги представлена на рис. 1.

studfiles.net

Сварочный преобразователь.

Сварочный преобразователь представляет собой комбинацию электродвигателя переменного тока и сварочного генераторапостоянного тока. Электрическая энергия сети переменного тока преобразуется в механическую энергию электродвигателя, вращает вал генератора и преобразуется в электрическую энергию постоянного сварочного тока. Поэтому КПД преобразователя невелик: из-за наличия вращающихся частей они менее надежны и удобны в эксплуатации по сравнению с выпрямителями. Однако для строительно-монтажных работ использование генераторов имеет преимущество по сравнению с другими источниками благодаря их меньшей чувствительности к колебаниям сетевого напряжения.

Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные и стационарные сварочные преобразователи. На рис. 11 показано устройство одно-постового сварочного преобразователя ПСО-500, выпускаемого серийно нашей промышленностью.

Рис.1 Схема сварочного преобразователя ПСО-500

2-Электродвигатель

3-Вентелятор

4-Катушки полюсов

5-Якорь полюсов

6-Коллектор

7-Токо съемники

8- Маховичок для регулирования тока

9-сварочные клеммы

10-Амперметр

11-Пакетный выключатель

12-Коропка пускарегулирующей и контрольной аппаратуры преобразователя

Однопостовой сварочный преобразователь состоит из двух машин: из приводного электродвигателя 2 и сварочного гене­ратора постоянного тока, расположенных в общем корпусе 1. Якорь 5 генератора и ротор электродвигателя расположены на общем валу, подшипники которого установлены в крышках корпуса преобразователя. На валу между электродвигателем и генератором находится вентилятор 3, предназначенный для охлаждения агрегата во время его работы. Якорь генератора набран из тонких пластин электротехнической стали толщиной до 1 мм и снабжен продольными пазами, в которых уло­жены изолированные витки обмотки якоря. Концы обмотки якоря припаяны к соответствующим пластинам коллектора 6. На полюсах магнитов насажены катушки 4 с обмотками из изолированной проволоки, которые включаются в электри­ческую цепь генератора.

Генератор работает по принципу электромагнитной индук­ции. При вращении якоря 5 его обмотка пересекает магнитные силовые линии магнитов, в результате чего в обмотках якоря наводится переменный электрический ток, который при помощи коллектора 6 преобразуется в постоянный; с щеток токосъем­ника 7, при нагрузке в сварочной цепи, ток течет с коллек­тора к зажимам 9.

Пускорегулирующая и контрольная аппаратура преобразо­вателя смонтирована на корпусе 1 в общей коробке 12.

Преобразователь включается пакетным выключателем 11. Плавное регулирование величины тока возбуждения и регу­лирование режима работы сварочного генератора производят реостатом в цепи независимого возбуждения маховичком8. С помощью перемычки, соединяющей дополнительный зажим с одним из положительных выводов от последовательной обмотки, можно устанавливать сварочный ток для работы до 300 и до 500 А. Работа генератора на токах, превышающих верхние пределы (300 и 500 А), не 2эекомендуется, так как возможен перегрев машины и нарушится система комму­тации.

Величина сварочного тока определяется амперметром 10, шунт которого включен в цепь якоря генератора, смонтиро­ванного внутри корпуса преобразователя.

Обмотки генератора выполняют из меди или алюминия. Алюминиевые шины армируют медными пластинками. Для защиты от радиопомех, возникающих при работе генератора, применен емкостный фильтр из двух конденсаторов.

Перед пуском преобразователя в работу необходимо про­верить заземление корпуса; состояние щеток коллектора; на­дежность контактов во внутренней и внешней цепи; штурвал реостата повернуть против часовой стрелки до упора; проверить, не касаются ли концы сварочных проводов друг друга; уста­новить перемычку на доске зажимов соответственно требуемой величине сварочного тока (300 или 500 А).

Пуск преобразозателя осуществляется включением двига­теля в сеть (пакетным выключателем 11). После подсоеди­нения к сети необходимо проверить направление вращения генератора (если смотреть со стороны коллектора, ротор должен вращаться против часовой стрелки) и в случае необходимости поменять местами провода в месте их подключения к пита­ющей сети.

