Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении - файл n1.doc

Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении
Скачать все файлы (25956.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc25957kb.15.02.2014 14:49скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34


Трансформаторы типа ТДФ имеют ступенчато-плавное регулирование сва­рочного тока. Ступенчатое регулирование (две ступени) осуществляется 'т.реклю-чением катушек вторичной обмотки. При переходе со ступени меньших гоков на ступень больших токов часть витков основной вторичной обмотки отключается и подключается дополнительная часть вторичной обмотки, расположенной в не­посредственной близости от витков Wx, При этом индуктивные сопротивления об­моток трансформатора уменьшаются, а сварочный ток увеличивается. Плавное регулирование тока в пределах одной ступени осуществляется подмагничиванием магнитного шунта. Большему току управления соответствует больший сварочный ток и наоборот.

Обмотка управления магнитного шунта получает питание от однотактного тирветорного выпрямителя. Схема фазового управления тиристорами выпол­нена на транзисторном логическом элементе М403. Техничеакая характеристика сварочных трансформаторов ТДФ-1001 и ТДФ-1601 приведена в табл. 2. Внешние характеристики даны на рис. 12. В трансформаторах типа ТДФ обеспечивается частичная стабилизация установленного режима при колебаниях напряжения сети в пределах +5 до —10% от номинального значения.

Пределы регулирования сварочного тока /$ обеспечиваются при рабочем напряжении на зажимах трансформатора, определяемом по формуле для ТДФ-1001 Ј/а = 20 + 0,04/2 при /я < 600 А; Ј/а •- 44 В при /2 > 600 А; для ТДФ-1601 иг = 50 + 0,00625/а. Сварочные трансформаторы ТДИ оборудованы нускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность мест­ного я дистанционного (с пульта управления сварочного автомата) включения и регулирования сварочного тока.







Установки УДГ для сварки изделий из легких сплавов. Установки УДГ-301 и УДГ-501 рассчитаны на повторно-кратковременный режим работы при прину­дительном воздушном охлаждении. Сварка производится однофазным перемен­ным током непдавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона. Техническая характеристика установки УДГ-301 и УДГ-501 приведена в табл. 3, а горелок уста­новок УДГ — в табл. 4.

На рис. 13 приведена функциональная блок-схема установки УДГ, где Т — силовой однофазный понижающий трансформатор; А — магнитный усили-



тель; УЗК — устройство для заварки кратера; С — батарея конденсаторов в цепи дуги; ВД — возбудитель дуги. Однофазный понижающий свароч­ный трансформатор Т G подмагничи-ванием шунта формирует крутопада­ющие внешние характеристики и слу­жит для регулирования сварочного тока. Трансформатор имеет две сту­пени регулирования: ступень больших токов — при параллельном соединении секций обмоток, расположенных на разных стержнях магнитопровода Т, и ступень малых токов — при после­довательном соединении. Переключение обмоток производится специальным переключателем. В пределах каждой ступени производится плавное регули­рование сварочного тока путем под-магничивания магнитного шунта. Маг­нитный усилитель А предназначен для управления током подмагничивания шунта. Ток в обмотке МШ регулиру­ется резистором в цепи обмотки управ­ления магнитного усилителя. Заварка кратера осуществляется путем плавного снижения сварочного тока в конце

процесса сварки. Узел заварки кратера У.Ж работает в цепи оомотки управ­ления магнитного усилителя А. Время заварки кратера регулируется в пределах О—30 с. После окончания заварки кратера автоматически выключается свароч­ный ток.

Батарея электролитических конденсаторов С препятствует прохождению постоянной составляющей тока в сварочном контуре.

Блок ВД служит для возбуждения дуги с помощью серии высоковольтных высокочастотных знакопеременных импульсов с уменьшающимися ам­плитудами (осцилляторный режим) и поддержания стабильного горения дуги с помощью низковольтных апериодических импульсов (стабилизаторный режим).

Параметры импульсов: в осцилляторном режиме — начальная амплитуда напряжения 1,5 кВ, собственная частота 3 МГц; в стабилизаторном режиме — амплитуда тока до 80 А, длительность до 60 мкс. Генерация импульсов как в осцил­ляторном, так и в стабилизаторном режимах происходит 1 раз в период при по­ложительной полярности напряжения на электроде, но со сдвигом во времени 40—60 мкс относительно нулевого значения сварочного тока.

С целью снижения помех радиоприему и телевидению работа устройства в осцилляторном режиме до возбуждения дуги происходит по следующему вре­менному циклу — 0,9 с работа, 10 с пауза.

Установки снабжены пускорегулирующей и защитной аппаратурой и обору­дованы газовыми клапанами, ниппелями для подключения газа и воды (УДГ-501),

разъемами для подсоединения горелки и провода, идущего к изделию. Подача аргона начинается за 1—5 с до начала сварки и прекращается через 5—30 с после ее окончания

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Общие сведения. Современные источники питания для однопостовой дуговой сварки, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, следует разде­лить на две группы, {(первой — относятся сварочные выпрямительные уста­новки, а ко втоpJBF*—" вращающйёся электромашинные преобразователи И ат'рёГ' гаты. Часто для кротШСти"сварочные выпрямительные установки называйй' ТЗЯрочными выпрямителями. Это, собственно, статические преобразователи энергии трехфазной сети в энергию выпрямленного тока, используемую для дуговой сварки. Вращающиеся преобразователи состоят из генератора постоян­ного тока (коллекторного или вентильного^ и асинхронного двигателя. Генератор и двигатель у преобразователя имеют-общий вал. В последние годы вращающиеся преобразователи вытесняются выпрямительными установками, имеющими по сравнению с ними ряд преимуществ — лучшие технологические свойства и более высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели. Сварочные ' генераторы сохраняют однако свое значение в основном при сварке в полевых условиях в составе сварочных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания. Однопостовые сварочные выпрямители с падающими внешними характе­ристиками. Выпрямители предназначены для ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для механизированной сварки под флюсом. Отечественная промышленность выпускает выпрямители ВД-306 на номинальный ток' 315 А для ручной сварки и ВД-502 на 500 А для ручной сварки и механизированной сварки подфлюсом. Техническая характеристика выпрямителей ВД-306 и ВД-502 приведена в табл 5.



Выпрямитель ВД-306 выполнен передвижным, рассчитан на перемежающийся режим работы при принудительном охлаждении. На рис. 14 приведена функцио­нальная блок-схема выпрямителя ВД-306. Упрощенная электрическая схема приведена на рис. 15. Выпрямитель ВД-306 выполнен со ступенчато-плавным регулированием сварочного тока. Ступеачатое (две ступени) регулирование осу­ществляется одновременным переключением фаз первичных и вторичных обмоток

трансформатора 77 со звезды на треугольник переключателем S. Ступени малых токов соответствует соединение фаз обмоток трансформатора 77 звездой, а сту­пени больших токов — треугольником. В пределах каждой ступени произво-







дится плавное регулирование тока путем изменения расстояния между катушками обмоток трансформатора 77 При сближении катушек индуктивности рассеяния обмоток и их индуктивные сопротивления уменьшаются, а сварочный ток возрастает При увеличении расстояния между катушками ток уменьшается



Катушки первичной обмотки подвижные, а вторичной — неподвижные и закреп­лены у верхнего ярма магнитопровода трансформатора 77. Катушки первичной об\ют;-.п трансформатора 77 перемещаются ходовым винтом вручную Выпрями-



тель ВД-306 имеет узел защиты, предотвраща­ющий его от аварии путем размыкания ли­нейных контактов S2 в случае, если пробит р—«-переход одного из вентилей моста V или произошел пробой на корпус вторичной обмотки трансформатора 77. Узел защиты состоит из магнитного усилителя А, вспомогательного трансформатора Т2 и реле К.1- Рабочие обмотки усилителя А соединены параллельно. Обмоткой управления усилителя А служат два провода, соединяющие выходные зажимы силового транс­форматора 77 с входными зажимами моста V. Провода проходят через окно тороидального сердечника магнитного усилителя А. Перемен­ный ток, проходящий по фазным проводам, не насыщает сердечник усилителя А. В аварийных режимах, при появлении постоянной составля­ющей фазных токов в трансформаторе 77, сер­дечник усилителя А насыщается и самоблокиру­ется реле Kt. Выпрямитель ВД-306 отключается от сети магнитным пускателем. Внешние харак­теристики выпрямителя ВД-306 приведены на рис. 16.

