Zváracie generátory

Zváracie generátory sú súčasťou zváracích meničov a zváracích agregátov.

Zvárací menič obsahuje hnací trojfázový elektromotor, jednosmerný zvárací generátor a zariadenie na reguláciu zváracieho prúdu.

Zváračka obsahuje spaľovací motor, jednosmerný zvárací elektrický generátor a zariadenie na reguláciu zváracieho prúdu.

Zváracie generátory Delia sa podľa konštrukcie rozdeľovača a ventilu a podľa princípu činnosti na generátory s vlastným a nezávisle budeným generátorom.

Zberné zvárané generátory s nezávislým budením používané vo zváracích meničoch, ktorých výroba u nás bola ukončená v 90. rokoch 20. storočia, no v niektorých organizáciách sú stále v prevádzke.

Ostatné typy generátorov sú v súčasnosti súčasťou zváracích strojov.

Kolektorové generátory na zváranie

Kolektorové generátory sú jednosmerné stroje obsahujúce stator s magnetickými pólmi a vinutiami a rotor s vinutiami, ktorých konce vedú ku kolektorovým platniam.

Keď sa rotor otáča, závity jeho vinutia pretínajú siločiary magnetického poľa a v nich EMF indukované.

Grafitové kefy majú pohyblivý kontakt s platňami kolektora. Kefy stroja sú umiestnené na elektrickom (geometrickom) neutráli kolektora, kde EMF v zákrutách mení svoj smer. Ak kefky posuniete z neutrálu, napätie generátora sa zníži a dôjde k spínaniu cievok pod napätím, čo u zváracích generátorov pod záťažou spôsobí veľmi rýchle roztavenie kolektora elektrickým oblúkom.

EMF na kefách zváracieho generátora je proporcionálne magnetický tokvytvorené magnetickými pólmi E2 = cF, kde F je magnetický tok; c je konštanta generátora, určená jeho konštrukciou a v závislosti od počtu párov pólov, počtu závitov vo vinutí kotvy, rýchlosti otáčania kotvy.

Výstupné napätie generátora pri zaťažení U2 = E2 — JсвRr, kde U2 — výstupné napätie svoriek generátora pri zaťažení; Jw - zvárací prúd; Rg je celkový odpor časti kotvy v generátore a kontaktov kefy.

Preto vonkajšia statická charakteristika takéhoto generátora mierne klesá. Pre získanie strmo klesajúcej vonkajšej statickej charakteristiky v kolektorových generátoroch sa uplatňuje princíp vnútornej demagnetizácie stroja, ktorú zabezpečuje statorová demagnetizačná cievka. Ak je potrebné získať tuhú vonkajšiu statickú charakteristiku, použije sa magnetizačné vinutie statora.

Nezávisle budený zvárací generátor s demagnetizačnou cievkou

Ryža. 1 Schéma zváracieho generátora s nezávislým budením a demagnetizačnou cievkou

Charakteristickým znakom takéhoto generátora je, že na magnetických póloch sú umiestnené dve magnetické cievky. Jeden (magnetizačný) je napájaný externým zdrojom energie (nezávisle budený), zatiaľ čo druhý (demagnetizačný) sa používa na zvárací prúd.

Demagnetizačná cievka, ktorá pôsobí ako odpor zapojený do série s oblúkom, poskytuje klesajúcu charakteristiku generátora a pri rozdelení upravuje prúd v krokoch.

Zahrnutie všetkých závitov demagnetizačnej cievky do prevádzky poskytuje nízky prúdový stupeň a zahrnutie časti závitov poskytuje vysoký prúdový stupeň.

Plynulé nastavenie zváracieho prúdu sa vykonáva zmenou napätia naprázdno, na čo sa používa reostat R v obvode magnetizácie cievky. Zvýšenie odporu R vedie k zníženiu magnetizačného prúdu, zníženiu magnetizačného toku Fn, napätia naprázdno generátora a nakoniec k zníženiu zváracieho prúdu.

Generátor poskytuje klesajúcu vonkajšiu statickú charakteristiku iba pri otáčaní v jednom smere, čo je označené šípkou na kryte. Pri zváracích meničoch je potrebné pred zváraním na voľnobežných otáčkach skontrolovať správny smer otáčania elektromotora.

Samoštartovací zvárací generátor s demagnetizačnou cievkou

Hlavným rozdielom medzi týmto typom generátorov je to, že cievka magnetického poľa nie je napájaná externým zdrojom, ale samotným generátorom. Preto sa nazývajú generátory s vlastným budením.

