Hegesztő generátorok

A hegesztőgenerátorok a hegesztő átalakítók és hegesztőegységek részét képezik.

A hegesztő átalakító háromfázisú hajtómotort, egyenáramú hegesztőgenerátort és hegesztőáram-szabályozó berendezést tartalmaz.

A hegesztőgép belső égésű hajtómotort, egyenáramú hegesztő elektromos generátort és hegesztőáram-szabályozó berendezést tartalmaz.

Hegesztőgenerátorok Elosztó- és szelepkialakításuk, valamint az öngerjesztésű és független gerjesztésű generátorokon működő működési elvek alapján oszthatók fel.

Hegesztőkonverterekben használatos, független gerjesztésű, kollektoros hegesztésű generátorok, amelyek gyártása hazánkban a 20. század 90-es éveiben megszűnt, de egyes szervezeteknél még üzemelnek.

Más típusú generátorok jelenleg a hegesztőgépek részét képezik.

Kollektor generátorok hegesztéshez

A kollektorgenerátorok egyenáramú gépek, amelyek mágneses pólusokkal és tekercsekkel ellátott állórészt, valamint tekercsekkel ellátott forgórészt tartalmaznak, amelyek végei a kollektorlemezekhez vezetnek.

Amikor a rotor forog, tekercsének fordulatai keresztezik a mágneses tér erővonalait és azokban EMF indukált.

A grafitkefék mozgathatóan érintkeznek a kollektorlemezekkel. A gép keféi a kollektor elektromos (geometriai) semlegesén helyezkednek el, ahol az EMF a kanyarokban irányt változtat. Ha a keféket nulláról mozgatja, akkor a generátor feszültsége csökken, és a tekercsek kapcsolása feszültség alatt történik, ami terhelés alatti hegesztőgenerátoroknál a kollektor elektromos ív hatására nagyon gyorsan megolvad.

A hegesztőgenerátor keféin lévő EMF arányos mágneses fluxusa mágneses pólusok alkotják E2 = cF, ahol F a mágneses fluxus; c a generátor állandója, amelyet annak kialakítása és a póluspárok számától, az armatúra tekercselési fordulatszámától, az armatúra forgási sebességétől függően határoz meg.

A generátor kimeneti feszültsége terhelés alatt U2 = E2 — JсвRr, ahol U2 — a generátor terhelés alatti kapcsainak kimeneti feszültsége; Jw – hegesztőáram; Rg a generátor armatúra szakaszának és a kefe érintkezőinek teljes ellenállása.

Ezért egy ilyen generátor külső statikus jellemzője kissé csökken. A kollektorgenerátorok meredeken csökkenő külső statikus jellemzőinek eléréséhez a gép belső lemágnesezésének elvét alkalmazzák, amelyet az állórész lemágnesező tekercs biztosít. Ha merev külső statikus karakterisztikát kell elérni, akkor mágnesező állórész tekercset használnak.

Független gerjesztésű hegesztőgenerátor gáztalanító tekercssel

Rizs. 1 Független gerjesztésű és lemágnesező tekercses hegesztőgenerátor vázlata

Az ilyen generátor megkülönböztető jellemzője, hogy két mágneses tekercs található a mágneses pólusokon. Az egyiket (mágnesezés) külső áramforrás táplálja (függetlenül gerjesztve), míg a másik (lemágnesezés) a hegesztőáramot szolgálja.

A gáztalanító tekercs, amely az ívvel sorba kapcsolt ellenállásként működik, a generátor lelógó karakterisztikáját biztosítja, és felosztáskor lépésenként szabályozza az áramerősséget.

A gáztalanító tekercs összes menetének bekapcsolása alacsony áramerősségű fokozatot, a menetek egy részének bekapcsolása pedig nagy áramfokozatot ad.

A hegesztőáram zökkenőmentes beállítása a nyitott áramköri feszültség változtatásával történik, amelyhez az R reosztátot használják a tekercs mágnesező áramkörében. Az R ellenállás növekedése a mágnesező áram csökkenéséhez, az Fn mágnesező fluxus csökkenéséhez, a generátor nyitott áramköri feszültségéhez, végül a hegesztőáram csökkenéséhez vezet.

A generátor csak egyirányú forgás esetén ad leeső külső statikus karakterisztikát, amit a házon lévő nyíl jelzi. A hegesztő átalakítóknál az alapjárati hegesztés előtt ellenőrizni kell a villanymotor helyes forgásirányát.

Önindító hegesztőgenerátor lemágnesező tekercssel

A fő különbség az ilyen típusú generátorok között az, hogy a mágneses mező tekercsét nem külső forrás táplálja, hanem maga a generátor. Ezért ezeket öngerjesztő generátoroknak nevezik.