Выпрямитель ВД-502 выполнен передвижным, рассчитан на перемежающийся режим работы при принудительном воздушном охлаждении. Техническая ха­рактеристика выпрямителя ВД-502 приведена в табл. 5. Для формирования па-



дающей внешней характеристики и плавного регулирования сварочного тока использован дроссель насыщения, включаемый во вторичную цепь силового трансформатора. Выпрямитель ВД-502 стабилизирован. Установленный выпрям­ленный ток в диапазоне 100—500 А поддерживается с точностью 2,5% при повы­шении напряжения сети на 5% и с точностью 5% при понижении напряжения сети на 10%.

Однопостовые сварочные выпрямители с жесткими внешними характери­стиками предназначены для механизированной сварки в среде углекислого газа. Отечественная промышленность выпускает однопостовые сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками типа ВДГ и типа ВСЖ- Выпрямители ВДГ передвижные; рассчитаны на повторно-кратковременный режим работы ПВ = 60% при принудительном воздушном охлаждении.

Выпрямители ВДГ-302 и ВДГ-601 предназначены для комплектации свароч­ных полуавтоматов унифицированной серии. Техническая характеристика выпря­мителей ВДГ приведена в табл. 6.

Функциональная блок-схема выпрямителя ВДГ-302 приведена на рис. 17, а упрощенная электрическая схема — на рис. 18. Выпрямительный блок У выполнен на неуправляемых кремниевых вентилях. Регулирование напряжения в выпрямителе плавно-ступенчатое. Ступенчатое регулирование производят путем изменения коэффициента трансформации силового трансформатора Т.



Плавное регулирование п пределах каждой ступени — дросселем насыщения А. Соединению фаз первичной обмотки треугольником с использованием отводов соответствует первая ступень регулирования рабочего напряжения (большие напряжения); соединению фаз обмоток треугольником (без отводов) — вторая



ступень регулирования; соединению фаз обмоток о использованием отводов звездой — третья ступень регулирования. Обмотки переключаются пакетно-кулачковым переключателем S1 на три рабочих положения



Трехфазный дроссель насы­щения А выполнен на шести ленточных разрезных сердечни­ках. На каждом сердечнике рас­положены рабочие обмотки РО дросселя. Объединенные по­парно сердечники охвачены ка­тушками обмоток управления и смещения Обмотка управления ОУ дросселя насыщения полу­чает питание от феррорезонанс-ного стабилизатора СН через блок VI и регулировочный ре­зистор R1. При понижении на­пряжения сети напряжение на выходе стабилизатора и ток в обмотке управления увеличи­ваются, что способствует поддер­жанию установленного режима сварки. Обмотка смещения Осм дросселя насыщения получает питание от вторичных обмоток

силового трансформатора через выпрямитель и токоограничивающий резистор R2. Линейный дроссель L позволяет ступенчато изменять индуктивность сва­рочной цепи. Включению всех витков L соответствует индуктивность порядка 500 мкГ; при включении части витков — 150 мкГ. Выпрямитель снабжен маг­нитным пускателем К, быстродействующим автоматическим.выключателем S2. Внешние характеристики выпрямителя ВДГ-302 приведены на рис. 19.

Функциональная блок-схема выпрямителя ВДГ-601 приведена на рис. 20. Выпрямитель ВДГ-601 включается на напряжение силовой сети быстродейству­ющим автоматом. Трансформаторы 77 и Т2 включаются магнитными пускате­лями. Выпрямление переменного напряжения силовой сети происходит в тиристор-ном преобразователе 777, работа которого управляется блоком фазового управле­ния БФУ, Регулирование и стабилизация выпрямленного напряжения в выпря* мителе ВДГ-601 производят посредством БФУ. Отпирающие импульсы от БФУ поступают в 777 в определенной последовательности. Стабилизация выходного напряжения осуществляется благодаря обратной связи по напряжению. При изменении напряжения сети от -{-5 до —10% номинального рабочее напряжение на выходе выпрямителя ВДГ-601 поддерживается с точностью ±1 В в днаиа-



зоне рабочих напряжений 18—50 Вис точностью —5 В в диапазоне напряже­ний 50—66 В. Выпрямитель ВДГ-601 двухрежимный. Он может быть заранее настроен на два режима работы. Малый режим может быть использован для сварки шва в вертикальном положении и для заварки кратера, а большой — для высоко­производительной сварки шва в нижнем (горизонтальном) положении. Переход с одного режима на другой сопровождается изменением скорости подачи прово­локи на двухрежимном сварочном автомате ПДГ-601 и изменением индуктив­ности L в цепи сварочного тока.

Источник питания ВСЖ-303 разработан ИЭС АН УССР им. Е. О. Патона. Предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа. В источнике ВСЖ-303 использован трехфазный трансформатор, имеющий магнитную систему особой конструкции. Магнитопровод имеет два ярма с регу­лируемой магнитной проводимостью (рис. 21). Магнитное состояние средних С# и верхних ВЯ ярм можно изменять. Стержни, на которых расположены обмотки трансформатора, внизу соединены неуправляемьши нижними ярмами Н0. Сред­ние ярма делят окна трансформатора на два окна а и р. Магнитное состояние среднего и верхнего ярм управляется путем подмагничивания их потоками, создаваемыми обмотками ОУ1 и ОУ2, расположенными на этих ярмах.