Для пояснения принципа работы сварочного преобразователя рассмотрим упрощенную электрическую схему преобразователя ПСО-500 (рис. 2). Асинхронный электродвигатель 1 с коротко-замкнутым ротором имеет три обмотки статора, включенные по схеме «звезда» (380 в). Пакетный выключатель 2 служит для включения электродвигателя в сеть трехфазного переменного тока напряжением 380 в. Четырех полюсный сварочный генератор 8 имеет обмотку 5 независимого возбуждения и последовательную размагничивающую обмотку 7, обеспечивающую падающую внешнюю характеристику генератора. Обмотки 5 и 7 расположены на разных полюсах. Независимая обмотка возбуждения 5 питается постоянным током от селенового выпрямителя 4, включенного в сеть питания обмоток электродвигателя через стабилизатор напряжения (однофазный трансформатор) 3 и включается одновременно с пуском электродвигателя.

Сварочный ток регулируется реостатом 6, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения 5. Величина тока измеряется амперметром 9. Сварочная цепь подключается к зажимам доски 10, на которой имеется перемычка, переключающая секции последовательной обмотки 7 на два диапазона сварочного тока: до 300 а и до 500 а. Конденсаторы 11 устраняют радиопомехи, возникающие при работе преобразователя.

(Рис.2) Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя ПСО-500

1- Асинхронный электродвигатель

2- Пакетный выключатель

3- Стабилизатор напряжения

4- Селеновый выпрямитель

5-обмотка независимым возбуждением

6- Регулируемый реостат

7- Последовательная размагничивающая обмотка

8- Четырех полюсный сварочный генератор

9-Амперметр

10- зажимы доски

11- Конденсаторы

Принципиальная электрическая схема сварочного генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

На рис.3 Дана схема генератора ГСО-500 с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой. Намагничивающая обмотка независимого возбуждения питается током от отдельного источника (сети переменного тока через полупроводниковый селеновый выпрямитель), а размагничивающая включена последовательно с обмоткой якоря так, что создаваемый ею магнитный поток Фр направлен навстречу магнитному потоку Фнв обмотки возбуждения. Ток Iнв в обмотке возбуждения, а следовательно, и величину магнитного потока Фнв в ней можно плавно изменять с помощью реостата R. Последовательная размагничивающая обмотка обычно секционирована, что позволяет применять ступенчатое регулирование сварочного тока изменением числа действующих ампер-витков в обмотке. Напряжение холостого хода генератора определяется током в обмотке независимого возбуждения. При увеличении сварочного тока Iсв возрастает магнитный поток Фр в размагничивающей обмотке, который, действуя встречно потоку Фнв обмотки независимого возбуждения, уменьшает напряжение в сварочной цепи, создавая падающую внешнюю характеристику генератора (рис. 146).

Изменяют внешние характеристики регулированием тока в обмотке независимого возбуждения и переключением числа витков размагничивающей обмотки. По этой схеме работают сварочные генераторы преобразователей ПСО-120, ПСО-800. Для получения жесткой внешней характеристики последовательные размагничивающие обмотки переключаются так, чтобы они действовали согласованно с обмоткой независимого возбуждения. По такой схеме работают генераторы преобразователей ПСГ-350 и ПСГ-500.

(Рис.3)схема Генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

studfiles.net

Изучаем сварочный преобразователь

Сварочный электрический преобразователь представляет собой совокупность генератора постоянного тока и электрического двигателя постоянного тока. В процессе работы происходит преобразование сетевой электроэнергии переменного тока в механическую энергию электрического двигателя. В результате вращения генераторного вала она преобразуется в электрическую энергию постоянного тока, используемого для сварки. Преобразователь имеет относительно небольшой КПД, а из-за присутствия вращающихся элементов в сравнении с выпрямителем он считается менее надежным. Но для строительно-монтажных работ применение генераторов имеет свои преимущества. Например, если сравнивать с прочими источниками, они менее чувствительны к сетевым колебаниям напряжения.

Устройство

Устройство сварочного электрического преобразователя: электрический приводной двигатель, генератор, вырабатывающий сварочный ток. Из-за того, что конструкция генератора для сварки включает вращающиеся элементы, надежность и КПД устройства ниже, чем у стандартных трансформаторов, выпрямителей.

Рабочие узлы преобразователя сварочного оборудования, пускорегулирующая аппаратура в том числе, размещены в одном корпусе. Отличают передвижные агрегаты и преобразователи (для осуществления строительно-монтажных работ), стационарные посты (используются на производствах). Они имеют немного разные характеристики.

Принцип работы

Принцип работы механизма ПСО-500 предоставляет возможность вырабатывать постоянный, переменный ток. Достаточно часто в производственных цехах используются именно преобразователи марки ПСО-500, так как они характеризуются высокой технической производительностью, надежностью.