Rizs. 2. Négypólusú öngerjesztő generátor mágneses rendszerének vázlata és elrendezése

A kollektoros hegesztőgenerátorokban a fő pólusokon és tekercseken kívül két további pólus található, amelyekre egy további soros tekercs kerül a fordulat mentén. Ez szükséges az armatúra reakciójából származó mágneses fluxus kompenzálásához, és a gép elektromos semleges helyzetének megőrzéséhez a terhelés megváltozásakor.

Az öngerjesztő generátor normál működéséhez szükséges, hogy a mágnesező tekercsre adott feszültség ne változzon a hegesztési folyamat során, pl. nem függ a hegesztési módtól. Ebből a célból egy harmadik kiegészítő kefe van beépítve a generátorba, amely a két főkefe között található.

A mágnesező tekercset tápláló feszültség független a hegesztőáramtól. A generátor esési karakterisztikáját a lemágnesező tekercs demagnetizáló hatása biztosítja, amely a pólusok második fele alatt jelentkezik.

Az öngerjesztő hegesztőgenerátorok sajátossága, hogy csak az armatúra egyirányú elforgatásával indíthatók, amit az állórész végburkolatán lévő nyíl jelzi. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a generátor kezdeti gerjesztése az induláskor a pólusok maradék mágnesezettségének köszönhető.

Az armatúra ellentétes irányú forgatásakor a gerjesztőtekercsben fordított áram fog folyni, amely egy adott időpontban növekvő mágneses terével kompenzálja a pólusok maradék mágnesezettségét, pl. a pólusok alatti teljes mágneses fluxus nulla lesz. Ebben az esetben a generátor gerjesztéséhez ideiglenesen csatlakoztatni kell a mágnesező tekercset egy független egyenáramforráshoz.

Szelephegesztő generátorok

Az ilyen típusú hegesztőgenerátorok a 20. század 70-es éveinek közepén jelentek meg az erős szilícium szelepek gyártása után. Ezekben a generátorokban a kollektor helyett az áram korrigálásának funkcióját egy félvezető egyenirányító látja el, amelyre a generátor váltakozó feszültségét táplálják.

A hegesztőegységekben három típusú generátort használnak: induktoros, szinkron és aszinkron. Oroszországban a hegesztőberendezéseket öngerjesztő, független gerjesztésű és vegyes indukciós gerjesztő generátorokkal gyártják.

Rizs. 3. Öngerjesztésű szelepgenerátor vázlata

Az induktoros generátorban az álló mező tekercset egyenárammal látják el, de az általa létrehozott mágneses fluxus változó jellegű. Maximális, ha a forgórész és az állórész fogai egybeesnek, amikor a fluxusútban a mágneses ellenállás minimális, és minimális, ha a forgórész és az állórész üregei egybeesnek, ezért az e fluxus által kiváltott EMF is változó.

Az állórészen három 120 °-os eltolású munkatekercs található, így a generátor kimenetén háromfázisú váltakozó feszültség keletkezik. A generátor esési karakterisztikáját magának a generátornak a nagy induktív ellenállása biztosítja. A gerjesztő áramkörben lévő reosztát a hegesztőáram zökkenőmentes beállítására szolgál.

A csúszóérintkezők hiánya (a kefék és a kollektor között) megbízhatóbbá teszi ezt a generátort. Ráadásul nagyobb a hatásfoka, kisebb a súlya és méretei, mint a kollektorgenerátoré.

Rizs. 4. GD-312 típusú, öngerjesztésű szelepes hegesztőgenerátor vázlata

Az üresjárati működés érdekében a gerjesztőtekercset feszültségváltó, rövidzárlati üzemmódban pedig áramváltó táplálja. Terhelési módban - hegesztés - a kimenő feszültség részével arányos és az áramerősséggel arányos kevert vezérlőjelet adnak a gerjesztőtekercsre. A szelepgenerátorokat GD-312 márkanév alatt gyártják, és az ADB blokkok részeként kézi fémhegesztésre használják.

Rizs. 5. A GD-4006 hegesztőgenerátor sematikus diagramja

Oroszországban többféle többpozíciós egységet gyártanak 2x-től 4x-ig terjedő pozíciókkal. A piacon vannak univerzális egységek a hegesztés vagy a hegesztés és a plazmavágás többféle módszeréhez. Különösen az ADDU-4001PR modul.

Az ADDU-4001PR mesterséges VSH egység kialakítását tirisztoros tápegység biztosítja mikroprocesszoros vezérléssel. Szélesebb technológiai lehetőségeket biztosít az inverteres tápegységek egységekben történő alkalmazása, mint például a Vantage 500 egységben.