В окнах а расположены все витки Wi первичной обмотки и большая часть №витков W2 вторичной обмотки. В верхних окнах (J размещены витки Wsg — остальная часть витков вторичной обмотки. Витки Шш и SFgg соединены после­довательно и согласно при этом №2р<5 Wia. Соотношением W-if,IW%a, обеспечи­вается заданный диапазон регулирования выходного напряжения. На рис. 22 приведена функциональная блок-схема сварочного выпрямителя ВСЖ-303* где Т — силовой трехфазный трансформатор, в котором совмещены функции «собственно» трансформатора и регулятора напряжения на выходе источника; V — силовой выпрямительный блок, собранный по трехфазной мостовой схеме выпрямления на неуправляемых полупроводниковых вентилях; БК — блок

коррекции по току, предназначенный для изменения наклона внешних статиче­ских характеристик; БС — блок сравнения заданного напряжения с фактиче­ским напряжением на выходе источника. Блок ВС обеспечивает стабилизацию напряжения, подаваемого к обмоткам подмагничивания верхнего и среднего ярм; А — блок усиления токов, питающих обмотки подмагничивания ярм; L — индуктивность в цепи выпрямленного сварочного тока. Задаваемое выпрямленное напряжение соответствует вторичному напряжению трансформатора при поми­нальном напряжении питающей сети. Блок сравнения БС напряжения на выходе сварочного выпрямителя представляет собой нелинейный мост. В плечи моста включены резисторы и стабилитроны. С выходных зажимов моста напряжение



подается на блок А для усиления постоянных токов подмагничивания ярм транс­форматора. В блок А входят бесконтактное полупроводниковое реле на тран­зисторах, промежуточный транзистор и дифференциальный выходной усилитель, собранный на транзисторах. Выход с нелинейного моста подключен на вход бесконтактного реле, которое через промежуточный транзистор управляет вы­ходным усилителем. В коллекторные цепи транзисторов включены управляющие обмотки верхнего и среднего ярм силового трансформатора. Отдельные узлы сварочного выпрямителя ВСЖ-303 получают питание от силовой сети через вспомогательные выпрямители. Процесс стабилизации выходного выпрямленного напряжения происходит следующим образом. Если напряжение на входе блока БС соответствует заданному значению, то нелинейный мост находится в равновесии и напряжение на его выходных зажимах равно нулю Бесконтактное реле отклю­чено и промежуточный транзистор в цепи обмотки управления ОУ1 открыт. Магнитный поток обмотки 0У1 подмагничивает верхние ярма, уменьшается вто­ричное фазное напряжение трансформатора Т и выходное выпрямленное напря­жение выпрямителя ВСЖ-303 В этих условиях нарушается равновесие нелиней­ного моста; на его выходных зажимах возникает напряжение. Бесконтактное реле включается; открытый транзистор закрывается и открывается другой. Обмотка управления 0У2 получает питание. С подмагничнванием средних ярм напряжение на выходных зажимах выпрямителя ВСЖ-303 возрастает, бесконтактное реле и транзистор отключаются, обмотка питания ОУ1 получает питание, напряжение выпрямителя ВСЖ-303 начинает уменьшаться и т. д Благодаря некоторой инер­ционности цепей обмоток управления, определяемой в основном их большими индуктивными сопротивлениями, заданное напряжение поддерживается стабиль­ным. Таким образом, в сварочном выпрямителе ВСЖ-303 путем поочередного

включения обмоток управления ОУ1 и 0У2 регулируют выходное выпрямленное напряжение. Блок коррекции БК настраивают так, чтобы наклон стабилизи­рованных внешних характеристик совпадал с наклоном естественных внешних характеристик без работы блока коррекции. В этих условиях сварочный процесс протекает с наименьшим разбрызгиванием металла. Техническая характеристика выпрямителя ВСЖ-303 следующая: режим работы ПНЛ = 60%; продолжитель­ность цикла сварки 5 мин, номинальный сварочный ток 315 А; номинальное ра­бочее напряжение 30 В; пределы регулирования рабочего напряжения 9—32 В, напряжение сети 380 В, КПД = 76%.

Универсальные сварочные выпрямители серии ВДУ. Источники питания серии ВДУ называют универсальными сварочными выпрямителями, гак как их электрические схемы предусматривают переключении для работы как с жесткими, так и падающими внешними характеристиками Универсальные сварочные вы­прямители серии ВДУ обеспечивают плавное дистанционное регулирование выходных тока и напряжения, стабилизацию режима при изменениях напряжения сети. Выпрямители работают при принудительном воздушном охлаждения. Включение выпрямителей ВДУ в силовую сеть и- защита от кратковременных аварийных коротких замыканий в цепях установки осуществляется сетевым авто­матическим выключателем, защита от перегрузок в процессе работы — тепловыми реле магнитных пускателей. Сварочные выпрямители серии ВДУ выполняют в однокорпусном исполнении. В схемах ВДУ предусмотрен емкостный фильтр от помех радиоприему, создаваемых при сварке.

Выпрямители серии ВДУ пшов ВДУ-305. ВДУ-504 и ВДУ-504-1 выпол­нены передвижными; предназначены для однопостовой механизированной сварки плавящимся электродом изделий из стали в среде углекислого газа, а также для ручной дуговой сварки штучными электродами Выпрямитель ВДУ-504-1










используют для комплектации унифицированных сварочных полуавтоматов. Выпрямители ВДУ-1201 и ВДУ-1601 — стационарные; их перемещают с помощью подъемных средств. Сварочные выпрямители ВДУ-1201 и ВДУ-1601 предназна­чены для сварки в среде защитных газов и под флюсом, сварки открытой дугой и порошковой проволокой на автоматах о зависимой и независимой от напря-



жения дуги скоростью подачи элек­тродной проволоки.




Техническая характеристика сва­рочных выпрямителей серии ВДУ при­ведена в табл. 7. При отклонениях

схема выпрямителей ВДУ-305 и ВДУ-504 приведена на рис. 25. В силовой тиристорный выпрямитель СТВ (рис. 26) входит трансформатор 77, имеющий две вторичных обмотки 77 — //, соединенные в две обратные звезды, через уравнительный реактор Lyp. В блок СТВ входят шесть тирис­торов VIV6, которые включены последовательно с фазами вторичных обмоток трансформатора 77. Фазы первичной обмотки 77 — / в зависимо­сти от требуемого режима соединяются с помощью пакетно-кулачкового переключателя либо треугольником, либо звездой. Соединение треугольником производят при установке выпрямителя ВДУ-504 на работу с внешними харак-



теристиками падающей формы и для первого ступенчатого регулирования при установке на работу с жесткими внешними характеристиками. Соединение звез­дой производят для второго диапазона при установке на работу с жесткими внеш­ними характеристиками. Катоды тиристоров VIV6 соединены вместе и обра­зуют положительный зажим (полюс) выпрямителя ВДУ-504. Отрицательный зажим (полюс) — средняя точка уравнительного реактора Lyp. Линейный дрос­сель L в цепи выпрямленного тока сглаживает его пульсации и уменьшает раз­брызгивание металла при сварке. Дроссель имеет два вывода / и 2 (см. рис. 26); первый — соответствует большей индуктивности и его используют при работе с внешними характеристиками падающей формы и на первом диапазоне жестких характеристик; второй вывод используют на втором диапазоне с жесткими ха­рактеристиками.

Для получения внешних характеристик падающей формы в выпрямителях ВДУ-305 и ВДУ-504 используется обратная связь по току. Тумблер Si на рис. 25 при этом включен. В качестве датчика сварочного тока используют магнитный усилитель А на тороидальных сердечниках. Через окно сердечника пропущен провод, по которому идет выпрямленный сварочный ток. Этот провод с током является обмоткой управления магнитного усилителя А. Рабочие обмотки ма­гнитного усилителя включены последовательно с однофазным выпрямительным мостом VB на вторичное напряжение вспомогательного трансформатора 77. Сигнал обратной связи, пропорциональный сварочному току, снимается с ре­зистора /?ог, включенного на выходе однофазного выпрямителя, собранного по мостовой схеме. Для получения жестких внешних характеристик в выпрями­телях ВДУ-305 и ВДУ-504 используется обратная связь по выходному выпрям­ленному напряжению (на рис. 25 включен тумблер Su).