Особенности установки

• В основе устройства используется генератор марки ГСО-500, назначение которого – вырабатывать постоянный электрический ток.
• Два рабочих режима: до 300 А и 500 А.
• Ротор электромотора, якорь генератора оборудованы на одном валу. Между ними размещена крыльчатка вентилятора, обеспечивающая эффективное охлаждение механизма.
• Пакетник, выполняющий функцию запуска устройства, и реостат, регулирующий рабочий процесс, размещены в едином блоке, закрепленном на корпусе установки.
• Для регулировки сварочного тока используется реостат, который подключен к цепи обмотки возбуждения.

Преобразователь сварочный модели ПСО-500 смонтирован на колесном шасси, имеет небольшой вес. Благодаря этим характеристикам установка является достаточно мобильной и может использоваться на строительных площадках.

Техника безопасности

При использовании преобразователей нужно соблюдать требования по технике безопасности для электроустановок:

• корпус обязательно должен быть заземлен; работы, связанные с подключением агрегата к электросети, должен производить исключительно профессиональный электрик;
• учитывая, что оборудование подключается к источнику питания с напряжением 220/380 В, двигательная клеммная коробка должна быть закрыта и надежно изолирована.

Несмотря на то что сварочные преобразователи расходуют больше электрической энергии из-за низкого КПД, наличия механических связей, сварочный ток всегда стабильный независимо от перепадов сетевого напряжения. Это предоставляет возможность выполнять сварные швы высокого качества.

Также необходимо соблюдать в процессе работы со сварочным преобразователем следующие требования:

• обязательное заземление корпуса установки;
• на клеммах двигателя напряжение в 380/220 В считается опасным, они обязательно должны быть надежно изолированы, прикрыты. Соединительные работы осуществляются опытным электриком, у которого есть допуск к работам с высоким напряжением;
• на клеммах генератора при нагрузке напряжение составляет 40 В, на холостом ходу напряжение генератора марки ГСО-500 может увеличиваться до 85 В. В процессе эксплуатации оборудования в закрытых помещениях с повышенной влажностью, при наличии пыли, на открытом воздухе, при повышенных температурах окружающей среды (более 30 градусов), токопроводящем половом основании, выполнении сварки материалов на конструкциях, сделанных из металла, напряжение более 12 В представляет опасность для человеческой жизни.

Сергей Одинцов

electrod.biz

Pereosnastka.ru

Сварка металлов

Устройство некоторых сварочных преобразователей

Преобразователь ПСО-500. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки, а также механизированной сварки под слоем флюса. Преобразователь состоит из сварочного генератора постоянного тока и трехфазного асинхронного электродвигателя. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном стрелкой на щите генератора.

Генератор работает по схеме независимого возбуждения с последовательной размагничивающей обмоткой. Имеет четыре основных магнитных полюса. На двух полюсах размещены катушки независимой обмотки возбуждения (нама!ничивающей), выполненные большим числом витков из тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной обмотки возбуждения (размагничивающей), выполненные малым числом витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет два добавочных магнитных полюса.

В коробке, смонтированной на корпусе преобразователя, помещен блок питания независимой обмотки возбуждения, регулировочный реостат, амперметр, пакетный выключатель для запуска и остановки электродвигателя преобразователя. Блок питания независимой обмотки возбуждения состоит из однофазного понижающего трансформатора 220/80 В и селенового выпрямителя, включенного по однофазной мостовой (двухполупериодной) схеме.

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 300 А, до 500 А. Доска выходных зажимов имеет четыре зажима. К зажимам минус (-) и плюс (+) присоединяют сварочные провода. Плюсовой зажим соединяется перемычкой с зажимом 300 А или с зажимом 500 А - так получают два диапазона токов. Плавная регулировка тока в обоих пределах осуществляется регулировочным реостатом.

Аналогичное устройство имеет сварочный преобразователь ПД-501.

Нельзя путать преобразователи ПСО-500, ПД-501 с преобразователем ПСГ-500, предназначенным для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа. Все эти преобразователи выполнены в одном базовом корпусе и внешне похожи друг на друга. Преобразователь ПСГ-500 имеет жесткую внешнюю характеристику, поэтому использование его для ручной сварки покрытыми электродами невозможно. Различать преобразователи очень просто по доске выходных зажимов. Преобразователь ПСГ-500 имеет всего два выходных зажима: минусовый (-) и плюсовый (+).

Преобразователь ПСО-300. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном стрелкой на щите генератора.

Генератор преобразователя работает по схеме параллельного возбуждения с последовательной размагничивающей обмоткой. Имеет четыре основных магнитных полюса. На двух полюсах размещены катушки параллельной обмотки возбуждения (намагничивающей), выполненные большим числом витков из тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной обмотки возбуждения (размагничивающей), выполненные малым числом витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет два добавочных магнитных полюса.