Ryža. 2. Schéma a usporiadanie magnetického systému štvorpólového samobudeného generátora

V kolektorových zváracích generátoroch sú okrem hlavných pólov a cievok dva prídavné póly, na ktorých je pozdĺž závitu umiestnená ďalšia sériová cievka. To je potrebné na kompenzáciu magnetického toku z reakcie kotvy a na udržanie polohy elektrickej neutrality stroja pri zmene zaťaženia.

Pre normálnu prevádzku generátora s vlastným budením je potrebné, aby sa napätie privedené na magnetizačnú cievku počas procesu zvárania nemenilo, t.j. nezávisí od režimu zvárania. Na tento účel je v generátore inštalovaná tretia prídavná kefa, ktorá sa nachádza medzi dvoma hlavnými kefami.

Napätie napájajúce magnetizačnú cievku je nezávislé od zváracieho prúdu. Klesajúca charakteristika generátora je zabezpečená demagnetizačným účinkom demagnetizačnej cievky, ktorý sa vyskytuje pod druhou polovicou pólov.

Vlastnosťou zváracích generátorov s vlastným budením je, že ich možno spustiť iba vtedy, keď sa kotva otáča v jednom smere, čo je označené šípkou na koncovom kryte statora. Je to spôsobené tým, že počiatočné budenie generátora pri jeho štarte je spôsobené zvyškovou magnetizáciou pólov.

Pri opačnom otáčaní kotvy bude v budiacej cievke tiecť spätný prúd, ktorý svojim zväčšujúcim sa magnetickým poľom v určitom časovom okamihu kompenzuje zvyškovú magnetizáciu pólov, t.j. celkový magnetický tok pod pólmi bude nulový. V tomto prípade je pre vybudenie generátora potrebné dočasne pripojiť magnetizačnú cievku k nezávislému zdroju jednosmerného prúdu.

Generátory na zváranie ventilov

Zváracie generátory tohto typu sa objavili v polovici 70. rokov 20. storočia po rozvoji výroby výkonových kremíkových ventilov. V týchto generátoroch funkciu korekcie prúdu namiesto kolektora vykonáva polovodičový usmerňovač, do ktorého je privádzané striedavé napätie generátora.

Vo zváracích jednotkách sa používajú generátory troch typov konštrukcie alternátorov: indukčné, synchrónne a asynchrónne. V Rusku sa zváracie zariadenia vyrábajú so samobudiacimi, nezávislými budiacimi a zmiešanými indukčnými budiacimi generátormi.

Ryža. 3. Schéma generátora ventilov s vlastným budením

V induktorovom generátore je stacionárna cievka napájaná jednosmerným prúdom, ale magnetický tok, ktorý vytvára, má premenlivý charakter. Je maximálny, keď sa zuby rotora a statora zhodujú, keď je magnetický odpor v dráhe toku minimálny, a je minimálny, keď sa dutiny rotora a statora zhodujú.. Preto je EMF indukovaný týmto tokom tiež premenlivý.

Na statore sú umiestnené tri pracovné vinutia s presadením 120°, takže na výstupe generátora vzniká trojfázové striedavé napätie. Klesajúca charakteristika generátora je dosiahnutá vďaka veľkému indukčnému odporu samotného generátora. Reostat v budiacom obvode slúži na plynulé nastavenie zváracieho prúdu.

Absencia posuvných kontaktov (medzi kefami a kolektorom) robí tento generátor v prevádzke spoľahlivejším. Okrem toho má vyššiu účinnosť, menšiu hmotnosť a rozmery ako kolektorový generátor.

Ryža. 4. Schematický diagram zváracieho generátora ventilového typu typu GD-312 s vlastným budením

Pre zabezpečenie chodu naprázdno je budiaca cievka napájaná napäťovým transformátorom a na napájanie v skratovom režime prúdovým transformátorom. V režime záťaže - zváranie - sa na budiacu cievku privádza zmiešaný riadiaci signál úmerný časti výstupného napätia a úmerný prúdu. Ventilové generátory sú vyrábané pod značkou GD-312 a používajú sa na ručné zváranie kovov ako súčasť ADB blokov.

Ryža. 5. Schéma zváracieho generátora GD-4006

V Rusku sa vyrába niekoľko prevedení viacpolohových jednotiek s počtom polôh od 2x do 4x. Na trhu sú univerzálne agregáty pre viacero spôsobov zvárania alebo zvárania a plazmového rezania. Najmä modul ADDU-4001PR.

Tvorbu umelej VSH jednotky ADDU-4001PR zabezpečuje tyristorová napájacia jednotka s mikroprocesorovým riadením. Širšie technologické možnosti poskytuje použitie invertorových pohonných jednotiek v jednotkách, ako napríklad v jednotke Vantage 500.