3 Под ред. Ю. II. Зорина

Выпрямители ВДУ-1201 и ВДУ-1601 могут работать как с внешними харак­теристиками падающей формы, так и жесткими внешними характеристиками (рис. 27 и 28). Функциональная блок-схема ВДУ-1201 и ВДУ-1601 приведена на рис. 29. Упрощенная электрическая схема силовой цепи сварочных выпря­мителей ВДУ-1201 и ВДУ-1601 приведена на рис. 30.



В силовой тиристорньш выпрямитель СТВ входит трехфазный трансфор­матор Т1 с нормальным магнитным рассеянием Трансформатор Т1 имеет одну первичную обмотку и две вторичные обмотки, соединенные звездами. Концы фаз А, В и С одной вторичной обмотки объединены в нейтраль N и образуют отрицательный полюс (зажим), а концы фаз А', В' и С другой вторичной об­мотки, объединенные в нейтраль N', образуют положительный полюс (зажим) выпрямителя ВДУ. Назначение индуктивности (дросселя) L сглаживать пуль­сации выпрямленного сварочного тока и улучшать динамические свойства источ-



ника питания типа ВДУ. Дроссель L состоит из секций Ј,' и L". Схемы включе­ния секций дросселя для ВДУ-1601 и ВДУ-1201 приведены соответственно на рис. 31, а и б.

Работой выпрямителей ВДУ-1201 и ВДУ-1601 управляет блок БФУ, пред­ставляющий собой систему фазового управления моментом отпирания тиристо­ров VIV6 тиристорного выпрямителя СТВ- Блок БФУ состоит из трех узлов, выполняющих определенные функции: входного устройства, фазосдвигающего устройства и устройства формирования и усиления сигналов, отпирающих тири­сторы VIV6. Входное устройство содержит вспомогательный трансформатор управления для получения опорного напряжения, синхронизированного с сетью, Фазосдвигающее устройство обеспечивает изменение фазы управляющих сигна­лов относительно фазы напряжения сети. Обратная связь по сварочному току осуществляется с помощью блока трансформаторов тока БТТ (см. рис. 29 и 30), имеющих тороидальные ферромагнитные сердечники. Вторичные обмотки транс-

форматоров тока соединены треугольником и через трехфазный мостовой выпря­митель подключены к резистору ДОс>с которого снимается напряжение обратной связи по току. При установке сварочных выпрямителей ВДУ-1201 и ВДУ-1601 на работу с жесткими внешними характеристиками действует обратная связь по выпрямленному напряжению. Включение обратной связи но току или напря­жению производят тумблерами Si или Su (см. рис. 29).



Сварочные генераторы. Сварочные однопостовые генераторы относятся к спе­циальному виду генераторов постоянного тока. Магнитные системы и располо­жение обмоток возбуждения сварочных генераторов отличаются от магнитных систем и расположения обмоток генераторов постоянного тока общепромышлен­ного исполнения. Коллекторные сварочные генераторы могут работать нор­мально только при направлении вращения, указанном стрелкой на подшипника-



вом щите генератора предприятием-изготовителем. В коллекторных сварочных генераторах, так же как и в генераторах общепромышленного исполнения, пере­менная ЭДС, индуктируемая в якоре, выпрямляется во вращающемся контактном устройстве, называемом коллектором.

К сварочным генераторам независимого возбуждения с размагничивающей последовательной обмоткой относится генератор ГСО-500. Он имеет две обмотки возбуждения: намагничивающую независимого возбуждения и размагничива­ющую последовательную. Внешние характеристики ГСО-500 — падающей формы. Генератор ГСО-500 входит в состав преобразователя ПД-501, предназначенного






чпвающей обмотки независимого воз­буждения (витки ш:в) расположены на основных полюсах полярности Л'—N, а катушки размагничивающей (витки шр) обмотки — на основных полюсах полярности S—S.

На рис. 32 приведена принципиаль­ная электрическая схема дгухполюсного





для механизированной сварки под флюсом и для ручной дуговой сварки. При­водным двигателем служит трехфазный асинхронный двигатель. У генератора ГСО-500 магнитная система и расположение катушек обмоток возбуждения асим­метричны. Генератор имеет четыре основных полюса NS—Л'—S, на которых размещены ебметкн возбуждения, и два дополнительных полюса (s—s), предназна­ченных для обеспечения условий безыскровой работы щеток. Катушки намагни-

Рпс. 32. Принципиальная электрическая схема генератора ГСО независимого возбуждения с размагничивающей последовательной обмоткой

Рис. 33. Внешние характеристики генератора ГСО-500 независимого возбужде­ния с размагничивающей последовательной обмоткой. Сплошными линиями показаны внешние характеристики при установке генератора на ступень больших токов, штриховыми — характеристики при установке генератора на ступень малых токов

генератора ГСО. Дополнительные полюсы не показаны. Обмотка независимого возбуждения (шв) получает питание от выпрямительного блока V через ферро-резонансный стабилизатор напряжения СИ, Напряжение сети стабилизируется при изменении его величины в пределах ^3%. Магнитодвижущая сила (МДС) намагничивающей обмотки wHle создает поток Фв, а МДС последовательной об­мотки Wpl — размагничивающий поток Фр, направленный встречно потоку Ф„. Падающая внешняя характеристика генератора формируется вследствие умень­шения результирующего потока генератора с ростом тока /. При этом умень­шаются электродвижущая сила Е, индуктируемая в якоре, и напряжение U на выходных зажимах генератора. Регулирование сварочного тока ступенчато-плавное. Установка двух ступеней регулирования производится переключениями перемычки на клеммной доске.

Ступень больших токов соответствует меньшему числу витков шР, ступень малых токов — всем виткам шр. Изменение числа витков шр не влияет на напря­жение холостого хода генератора. В пределах каждой ступени плавное регулиро­вание сварочного тока производится путем изменения тока /в в обмотке нега-

Источники питания постоянного тока 69

висимого возбуждения с помощью резистора RB. Возрастание тока /в ведет к увеличению напряжения холостого хода и сварочного тока. На рис. 33 приве­дены внешние характеристики генератора. При необходимости плавного дистан­ционного регулирования сварочного тока резистор RB (см. рис. 32) можно снять с преобразователя и регулировать сварочный ток па расстоянии 20 м от генератора.

Техническая характеристика преобразователя ПД-501 следующая: клима­тическое исполнение, категория размещения У2; нижняя температура окружа­ющей среды—40° С; режим работы ПН—60%; продолжительность цикла сварки 10 мин; номинальный сварочный ток 500 А; пределы регулирования сварочного тока 125—500 А; номинальное рабочее напряжение 40 В; напряжение холо­стого хода 90 В; тип генератора ГСО-500; тип двигателя — трехфазный асин­хронный, марки ЛВ2-71-2-В; мощность двигателя 30 кВт; напряжение сети 220/380 В; частота вращения 2900 об/мин; номинальный КПД 59%; габаритные размеры 1075Х 1085 X 650 мм; масса 545 кг.

Генератор и двигатель находятся в одном корпусе на колесах для передви­жения по ровной поверхности.

