5.2. Генераторы постоянного тока

В настоящее время преобладает сварка дугой переменного тока с питанием от сварочного трансформатора. Качество же сварки в большинстве случаев несколько выше при постоянном токе. Кроме того, имеются работы практически осуществимые только на постоянном токе: сварка малых толщин, сварка неплавящимся электродом, сварка цветных металлов и др.

Из источников постоянного тока наибольшее применение имеют сварочные генераторы, сконструированные на основе машины постоянного тока, имеющие крутопадающую характеристику, которая быстро меняется вместе с изменением нагрузки, падая почти до нуля при коротком замыкании в цепи. Сила тока такого генератора остается более или менее постоянной во время горения дуги.

Рассмотрим, каким образом получают нужную форму падающей характеристики генератора. Для изменения напряжения генератора с изменением нагрузки необходимо менять его ЭДС:

E = knФ,

где к - постоянная, характеризующая данный генератор; n - число оборотов якоря; Ф - магнитный поток, пронизывающий якорь.

В настоящее время почти все сварочные генераторы работают на постоянном числе оборотов, поэтому остается единственная возможность - менять ЭДС.

Существует два основных способа воздействия на магнитный поток генератора:

Рис. 5.4. Схема генератора с дифференциальным возбуждением (а) и его характеристики (б)

- применение специальных размагничивающих обмоток на полюсах генератора;

- использование реакции якоря генератора.

В первом случае получается генератор с дифференциальным возбуждением. На каждом полюсе генератора имеются две обмотки: одна из них, основная, питается от постороннего источника постоянного тока и называется обмоткой независимого возбуждения; вторая включена последовательно с обмоткой якоря и называется последовательной обмоткой самовозбуждения (рис. 5.4).

При холостом ходе последовательная обмотка бездействует, а при нагрузке в ней возникает магнитный поток, который вычитается из магнитного потока независимой обмотки. При коротком замыкании магнитные потоки равны по величине и противоположны по знаку. Ток короткого замыкания приблизительно пропорционален току независимого возбуждения и для изменения тока короткого замыкания, а следовательно, и сварочного тока, необходимо изменять ток независимого возбуждения, что осуществляется реостатом в цепи возбуждения.

Рис. 5.5. Генератор с "расщепленными полюсами"(а) и его электрическая схема(б)

Во втором случае для использования реакции якоря (рис. 5.4) применена особая форма магнитопровода машины с четырьмя основными полюсными сердечниками и двумя дополнительными. Основные сердечники имеют необычное чередование полярностей - рядом расположены два северных сердечника, а затем два южных. Несмотря на наличие четырех сердечников генератор является двухполюсным и называется "генератором с расщепленными полюсами". При такой схеме суммарный магнитный поток в генераторе, незначительно меняясь по величине, может поворачиваться от 0⁰ до 90⁰, изменяя величину ЭДС от нуля до максимальной.