Рис. 1. Доска выходных зажимов ттагобразователя ПСО-500

В коробке, смонтированной на корпусе преобразователя, помещен регулировочный реостат, амперметр, пакетный выключатель для запуска и остановки электродвигателя преобразователя.

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 180 А, до 300 А. Доска зажимов имеет четыре зажима. Ступенчатая и плавная регулировка тска осуществляются аналогично преобразователю ПСО-500.

Преобразователь 11Д-305. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном на торце преобразователя. Преобразователь состоит из вентильного генератора постоянного тока, трехфазного асинхронного электродвигателя, аппаратуры управления.

Вентильный генератор представляет собой индукторный генератор повышенной частоты со встроенным выпрямительным блоком. В пазах статора индукторного генератора размещена силовая трехфазная обмотка якоря. Обмотка возбуждения крепится к корпусу генератора и размещается между двумя зубчатыми пакетами ротора (индуктора) генератора. Выпрямительный блок генератора собран из кремниевых вентилей по трехфазной мостовой схеме.

В коробке управления преобразователя помещена пускорегули-рующая аппаратура: переключатель для запуска и остановки электродвигателя, переключатель диапазонов сварочного тока, блок питания обмотки возбуждения генератора (трансформатор напряжения, трансформатор тока, выпрямитель).

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 150 А, до 350 А, которые обеспечиваются переключением трехфазной обмотки якоря генератора. Плавная регулировка тока внутри диапазонов осуществляется дистанционно при помощи регулировочного реостата, подключаемого к коробке управления.

Преобразователь ПСМ-1000-4. Предназначен для одновременного питания нескольких постов ручной сварки, которые подключаются к преобразователю параллельно через балластные реостаты. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном на щите генератора.

Генератор преобразователя работает по схеме смешанного возбуждения. Имеет четыре основных магнитных полюса. Катушки параллельной и последовательной обмоток возбуждения размещены на всех полюсах. Катушки параллельной обмотки имеют большое число витков из тонкого провода, катушки последовательной обмотки- малое число витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет четыре дополнительных полюса.

Для плавного регулирования напряжения генератора служит регулировочный реостат, включенный в цепь параллельной обмотки возбуждения генератора.

Регулировка сварочного тока на каждом сварочном посту осуществляется ступенчато при помощи балластного реостата. Все ступени реостата при помощи рубильников могут соединяться между собой параллельно. С увеличением числа включаемых ступеней уменьшается общее сопротивление балластного реостата, а сварочный ток увеличивается, и наоборот.

Балластный реостат. Является регулируемым омическим сопротивлением состоит из нескольких ступеней. В сварочную цепь балластный реостат включается последовательно с дугой в рассечку провода, идущего на электрод. Каждая ступень балластного реостата включается в сварочную цепь при помощи рубильника, расположенного на передней стенке реостата. Здесь же на табличке приведена ориентировочная величина сварочного тока в зависимости от числа включенных ступеней.

Элементы ступеней сопротивлений реостата изготовляют из жаростойкой фехралевой проволоки прямоугольного или круглого сечения и выполняют в виде спирали.

Балластные реостаты выпускаются на номинальные токи 200, 315, 500 А. Некоторые марки балластных реостатов: РБ-200, РБ-201, РБ-300, РБ-301, РБ-302, РБ-500, РБ-501. Принципиальная схема балластного реостата изображена на рис. 31.

Если требуется величина тока большая, чем та, на которую рассчитан реостат, то два балластных реостата можно включать параллельно.

Преобразователь ПСУ-500. Конструктивно выполнен аналогично преобразователю ПСО-500. Является универсальным. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки, для механизированной сварки под слоем флюса, для механизированной сварки в среде углекислого газа.

Генератор преобразователя имеет как падающие, так и жесткие внешние характеристики. Возбуждение генератора независимое с последовательной размагничивающей обмоткой.

Генератор имеет четыре основных магнитных полюса и два дополнительных. На двух основных полюсах размещены катушки независимой (намагничивающей) обмотки возбуждения, выполненные большим числом витков тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной (размагничивающей) обмотки возбуждения.

Для получения падающей внешней характеристики преобразователя используются независимая (намагничивающая) и последовательная (размагничивающая) обмотки возбуждения, а также часть витков обмотки дополнительных полюсов генератора.

Для получения жесткой внешней характеристики преобразователя часть витков последовательной (размагничивающей) обмотки возбуждения отключаются, но включается полное число витков обмотки дополнительных полюсов.

Переключение внешних характеристик осуществляется пакетным переключателем и присоединением сварочных кабелей к двум соответствующим зажимам на клеммной доске.