Сварочный генератор ГСО-300 с самовозбуждением с размагничивающей последовательной обмоткой однопостовой; имеет внешние падающие характе­ристики. Генератор входит в состав сварочных агрегатов с бензиновыми дви­гателями АСБ-300МУ1, АСБ-300-7У1, АДБ-309У1, АДБ-311У1, АДБ-311Т1 и с дизельными двигателями АСД-300МУ1, АДД-303У1, АДД-304У1, АДД-305У1, а также в состав преобразователей ПСО-300-2У2, ПСО-300-2Т2 и ПСО-315МУ2. Все агрегаты предназначены для ручной дуговой сварки и резки металлов в полевых условиях, а преобразователи — для ручной дуговой сварки, наплавки и резки металлов открытой дугой в атмосфере воздуха, а также для механизированной сварки под флюсом. Генератор с самовозбуждением менее чувствителен к кратко­временным снижениям (порядка 10%) напряжения силовой сети, чем генератор с независимым возбуждением.

Принципиальная электрическая схема двухполюсного генератора ГСО-300 приведена на рис. 34. Намагничивающая обмотка возбуждения генератора полу­чает питание от половины напряжения, снимаемого с якоря генератора. Для этой цели посередине между основными щетками а и b (+ и —) установлена до­полнительная щетка г. Используя действие поперечной реакции якоря, несмотря на наличие размагничивающего поля последовательной обмотки, на щетках гЬ напряжение игь практически не зависит от сварочного тока и используется для питания намагничивающей обмотки возбуждения.

Магнитная система и расположение катушек обмоток возбуждения генера­тора асимметричны. Генератор имеет четыре основных полюса с чередующейся полярностью N—S—Л*—S, на которых размещены катушки обмоток возбуждения и два дополнительных полюса s—s, предназначенных для создания условий без­ыскровой работы основных щеток. Для безыскровой работы дополнительной щетки посередине полюсных наконечников основных полюсов сделаны глубокие и ши­рокие вырезы. Катушки намагничивающей обмотки (витки wB) расположены на основных полюсах полярности Л'—N, а катушки размагничивающей после­довательной обмотки (витки шр) — на основных полюсах полярности S—S. Для установки двух ступеней сварочного тока от витков wp сделан отвод на клеммнуга доску. При протекании сварочного тока по обмотке якоря создается поток по­перечной реакции якоря. Формирование падающей внешней характеристики у генератора ГСО-300 с самовозбуждением создается за счет размагничивающего действия последовательной обмотки с использованием взаимодействия магнитных полей обмоток возбуждения и поперечной реакции якоря. Регулирование свароч­ного тока у генератора ГСО-300 ступенчато-плавное. Ступенчатое (две ступени) регулирование — малые токи (100—180 А) и большие токи (180—315 А) — осу­ществляется переключением числа витков wp на клеммной доске в режиме холо­стого хода, плавное регулирование в пределах каждой ступени— посредством резистора Ra в цепи намагничивающей обмотки. Внешние характеристики гене-

ратора ГСО-300, входящего в состав преобразователя ПСО-300, приведены на рис. 35. Техническая характеристика преобразователя ПСО-300 следующая: климатическое исполнение, категория размещения У2; нижняя температура окружающей среды —40е С, режим работы ПН = 60%; номинальный сварочный ток 315 А; пределы регулирования сварочного тока 115—315 А; рабочее на­пряжение при номинальном сварочном токе 32 В; напряжение холостого хода






80 В; продолжительность цикла сварки 5 мин; мощность генератора 10 кВт; приводной двигатель преобразователя — встроенный трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором с частотой вращения 2915 об/мин; габаритные размеры 1069X620X1028 мм; масса 435 кг.

Рис. 34. Принципиальная электрическая схема генератора ГСО-300 с самовоз­буждением с размагничивающей последовательной обмоткой

Рис. 35. Внешние характеристики генератора ГСО-300 с самовозбуждением и с размагничивающей последовательной обмоткой:

1 и 2 — ступень больших токов; 3 и 4 — ступень малых токов; / и 3 — при выведенном резисторе /? ; 2 и 4 — при введенном резисторе

Сварочный генератор ГСО-300 входит в состав агрегатов (см. стр. 69), у которых приводом служит либо бензиновый, либо дизельный двигатель. Габаритные размеры и масса агрегата больше, чем размеры и масса преобразо­вателя. Мощность двигателя агрегата указывается в лошадиных силах, а ча­стота вращения его вала должна быть равна частоте вращения, на которую рас­считан генератор.

Кроме генератора ГСО-300 с самовозбуждением отечественная промышлен­ность выпускает генератор СГП-3. Принцип работы и принципиальная электри­ческая схема генератора СГП-3 такие же, как у генератора ГСО-300. Внешние характеристики падающей формы.

Генератор СГП-3 входит в состав сварочных агрегатов АСДП-500 с дизель­ным и в ПАС-500 с автомобильным двигателями. Агрегат АДСП-500 передвижного типа па колесах предназначен для ручной дуговой сварки и резки токами от 120 до 500 А; агрегат ПАС-400-У1II предназначен для дуговой сварки металличе­ским электродом в атмосфере воздуха токами от 120 до 600 А; агрегат ПЛС-400-У1 предназначен для дуговой сварки и резки металлическим электро­дом в атмосфере воздуха и под водой.

В связи с особыми требованиями технологии сварки большим сварочным током конструкция магнитной системы и расположение катушек обмоток возбуж­дения на основных полюсах у генератора СГП-3 несколько отличаются от кон­струкции и расположения катушек у генератора ГСО-300. У генератора СГП-3 четыре дополнительных полюса (nsп—s) и катушки намагничивающей об­мотки расположены на всех четырех основных полюсах (Л'—SNS). Форми­рование внешней характеристики у генератора СГП-3 создается так же, как и у генератора ГСО-300. Регулирование тока сгупенчато-плавное. Путем переклю­чения числа витков последовательной размагничивающей обмотки на клсммной



доске устанавливается ступень малых токов до 400 Л и больших до 600 А. Плавное регулирование сварочного тока в пределах каждой ступени производится посредством резистора RB в цепи намагничивающей обмотки. Агрегаты имеют цен­тробежный регулятор скорости. У агрегата ПАС-400 с помощью регулятора сни­жается напряжение холостого хода генератора до 24 В во избежание поражения водолаз я — сварщика током при перерывах в работе.

К универсальным сварочным генераторам независимого возбуждения и с последовательной размагничивающей обмоткой относятся однопостовые гене­раторы ГД-502 и ГСУМ-400. При включении намагничивающей обмотки неза­висимого возбуждения и последовательной обмотки встречного включения гене­ратор имеет внешние характеристики падающей формы (рис, 36). При включении последовательной обмотки генератор ГД-502 используют для ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для механизированной сварки под флюсом. Принципиальная электрическая схема н принцип действия генератора ГД-502 при падающей форме внешних характеристик аналогичны схеме и принципу дей­ствия генератора ГСО-500. При отключенной последовательной размагничива­ющей обмотке генератор ГД-502 имеет жесткие внешние характеристики, при­веденные на рис. 37; он используется для механизированной сварки в среде защитных газов. Регулирование выходного напряжения производится с помощью резистора RH. Конструкция магнитной системы и расположение катушек обмоток на основных полюсах подобны конструкции н расположению обмоток у генера­тора ГСО-500.

