4.2.2. Электрическая схема и принцип работы трехфазного вентильного сварочного генератора

Н

а рис. 4.8 представлена принципиальная схема вентильного сва­рочного генератора. Трехфазная обмотка индукторного генератора своими выводами подключена к трехфазному выпрямительному мосту VD. Сварочный пост питается выпрямленным током.

Рис. 4.8. Принципиальная схема вентильного сварочного генератора

Генератор работает с самовозбуждением. После запуска генератора начальное самовозбуждение происходит от остаточ­ного магнетизма в массивных участках магнитной цепи машины, и на зажимах обмоток якоря появляется небольшая ЭДС (3-4 В). Трансформатор повышающий ТV через выпрямитель VD1 начинает питать обмотку возбуждения Wн постоянным током, ЭДС машины возрастает, одновременно увеличивается и ток в обмотке намагничивания, генератор возбуждается до напряжения холостого хода. С появлением сварочного тока обмотку Wн начинает питать и трансформатор ТА через выпрямитель VD2. Поскольку естественная внешняя характеристика генератора падающая за счет внутренних индуктивных сопротивлений, то с ростом нагрузки напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора TV, уменьшается, поэтому и ток в обмотке возбуждения падает. Для поддержания постоянства тока в обмотке возбуждения она получает дополнительное питание от трансформатора тока TA. С рос­том тока нагрузки напряжение на выходе трансформатора тока ТА увеличивается, поэтому составляющая тока возбуждения от трансформатора тока ТА также увеличивается.

В результате такого «двойного» питания обмотки возбуждения Wн сила тока в ней остается постоянной независимо от тока нагрузки при заданном значении регулятора R. Мгновенные значения амплитуд вторичных напряжений трансформаторов TV и ТА сдвинуты во времени (по фазе), в режиме любой нагрузки оба трансформато­ра через свои выпрямители VD1, VD2 параллельно питают обмотку намагничивания до режима короткого замыкания. При коротком замыкании работает только трансформатор ТА. Диод VD3 служит для разрядки электромагнитной энергии, накопленной в индуктивных катушках обмотки намагничивания, и пропускает импульсы тока в проме­жутках, когда мгновенные значения ЭДС от трансформаторов TV и ТА имеют обратный знак. Таким образом, в вентилях VD1,VD2. и VD3 протекают импульсы выпрямленного тока, сдвинутые во времени, в ре­зультате чего обмотка намагничивания питается непрерывным постоянным током.

4.2.3. Настройки режимов трехфазных генераторов

Способ настройки режима в сварочных вентильных генераторах плавно- ступенчатый. Реостатом R (Рис.4.8), включенным в цепь возбуждения, регулируется эффективность обратной связи по току и, следовательно, плавно регулируется крутизна внешних характеристик генератора. С его помощью сварочный ток регулируется только в пределах определенного диапазона. Изменение диапазона осуществляется скачкообразным (ступенчатым) изменением внутренних сопротивлений (индуктивного и активного) посредством переключений схемы обмотки согласно рис. 4.8.

При соединении обмоток треугольником в каждой фазе генератора используются по две параллельно соединенные катушки. Напряжение Ua при соединении фаз по-прежнему треугольником не изменяет­ся: U₀ =1,35U_г. Однако, сопротивление снижается вдвое: Хэ = Х_г/6. Этот вариант обеспечивает диапазон больших токов.

Вентильные генераторы с крутопадаюшей характеристикой выпускаются в основном для комплектации агрегатов с двигателями внутреннего сгорания и предназначены для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Внешние характеристики генератора с самовозбуждением представлены на рис.4.9. Ступенчатая настройка выполняется переключателем S, при его размыкании вместо двух параллельно работающих в каждой фазе силовых обмоток можно оставить под нагрузкой только одну. При этом вдвое увеличивается индуктивное сопротивление генератора и уменьшается ток. На рис.4.9 линиями 1, 3 показаны внешние характеристики при включении только одной обмотки, линиями 2, 4 - при параллельном соединении силовых обмоток. Изменением сопротивления резистора R меняется глубина обратной связи по току. При положительной обратной связи с ростом сварочного тока (рис.4.8) увеличивается ток возбуждения и ЭДС генератора, в ре­зультате чего формируются более пологие характеристики 2 и 4 (рис.4.9).

Рис. 4.9. Внешние характеристики вентильного генератора

Другие конструкции вентильных генераторов мало отличаются от описанного выше. Выпускается большое количество однопостовых генераторов, они различаются лишь типом приводного двигателя, номинальным током и частотой вращения, иногда способом регулирования. Исключением является преобразователь УДЗ-103УЈ, в состав которого кроме вентильного генератора и электродвигателя входит еще устройство для заряда аккумуляторов. Оригинальное конструктивное оформление имеют двух- и четырехпостовые агрегаты, но они также представляют собой механическое объединение двух или четырех вентильных генераторов подобных описанному выше. Многопостовые источники разработаны для сварки магистральных трубопроводов, в их составе имеется также вспомогательный генератор для питания переносного электроинструмента.