В качестве приводного двигателя для генератора ГД-502 может быть исполь­зован либо трехфазный асинхронный, либо автомобильный двигатели. Обмотка независимого возбуждения получает питание от сети переменного тока напря­жением 220 В через выпрямительный блок. Клеммиая доска генератора имеет зажимы, с помощью которых обеспечивается переключение схемы генератора на требуемую технологией форму внешних характеристик и режим сварки. Регули­рование сварочного тока при схеме генератора, обеспечивающей падающую форму внешней характеристики, ступенчатое и плавное; ступенчатое—осуществляется изменением числа витков wp последовательной обмотки, а плавное — дистан­ционно с, помощью резистора, включенного в цепь обмотки независимого возбуж­дения. Генератор имеет четыре ступени сварочного тока при установке на работу с падающими внешними характеристиками. Эти ступени достигаются путем изме­нения числа витков последовательной обмотки (225—500, 125—400, 60—200 и 15—30 А). При установке генератора на работу с жесткими внешними харак­теристиками имеется две ступени регулирования выходного напряжения генера­тора (15—30 и 25—50 В), которые получают переключением витков вторичной обмотки трансформатора, вторичное напряжение которого подведено к выпрями­телю, подающему напряжение к обмотке независимого возбуждения генератора. Плавное дистанционное регулирование выходного напряжения генератора при жестких внешних характеристиках производится резистором RB в обмотке не­зависимого возбуждения генератора.

Генератор ГСУМ-400 входит в состав агрегатов АСУМ-400. Агрегаты имеют приводной трехфазный асинхронный двигатель, соединенный с валом генератора ГСУМ-400 эластичной муфтой. Принцип действия, принципиальная электрическая схема, конструкция магнитной системы и расположение катушек обмоток воз­буждения генератора ГСУМ-400 такие же, как у генератора ГСО-500. При вклю­чении размагничивающей последовательной обмотки генератор ГСУМ-400 имеет внешние характеристики падающей формы; его используют для ручной дуговой сварки в воздухе и под водой. При отключенной размагничивающей последова­тельной обмотке возбуждения генератор ГСУМ-400 имеет жесткие внешние ха­рактеристики. Обмотка независимого возбуждения получает питание от трех­фазной сети переменного тока (50 Гц) через однофазный трансформатор — стабили­затор и выпрямительный блок. Трансформатор-стабилизатор обеспечивает ста­бильность напряжения на вторичной обмотке трансформатора в пределах ±4% при изменениях напряжения сети в пределах ±10%. При установке на работу с падающими внешними характеристиками генератор имеет две ступени регули­рования сварочного тока (ступень малых токов и ступень больших токов). Пере­ключение витков производят на клеммной доске. В пределах каждой ступени плавное дистанционное регулирование сварочного тока осуществляется резисто-






работ и подъеме на поверхность воды сварщик должен перевести переключатель полярности в положение выключено, при котором неза­висимое возбуждение отключается полностью.






ром в цепи обмотки независимого возбужден к я. При установке генератора ГСУМ-400 на работу с жесткими внешними характеристиками имеется две сту­пени выходного напряжения генератора (25—45 и 40—70 В) В пределах каждой ступени плавное регулирование- выходного напряжения осуществляется с по­мощью регулируемого резистора RK в обмотке независимого возбуждения. По­скольку при подводной сварке и резке опасным для водолаза-сварщика является напряжение выше 30 В, а при холостом ходе напряжение между электродом и изделием достигает 100 В, то при смене электродов, а также при окончании

Генератор ГСУМ-400 и асинхронный двигатель смонтированы на общей раме в брызгозащитном исполнении. Техническая характеристика генератора ГД-502 и агрегата АСУМ-400 приведена в табл. 9.

Сварочный генератор ГСГ-500-1 входит в состав преобразователя ПСГ-500-1. Предназначен генератор для питания дуги постоянным током при механизирован­ной сварке плавящимся электродом в углекислом газе с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Преобразователь имеет встроенный трехфазный асинхронный двигатель. Генератор ГСГ-500-1 с самовозбуждением. Имеет жесткие внешние характеристики, что достигается применением специальной схемы само­возбуждения. Магнитная система генератора имеет четыре основных полюса (W—«5ц—Л/н—S) и четыре добавочных (я—sп—а), обеспечивающих безыскровую работу щеток. Надежное самовозбуждение при минимальных напряжениях холостого хода обеспечивается тем, что одна пара основных полюсов (Л'н—5Н) имеет вырезы в сердечниках, вследствие чего эти полюсы при работе генератора насыщены. Катушки обмотки возбуждения (витки wt), расположенные (рис. 38) на ненасыщенных полюсах (/V—S), и катушки обмотки возбуждения (витки ю„) насыщенных полюсов (Л'и—S,,) включены параллельно. Регулирование выход­ного напряжения генератора осуществляется резистором /?/, включегшым в цепь обмотки возбуждения, расположенной на ненасыщенных полюсах. Сварочный генератор ГСГ-500-1 имеет пределы изменения выходного напряжения от 16 до 40 В при токах от 60 до 500 А.

Параллельные ветви обмотки возбуждения присоединены к щетке «4-» через резистор R2. Сопротивление резистора R2 устанавливает предприятие-изготови­тель таким, чтобы при выходном напряжении 16 В сварочный ток был равен

На рис. 39 приведены внешние характеристики генератора ГСГ-500-1.

Техническая характеристика ГСГ-500-1 следующая: номинальный сварочный ток 500 А; пределы регулирования сварочного тока 60—500 А; рабочее напря­жение при номинальном сварочном токе 40 В; пределы регулирования напря­жения 16—40 В; режим работы ПН = 60%; напряжение сети 220, 380 В.

Сварочный генератор ГСМ-500 смешанного возбуждения для питания двух постов входит в состав агрегата АСДП-500. Агрегат имеет дизельный двигатель, соединенный с генератором эластичной муфтой. Генератор и двигатель смонти­рованы на общей раме и установлены на автомобильном прицепе. Магнитная система генератора выполнена так же, как у генератора смешанного возбужде­ния общепромышленного назначения. Магнитные потоки параллельной и по­следовательной обмоток складываются. Внешняя характеристика генератора жесткая (рис. 40). Выходное напряжение при изменениях нагрузки поддержи­вается па уровне номинального, равного 55 В, с точностью ±5%. Сварочные по­сты включают параллельно выходным зажимам генератора. Номинальный сва-



рочный ток генератора 600 А с учетом коэффициента одновременности работы постов. Формирование падающей характеристики поста и ступенчатое регули­рование тока поста в пределах 100—300 А осуществляется с помощью балласт­ных резисторов РБ-301, включаемых последовательно с дугой. Напряжение гене­ратора регулируется плавно резистором в обмотке параллельного возбуждения; этим обеспечивается минимальное напряжение генератора с точностью ±3% при номинальной частоте вращения якоря. Двигатель агрегата снабжен центро­бежным регулятором частоты вращения. Номинальная частота вращения якоря генератора 1500 об/мин. Габаритные размеры агрегата 6350X2785X2350 мм; масса 4550 кг.

Вентильные сварочные генераторы. Вентильные сварочные генераторы входят в состав сварочных агрегатов АДБ с двигателями внутреннего сгорания и в со­став преобразователя ПД с асинхронным двигателем. Сварочные агрегаты пред­назначены для питания одного поста при ручной дуговой сварке, резке и наплаз-ке металлов постоянным током в полевых условиях на открытом воздухе на высо­те над уровнем моря до 1000 м. Агрегат АДБ-318 предназначен для работы при температуре окружающей среды от —45 до +40° С и относительной влажности среды не более 80% при +20° С. Преобразователь ПД предназначен для дуговой сварки в заводских условиях при наличии в цехе трехфазной силовой сети. Гене­ратор может работать только при направлении вращения ротора, указанном стрелкой заводом-изготовителем.

Принципиальная электрическая схема вентильного сварочного генератора ГД-312 приведена на рис. 41. Вентильный генератор с самовозбуждением состоит из индукторного пульсационного синхронного генератора повышенной частоты особой конструкции и бесконтактного выпрямительного устройства V. На ста­торе индукторного генератора расположена трехфазная силовая обмотка. На роторе вентильного генератора обмотки нет. Индукторный ротор вентильного генератора представляет собой два пакета из электротехнической стали, распо­ложенных на общем валу и имеющих полюсы. Полюсы одного пакета сдвинуты на г; электрических градусов относительно полюсов второго пакета. Ротор яв­ляется индуктором синхронного генератора. Неподвижная обмотка возбуждения ОВ крепится к корпусу генератора. Она размещена между двумя пакетами ро­тора. Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, замыкающийся через пакеты ротора, обусловливает их полярность. Один пакет обладает полярностью N, а другой S. Фазы статор ной обмотки сдвинуты по окружности статора на 2я/3

электрических градусов. Вращающееся магнитное поле ротора, созданное об­моткой ОВ, пронизывает витки фаз обмотки статора. Магнитное поле периоди­чески изменяет свою величину. В результате этого в каждой фазе обмотки статора наводятся переменные ЭДС, которые сдвинуты относительно друг друга на 2я/3 электрических градусов. Переменные фазные ЭДС генератора имеют повышенную







частоту (200 или 400 Гц), что определяется числом пар полюсов индукторного ротора, которое равно шести или восьми, и частотой вращения приводного дви­гателя. Трехфазные переменные ЭДС преобразуются в выпрямительном блоке V в постоянную ЭДС. Фазы статор ной обмотки соединены треугольником Дь Фазные напряжения статорной обмотки подведены на вход выпрямительного



блока V, который собран на неуправ­ляемых вентилях VIV6 по трехфаз­ной мостовой схеме выпрямления.

Вентильный сварочный генератор ГД обладает естественными внешними характеристиками падающей формы (рис. 42), которые получаются вслед­ствие больших реактивных сопротив­лений фаз обмотки статора генера­тора. Для величины реактивных сопротивлений имеет значение степень насыщения магнитной цепи индукто­ров ротора и конструктивные пара­метры генератора. При пуске, когда генератор не нагружен, а вал двига­теля начал вращаться, на зажимах фаз обмотки статора появляется не­большое напряжение порядка 7—8 В, равное ЭДС, индуктированной в фазах статорной обмотки Aj от поля оста­точного магнетизма полюсов ротора. Трансформатор Т1 повышает это на-

пряжение, которое через вентиль V7 выпрямляется и его среднее значение за период подается на зажимы обмотки возбуждения ОВ. Генератор самовозбуж­дается до напряжения холостого хода. Напряжение холостого хода настраи­вается регулируемым резистором R1, В полупериод, когда генератор возбуж­дается вентиль V8 заперт. В следующий полупериод вентиль V8 открыт. Через него идет ток за счет энергии, накопленной в магнитном поле обмотки возбужде­ния ОВ, когда по ней проходил ток в предыдущий полупериод и генератор возбуждался.

76 Источники питания для дуговой сварки, наплавки и резки

С увеличением нагрузки напряжение на фазах статорной обмотки вентильного генератора понижается и вместе с этим уменьшается среднее значение выпрям­ленного с помощью вентиля V7 вторичного напряжения трансформатора 77. При нагрузке одновременно с трансформатором 77 обмотку ОВ начинает питать выпрямленным напряжением вторичная обмотка трансформатора тока Т2 через вентиль V9.

Трансформаторы 77 и Т2 используются в вентильном генераторе для созда­ния условий, при которых возможно самовозбуждение генератора, что чрезвы­чайно важно при работе в полевых условиях, когда нет силовой сети. Трансфор­матор Т2 работает в схеме вентильного генератора в режиме трансформатора тока. В вентилях V7V9 протекают импульсы выпрямленного тока, сдвинутые во времени.

Вентильный генератор имеет ступенчато-плавное регулирование свароч­ного тока. Ступенчатое регулирование (две ступени) осуществляется путем пере­ключения фаз статорной обмотки специальным переключателем. При включении фаз статорной обмотки треугольником А\ устанавливается ступень малых сва­рочных токов от 40 до 180 А. При включении выключателей 5 (см. рис. 41) в фазах второй обмотки статора вентильного генератора устанавливается ступень больших сварочных токов (от 160 до 350 Л). При включении выключателей S вторая обмотка статора генератора, фазы которой соединены треугольником Д] [, включается параллельно первой.

Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется рези­стором R2, включенным в цепь обмотки возбуждения ОВ. С помощью резистора R2 можно регулировать крутизну внешних характеристик; это возможно в связи с тем, что реактивные сопротивления фаз обмотки статора у вентильного генера­тора связаны со степенью насыщения магнитной цепи индукторов ротора. Ре­зистор R2 выполнен дистанционным. На рис. 42 приведены внешние характе­ристики генератора ГД-312.

Техническая характеристика агрегата АДБ-318 с вентильным генератором ГД-312 следующая: климатическое исполнение, категория размещения У2; нижняя температура окружающей среды —40° С; режим работы ПН = 60%; продолжительность цикла сварки 5 мин; номинальный сварочный ток 315 А; пределы регулирования сварочного тока для первой ступени от 40 до 180 А, для второй ступени от 160 до 350 А; номинальное рабочее напряжение 32 В; напряжение холостого хода 85 В; тип двигателя бензиновый 320—01; частота вращения 2000 об/мин; мощность двигателя 40 л. с; расход топлива при номи­нальном режиме 4,85 кг/ч; топливо бензин А-72; масса 710 кг

СВАРОЧНЫЕ МНОГОПОСТОВЫЕ СИСТЕМЫ

Общие сведения. В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов. Исходя из эксплуатационных и тех­нико-экономических соображений целесообразно применять многопостовые си­стемы в тех отраслях промышленности, в частности в машиностроении и судо­строении, когда на относительно небольших производственных площадях сосре­доточено большое число однопостовых источников питания (несколько десятков). Число постов от одного многопостового источника шесть—девять. При расчете числа постов от данного источника вводят коэффициент одновременности е вклю­чения сварочных постов. Для ручной дуговой и механизированной сварки под флюсом принимают е= 0,5ч-0,6, а для сварки в среде защитного газа е = = 0,7ч-0,9. В современной сварочной технике в качестве многопостовых источ­ников применяют многопостовые выпрямительные установки. Многопостовые генераторы постоянного тока и трансформаторы не применяют. Многопостовые системы создают условия для более рационального использования производствен­ных площадей и значительного уменьшения расходов как на электроэнергию, так и на обслуживание оборудования. Основными требованиями, предъявляе­мыми к многопостовым системам, является обеспечение независимости работы

постов и незначительное падение напряжения в шинопроводе. Это особенно важно при достаточной удаленности данного поста от места нахождения много­постового выпрямителя. Выпрямительные многопостовые системы рассчитываются на продолжительный режим работы, а сварочный ноет — на повторно-кратко­временный режим с ПВ = 60%.

Многопостовые установки ВДМ для ручной дуговой сварки плавящимся электродом. Упрощенная электрическая схема установки приведена на рис. 43. Первичная обмотка трехфазного трансформатора Т соединена треугольником. Фазы первичной обмотки имеют отводы, что создает возможность повысить вто-



ричное напряжение трансфор­матора на 5% в случае пони­жения напряжения сети. Транс­форматор Т имеет нормальное магнитное рассеяние и обладает жесткой внешней характеристи­кой. Выпрямительный узел ус­тановки ВДМ собран по шести-фазнон кольцевой схеме выпря­мления. На каждом стержне магнитопровода трансформатора Т расположены витки фаз пер­вичной обмотки / и две фазы одинаковых вторичных обмоток //. Электродвижущие силы вто­ричных обмоток смешены отно­сительно друг друга на 180°. Фазы вторичных обмоток сое­динены звездами, нейтрали /V( и ;V2 которых образуют отрица­тельный и положительный вы­воды (полюсы) выпрямителя. По­следовательно с фазами вторич-

ной обмотки включены неуправляемые кремниевые вентили V- В реальном выпрямителе это не одиночные вентили, а блоки вентилей, включенных парал­лельно. Число вентилей в ветви зависит от значения тока фазы трансформа­тора Г. На рис. 43 показана схема включения постов для сварки на обратной полярности.

Сварочные посты получают питание от шинопровода через балластные ре­зисторы /?„. Резисторы являются регуляторами тока поста, а также осуществ­ляют независимость работы постов. Внешняя характеристика самого выпрями­теля жесткая. При номинальном токе снижение напряжения у самого удаленного поста порядка 5')6. Регулирование сварочного тока поста автономное. Падающая форма характеристики поста, представляющей зависимость напряжения на дуге от сварочного тока Un = f (/п), обусловлена падением напряжения в балласт­ном резисторе Rn (рис. 44).

От кратковременных перегрузок установка защищена быстродействующим автоматом, включенным на входе первично!! обмотки трансформатора Т. От длительных перегрузок в схеме многопостового выпрямителя предусмотрены теп­ловые элементы в магнитном пускателе. Техническая характеристика многопо­стовых установок ВДМ приведена в табл. 10.

Многопостовые установки для механизированной сварки плавящимся элек­тродом в углекислом газе. Технология сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа предъявляет ряд дополнительных требований к многопостовым системам с централизованным питанием сварочных постов на близких по токам режимах. При сварке плавящимся электродом в углекислом газе, сопровож­дающейся периодическими короткими замыканиями каплей, наблюдается сильное разбрызгивание металла. Причиной разбрызгивания является быстро нараста-

ющие пики токов при резких колебаниях проводимости разрядного промежутка, что нарушает устойчивость горения дуги. Институтом электросварки IISC им. Е. О. Патона разработана многопостовая система с нейтрализованным пита­нием постов для механизированной сварки в углекислом газе плавящимся электродом.

Система предназначена для одновременного питания нескольких десятков постов и обеспечивает получение качественных сварных соединений во всех пространственных положениях швов при сварке плавящимся электродом на обратной полярности в среде углекислого газа.



Источником питания централизо­ванной многопостовой системы яв­ляется выпрямитель ВМГ-5000. Пита­ние от выпрямителя подается по ши-нопроводам к отдельным сварочным постам. Функциональная блока-схема системы приведена на рис. 45.

Многопостовой выпрямитель типа ВМГ-5000 имеет шестяфазную схему выпрямления с уравнительным реакто­ром Lya ис- 46). Частота пульсаций выпрямленного напряжения 300 Гц. Питание выпрямителя осуществляется от силовой сети через трехфазный по­нижающий трансформатор Т, имеющий одну первичную / обмотку и две одина­ковые вторичные // обмотки. Фазы первичной обмотки секционированны, что позволяет получать пять значений

фазных ЭДС вторичных обмоток. Схема выпрямления представляет собой соб­ственно два трехфазных выпрямителя с выведенными нейтралями Ai\ и Л'2. Выпрямители работают параллельно на нагрузку через уравнительный ре­актор Lyp.

Нагрузкой для выпрямителей являются сварочные посты, подключенные к многожильному шиноироводу, соединенному с выходными зажимами (плюс














и минус) выпрямительной установки. Начала фаз aj, Ьъ с\ одной из вторичных обмоток соединены с анодами неуправляемых вентилей Уг—V3, а концы фаз а2, Ь.г и с2 другой вторичной обмотки Т — с анодами вентилей К,—Кв. Катоды всех вентилей соединены вместе и образуют положительный полюс (вывод) уста­новки ВМГ. Отрицательным полюсом служит средняя точка У обмотки уравни-



тельного реактора Lyp, имеющего зам­кнутый магнитопровод. Уравнительный реактор соединяет нейтрали Л', и Л';> звезд вторичных обмоток трансформатора Т. Фазные ЭДС звезд сдвинуты относительно друг друга на 180°. Уравнительный ре­актор Lyp служит для обеспечения четкой параллельной работы двух выпрямителей установки ВМГ. Кроме того, при наличии уравнительного реактора характерным является отсутствие в магнитопроводе трансформатора Т постоянной составля­ющей магнитного потока, что позволяет значительно уменьшить габариты транс­форматора. Нормальный режим работы схемы выпрямителя устанавливается тог­да, когда обеспечивается непрерывная работа вентилей обоих выпрямителей в заданной последовательности.

Многопостовая система имеет рас­пределительные многожильные шинопро-воды низкого (см. рис. 45) и повышен­ного напряжений. На каждой автономной

системе шинопроводов можно изменять напряжение вне зависимости от напря­жения на другой. Это производится за счет изменения выходного напряжения на зажимах одного из выпрямителей установки ВМГ. Изменение выходного напряжения — ступенчатое, осуществляется специальным переключением числа витков фаз первичной обмотки I выпрямителя.

Выпрямитель рассчитан на пять ступеней выходного напряжения (низкого — 30, 35, 40, 50 В и повышенного — 60 В). Распределительный шинопровод выпол­нен из алюминиевых шин трех разных сечений и длин (lt — короткая, /„ — сред­няя и /3 — наибольшей длины). К шине /j присоединяют посты в любом месте, а к остальным — на участках, длины которых больше /,. Благодаря расчленению шин уменьшается расход алюминия. Для шин разных длин допустимое падение напряжения Д«ш остается в установленных нормах. Напряжение на дуге поста регулируется автономно с помощью специального балластного резистора типа РБГ-502. Режим поста регулируют также изменением скорости подачи электрод­ной проволоки, что определяет сварочный ток. Для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа выпускается многопостовой выпрямитель ВДГМ-1602. В выпрямителе электрическая схема силовой цепи и система фазового управления тиристорами силового блока выпрямления такие же, как у выпрямителя ВДУ-1601. Выпрямители ВДГМ-1602 обеспечивают по­стоянство выпрямленного напряжения с точностью ^ 1 В как при изменении нагрузки, так и при колебаниях напряжения сети в диапазоне от +5 до —5% от номинального. Многопостовые выпрямители оборудованы пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность параллельной работы однотипных выпрямителей ВДГМ. В комплект поставки выпрямителей ВДГМ входят балластные реостаты и дроссели. Техническая характеристика многопо­стовых выпрямителей ВДГМ приведена в табл. 11.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации