Сварочный преобразователь псо 500 технические характеристики. Питание. Сварочные выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками

Сварочный преобразователь представляет собой комбинацию электродвигателя переменного тока и постоянного тока. Электрическая энергия сети переменного тока преобразуется в механическую энергию электродвигателя, вращает вал генератора и преобразуется в электрическую энергию постоянного сварочного тока. Поэтому КПД преобразователя невелик: из-за наличия вращающихся частей они менее надежны и удобны в эксплуатации по сравнению с выпрямителями. Однако для строительно-монтажных работ использование генераторов имеет преимущество по сравнению с другими источниками благодаря их меньшей чувствительности к колебаниям сетевого напряжения.

Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные и стационарные сварочные преобразователи . На рис. 11 показано устройство одно-постового сварочного преобразователя ПСО-500, выпускаемого серийно нашей промышленностью.

Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-500 состоит из двух машин: из приводного электродвигателя 2 и сварочного генератора ГСО-500 постоянного тока, расположенных в общем корпусе 1. Якорь 5 генератора и ротор электродвигателя расположены на общем валу, подшипники которого установлены в крышках корпуса преобразователя. На валу между электродвигателем и генератором находится вентилятор 3, предназначенный для охлаждения агрегата во время его работы. Якорь генератора набран из тонких пластин электротехнической стали толщиной до 1 мм и снабжен продольными пазами, в которых уложены изолированные витки обмотки якоря. Концы обмотки якоря припаяны к соответствующим пластинам коллектора в. На полюсах магнитов насажены катушки 4 с обмотками из изолированной проволоки, которые включаются в электрическую цепь генератора.

Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. При вращении якоря 5 его обмотка пересекает магнитные силовые линии магнитов, в результате чего в обмотках якоря наводится переменный электрический ток, который при помощи коллектора 6 преобразуется в постоянный; с щеток токосъемника 7, при нагрузке в сварочной цепи, ток течет с коллектора к клеммам 9.

Пускорегулирующая и контрольная аппаратура преобразователя смонтирована на корпусе 1 в общей коробке 12.

Преобразователь включается пакетным выключателем 11. Плавное регулирование величины тока возбуждения и регулирование режима работы сварочного генератора производят реостатом в цепи независимого возбуждения маховичком S. С помощью перемычки, соединяющей дополнительную клемму с одним из положительных выводов от последовательной обмотки, можно устанавливать сварочный ток для работы до 300 и до 500 А. Работа генератора на токах, превышающих верхние пределы (300 и 500А), не рекомендуется, так как возможен перегрев машины и нарушится система коммутации.

Величина сварочного тока определяется амперметром 10, шунт которого включен в цепь якоря генератора, смонтированного внутри корпуса преобразователя.

Обмотки генератора ГСО-500 выполняются из меди или алюминия. Алюминиевые шины армируют медными пластинками. Для защиты от радиопомех, возникающих при работе генератора, применен емкостный фильтр из двух конденсаторов.

Перед пуском преобразователя в работу необходимо проверить заземление корпуса; состояние щеток коллектора; надежность контактов во внутренней и внешней цепи; штурвал реостата повернуть против часовой стрелки до упора; проверить, не касаются ли концы сварочных проводов друг друга; установить перемычку на доске зажимов соответственно требуемой величине сварочного тока (300 или 500 А).

Пуск преобразователя осуществляется включением двигателя в сеть (пакетным выключателем 11). После подсоединения к сети необходимо проверить направление вращения генератора (если смотреть со стороны коллектора, ротор должен вращаться против часовой стрелки) и в случае необходимости поменять местами провода в месте их подключения к питающей сети.

Правила безопасности при эксплуатации сварочных преобразователей

При эксплуатации сварочных преобразователей необходимо помнить:

• напряжение на клеммах двигателя, равное 380/220 В, является опасным. Поэтому «ни должны быть закрыты. Все подсоединения со стороны высокого напряжения (380/220 В) должен осуществлять только электрик, имеющий право на производство электромонтажных работ;
• корпус преобразователя должен быть надежно заземлен;
• напряжение на клеммах генератора, равное при нагрузке 40 В, при холостом ходе генератора ГСО-500 может повышаться до 85 В. При работе в помещениях и на открытом воздухе при наличии повышенной влажности, пыли, высокой окружающей температуры воздуха (выше 30 o С), токопроводящего пола или при работе на металлических конструкциях напряжение выше 12 В считается опасным для жизни.

При всех неблагоприятных условиях (сырое помещение, токопроводящий пол и др.) необходимо пользоваться резиновыми ковриками, а также резиновой обувью и перчатками.

Опасность поражения глаз, рук и лица лучами электрической дуги, брызгами расплавленного металла и меры защиты от них те же, что и при работе от .

Оглавление книги Следующая страница>>

§ 10. Устройство и обслуживание сварочных преобразователей. .

Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные и стационарные сварочные преобразователи. На рис. 17 показано устройство однопостового сварочного преобразователя ПСО-500, выпускаемого серийно нашей промышленностью.

Рис. 17. Схема сварочного преобразователя ПСО-500 :

1 - корпус, 2 - электродвигатель, 3 - вентилятор, 4 - катушка полюсов, 5 - якорь генератора, 6 - коллектор, 7 - токосъемник, 8 - маховичок для регулирования тока, 9 - сварочные зажимы, 10 - амперметр, 11 - пакетный выключатель, 12 - коробка пускорегулирующей и контрольной аппаратуры преобразователя

Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-500 состоит из двух машин: из приводного электродвигателя 2 и сварочного генератора ГСО-500 постоянного тока, расположенных в общем корпусе 1. Якорь 5 генератора и ротор двигателя расположены на общем валу, подшипники которого установлены в крышках корпуса преобразователя. На валу между электродвигателем и генератором находится вентилятор 3, предназначенный для охлаждения агрегата во время его работы. Якорь генератора набран из тонких пластин электротехнической стали толщиной до 1 мм и снабжен продольными пазами, в которых уложены изолированные витки обмотки якоря. Концы обмотки якоря припаяны к соответствующим пластинам коллектора 6. На полюсах магнитов насажены катушки 4 с обмотками из изолированной проволоки, которые включаются в электрическую цепь генератора.

Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. При вращении якоря 5 его обмотка пересекает магнитные силовые линии магнитов, в результате чего в обмотках якоря наводится переменный электрический ток, который с помощью коллектора 6 преобразуется в постоянный; с щеток токосъемника 7 при нагрузке в сварочной цепи ток течет с коллектора к зажимам 9.

Пускорегулирующая и контрольная аппаратура преобразователя смонтирована на корпусе 1 в общей коробке 12.

Преобразователь включается пакетным включателем 11. Величина тока возбуждения и режим работы сварочного генератора плавно регулируются реостатом в цепи независимого возбуждения маховичком 8. С помощью перемычки, соединяющей дополнительный зажим с одним из положительных выводов от последовательной обмотки, можно устанавливать сварочный ток до 300 и 500 А. Работа генератора на токах, превышающих верхние пределы (300 и 500 А), не рекомендуется, так как возможен перегрев машины и нарушение системы коммутации. Величина сварочного тока определяется амперметром 10, шунт которого включен в цепь якоря генератора, смонтированного внутри корпуса преобразователя.

Обмотки генератора ГСО-500 выполняются из меди или алюминия. Алюминиевые шины армируют медными пластинками. Для защиты от радиопомех, возникающих при работе генератора, применен емкостный фильтр из двух конденсаторов.

Перед пуском преобразователя в работу необходимо проверить заземление корпуса; состояние щеток коллектора; надежность контактов во внутренней и внешней цепях; штурвал реостата повернуть против часовой стрелки до упора; проверить, не касаются ли концы сварочных проводов друг друга; установить перемычку на доске зажимов соответственно требуемой величине сварочного тока (300 или 500 А).

Пуск преобразователя осуществляется включением двигателя в сеть (пакетным выключателем 11). После подсоединения к сети необходимо проверить направление вращения генератора (если смотреть со стороны коллектора, ротор должен вращаться против часовой стрелки) и в случае необходимости поменять местами провода в месте их подключения к питающей сети.

Цель работы:изучить структуру белых, серых, ковких и высокопрочных чугунов, ознакомиться с их основными свойствами, маркировкой, зависимостью свойств чугунов от их структуры.

Рисунок 1Диаграмма системы сплавов Fe–C

Рисунок 2Классификация чугуна по строению

Опишем в отдельности каждый вид чугуна. Как видно из рисунка №2 всего 9 разновидностей чугунов по металлической основе и форме графитных включений.

Серый чугун маркируется буквами СЧ и цифрами, характеризующими величину временного сопротивления при испытаниях на растяжение. Марки, механические свойства и ориентировочный составсерых чугунов приведен в табл.

По мере округления графитных включений их отрицательная роль как надрезов металлической основы снижается, и механические свойства чугуна растут. Округленная форма графита достигается модифицированием. Модификаторами чугуна служат SiCa, FeSi, Al, Mg. При использовании в качестве модификатора магния в количестве до 0,5 %, вводимого перед разливкой, получают высокопрочный чугун с шаровидной формой включений графита.

Механические свойства и состав (%) серых чугунов
по ГОСТ 14120–85

Марка чугуна	σ в, МПа, не менее	Твёрдость НВ, не более	Состав, %, не более
С	Si	Mn	P	S
СЧ 10			3,5–3,7	2,2–2,6	0,5–0,8	0,3	0,15
СЧ 15			3,5–3,7	2,0–2,4	0,5–0,8	0,2	0,15
СЧ 20			3,3–3,5	1,4–2,4	0,7–1,0	0,2	0,15
СЧ 25			3,2–3,4	1,4–2,4	0,7–1,0	0,2	0,15
СЧ 30			3,0–3,2	1,3–1,9	0,7–1,0	0,2	0,12
СЧ 35			2,9–3,0	1,2–1,5	0,7–1,1	0,2	0,12

Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и числом, характеризующим величину временного сопротивления, например ВЧ 35. Механические свойства некоторых высокопрочных чугунов приведены в табл. Из высокопрочных чугунов изготавливают ответственные детали: зубчатые колеса, коленчатые валы.

Минимальные механические свойства и твердость
высокопрочных чугунов по ГОСТ 7293–85

Марка чугуна	σ в	σ 0,2	δ	Твердость НВ
МПа	%
ВЧ 35				140–170
ВЧ 40				140–202
ВЧ 45				140–225
ВЧ 50				153–145
ВЧ 60				192–277
ВЧ 70				228–302
ВЧ 80				248–351
ВЧ 100				270–360

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами временного сопротивления и относительного удлинения, например КЧ 35–10. В табл. 3 приведены марки, механические свойства и химический состав некоторых ковких чугунов. Отливки из ковких чугунов применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках (картеры, редукторы, фланцы, муфты).

Механические свойства и химический состав (%) ковких чугунов
по ГОСТ 1215–79

СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Источники питания постоянного тока подразделяются на две основные группы: сварочные преобразователи вращающегося типа (сварочные генераторы) и сварочные выпрямительные установки (сварочные выпрямители).
Генераторы постоянного тока подразделяются: по количеству питаемых постов - на однопостовые и многопостовые, по способу установки - на стационарные и передвижные, по роду привода - на генераторы с электрическим приводом и двигателями внутреннего сгорания, по конструктивному выполнению - на однокорпусные и двухкорпусные. По форме внешних характеристик сварочные генераторы могут быть с падающими, жесткими, пологопадающими характеристиками и комбинированного типа.
Наибольшее распространение получили генераторы с падающими внешними характеристиками, работающие по следующим трем основным схемам:
с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой;
с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения;
с расщепленными полюсами.
Ни один из трех видов генераторов с падающими внешними характеристиками не выделяется существенными преимуществами как по технологическим, так и по энергетическим и весовым показателям.

Сварочный преобразователь содержит приводной трехфазный электродвигатель, сварочный электрогенератор постоянного тока и устройство регулирования сварочного тока.

Сварочный агрегат содержит приводной двигатель внутреннего сгорания, сварочный электрогенератор постоянного тока и устройство регулирования сварочного тока.

Сварочные генераторы подразделяют по конструкции на коллекторные и вентильные, а по принципу действия на генераторы с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

Сварчоные генераторы коллекторного типа с независимым возбуждением применялись в сварочных преобразователях, выпуск которых в нашей стране прекращен в 90х годах 20 века, но пока еще в некоторых организациях эксплуатируются.

Остальные виды генераторов в настоящее время являются составной частью сварочных агрегатов.

Коллекторные сварочные генераторы

Коллекторные генераторы являются машинами постоянного тока, содержащими статор с магнитными полюсами и обмотками, а также ротор с обмотками, концы которых выведены на пластины коллектора.

При вращении ротора витки его обмотки пересекают силовые линии магнитного поля и в них индуцируется ЭДС.

Графитовые щетки осуществляют подвижный контакт с пластинами коллектора. Щетки машины располагаются на электрической (геометрической) нейтрали коллектора, где ЭДС в витках меняет свое направление. Если сдвинуть щетки с нейтрали, то напряжение генератора снизится и переключение обмоток будет происходить под напряжением, что в сварочных генераторах под нагрузкой приведет к очень быстрому расплавлению коллектора электрической дугой.

ЭДС на щетках сварочного генератора пропорциональна магнитному потоку, создаваемому магнитными полюсами Е2 = сФ, где Ф - магнитный поток; с - постоянная генератора, определяемая его конструкцией и зависящая от числа пар полюсов, количества витков в якорной обмотке, скорости вращения якоря.

Напряжение на выходе генератора при нагрузке U2 = E2 - JсвRг, где U2 - выходное напряжение на клеммах генератора при нагрузке; Jсв - сварочный ток; Rг - суммарное сопротивление участка цепи якоря внутри генератора и щеточных контактов.

Поэтому внешняя статическая характеристика такого генератора полого падающая. Для получения круто падающей внешней статической характеристики в коллекторных генераторах применяется принцип внутреннего размагничивания машины, что обеспечивается статорной обмоткой размагничивания. При необходимости получения жесткой внешней статической характеристики используется подмагничивающая обмотка статора.

Начать стоит с того, что выбор переменного или постоянного тока для проведения сварочных работ зависит от покрытия самого электрода, а также от марки металла, с которым приходится работать. Другими словами, использовать сварочный преобразователь, чтобы получить постоянный ток, а значит, и более стабильную дугу для работы не всегда возможно.

Что собой представляет преобразователь?

Преобразователь для проведения сварочных работ - нескольких устройств. Здесь используется связка электрического двигателя переменного тока и специальный сварочный аппарат с постоянным током. Процесс выглядит следующим образом. Электрическая энергия, поступающая от сети переменного тока, воздействует на электродвигатель, заставляя вал вращаться, создавая механическую энергию за счет электрической. Это первая часть преобразования. Вторая часть работы сварочного преобразователя заключается в том, что во время вращения вала генератора, вырабатываемая механическая энергия будет создавать постоянный электрический ток.

Однако сразу стоит отметить, что использование таких устройств не слишком популярно, так как коэффициент полезного действия их невелик. К тому же, в двигателе имеются вращающиеся части, что делает его использование не очень удобным.

Принцип действия устройства

Можно отметить, что сварочный преобразователь - это специфическая разновидность обыкновенного Если коротко сказать о конструкции этого оборудования, то оно примерно следующее. Имеется две основных части - это электродвигатель, который чаще всего является асинхронным, а также генератор постоянного тока. Особенностью является то, что оба эти устройства объединены в один корпус. Также важно обратить внимание на то, что в схеме имеется коллектор. Так как работа генератора основана на электромагнитной индукции, то он будет производить переменный ток, который и будет преобразовываться в постоянный при помощи коллектора.

Если говорить о то не стоит путать его с такими приборами, как выпрямитель или инвертор. Конечный результат у всех трех устройств одинаковый, но вот суть их работы сильно отличается. Наибольшее отличие заключается в том, что в преобразователе осуществляется более длинная цепочка преобразования. Так как переменный ток сначала преобразуется в механическую энергию и лишь потом в постоянный ток.

Устройство сварочного преобразователя

Рассмотреть устройство этого прибора можно на примере однопостового преобразователя. Такие модели состоят из обычного приводного асинхронного двигателя и объединенных в одном корпусе.

Тут стоит отметить, что такое оборудование предназначается для работы на открытом воздухе. Однако там их необходимо размещать либо в специально отведенных местах - машинных залах, либо под навесами. Это необходимо для защиты электрического оборудования от осадков.

Внутреннее устройство агрегата

Если вдаваться в подробности устройства и конструкции, а также принципов работы сварочного преобразователя, то все это выглядит следующим образом.

Так как во время работы устройства оно нагревается, на валу между генератором и электродвигателем, крепится вентилятор, чтобы охлаждать преобразователь. Электромагнитные части генератора, то есть его полюса и якорь выполняются из тонких листов стали электротехнической марки. На магнитах полюсов располагаются такие элементы, как катушки с обмотками. Якорь же, в свою очередь, имеет продольные пазы, в которые укладывается изолированная обмотка. Концы данной обмотки припаиваются к пластинам коллектора. Также у данного устройства имеется пускорегулирующая аппаратура и амперметр. Оба прибора располагаются в коробке.

Используемые модели

В настоящее время используются сварочные преобразователи с номинальным сварочным током 315 А. Основное предназначение этих агрегатов - это питание постоянным током одного сварочного поста. Также он может использоваться для питания ручной дуговой сварки, наплавки и резки металлов штучными электродами. В преобразователях такого рода используются генераторы типа ГСО-300М и ГСО-300. Их устройство - это четырехполюсная коллекторная машина постоянного тока с самовозбуждением. Отличие этих двух моделей друг от друга заключается лишь в том, что у них разная частота вращения вала генератора. Это, что касается сварочного преобразователя 315. 500 А - это второй номинальный ток, который также используется для работы. Однако здесь уже необходимо подключать в работу более мощный преобразователь, к примеру, модель ПД-502. Существенное отличие такой модели преобразователя от ГСО заключается в том, что у него имеется независимое возбуждение. Дело здесь в том, что для питания ПД-502 используется переменный трехфазный ток, который сначала проходит через индуктивно-емкостный преобразователь напряжения. Одновременно с функцией питания он выполняет и роль стабилизатора для этой модели агрегата.

Однако важно понимать, что основное назначение сварочного преобразователя заключается в преобразовании энергии электрического типа переменного характера, в электрическую энергию постоянного характера.

Виды преобразователей

Существует два основных типа преобразователя - это стационарные и передвижные. Если говорить о стационарных типах, то чаще всего это небольшие сварочные кабины или посты, предназначенные для работы с небольшими объемами изделий. Сварочные преобразователи, установленные здесь, не отличаются высокой мощностью.

Передвижные же, в свою очередь, рассчитаны в основном на работу с большими объемами. ИХ часто используют для того, чтобы сваривать водопроводы, нефтепроводы, металлические конструкции и т. д.

Важно еще кое-что добавить о принципе работы этого устройства. Как говорилось ранее - он преобразовывает переменный ток в постоянный, используя переход к механической энергии. Однако есть некоторые устройства, позволяющие регулировать величину выходного постоянного тока. Процесс регулировки осуществляется при помощи таких устройств, как балластные реостаты. Принцип работы достаточно прост - чем выше выставленное значение сопротивление, тем ниже сила выходного постоянного тока и наоборот.

Правила эксплуатации

Используя сварочный преобразователь, необходимо придерживаться некоторых правил. К примеру, клеммы устройства ни при каких обстоятельствах не должны быть закрыты, так как напряжение на них составляет 380/220 В. Еще одно важное правило - корпус преобразователя всегда должен быть надежно заземлен. Люди, работающие непосредственно с таким оборудованием, должны быть защищены перчатками и масками.

Источники питания постоянного тока подразделяются на две основные группы: сварочные преобразователи вращающегося типа (сварочные генераторы) и сварочные выпрямители установки (сварочные выпрямители).

Сварочные выпрямители - это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов - вентилей - переменный ток В постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении; в обратном направлении они (полупроводники) практически электрический ток не пропускают.

Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые полупроводники получили большое распространение потому, что они дешевые и обладают большой перегрузочной способностью (их к. п. д. около 75 %).

Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами (табл.), так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (как результат более широких пределов регулирования), отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки заменены в них на алюминиевые.

Сравнение технических характеристики сварочных преобразователей и выпрямителей

Принцип работы сварочного выпрямителя

Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам: однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления и трехфазной мостовой.

Рис. 1. : а - однофазная мостовая, б - трехфазная мостовая

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и лучшее использованне трансформатора сварочного выпрямителя.

При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.

Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа:

• с крутопадающими характеристиками
• с жесткими (или пологопадающими) характеристиками
• универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.

Сварочные генераторы постоянного тока подразделяются:

• по количеству питаемых постов - на однопостовые и многопостовые;
• по способу установки - на стационарные и передвижны;
• по роду привода - генераторы с электрическим приводом и на генераторы с двигателями внутреннего сгорания;
• по конструктивному выполнению - однокорпусные и двух- корпусные.

По форме внешних характеристик сварочные генераторы могут быть:

• с падающими внешними характеристиками;
• с жесткими и пологопадаюшими характеристиками;
• комбинированного типа (универсальные генераторы, при переключении обмоток или регулирующих устройств которых можно получить падающие, жесткие или полого падающие характеристики).

Наибольшее распространение получили генераторы с падающими внешними характеристиками, работающие пo следующим трем основным схемам:

• генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой;
• генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения;
• генераторы с расщепленными полюсами.

Ни один из трех видов генераторов с падающими внешними характеристиками не выделяется существенными преимуществами как по технологическим, так и по энергетическим и весовым показателям.

Сварочные выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками

Сварочные выпрямители применяют для ручной дуговой сварки и для сварки неплавящимся электрдом в защитных газах. Сварочный выпрямитель в этом случае состоит из понижающего трансформатора и выпрямительного блока. К этой группе относятся выпрямители ВСС-300-3, ВСС-120-4, В КС 500 и др.

Технические характеристики выпрямителей с крутопадающими внешними характеристиками

Сварочный выпрямитель ВСС-300 (рис. 1) представляет собой однопостовую сварочную установку, состоящую из понижающего трансформатора, блока селеновых шайб, пускорегулирующей аппаратуры, смонтированной в общем кожухе, и вентилятора для охлаждения трансформатора. Трехфазный понижающий трансформатор выполнен с увеличенным магнитным рассеянием, что обеспечивает создание семейства падающих внешних характеристик. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками понижающего трехфазного трансформатора.

Чтобы уменьшить ход подвижных обмоток, требуемые пределы регулирования величины сварочного тока стараются получить одновременным переключением первичной и вторичной обмоток с «треугольника» на «звезду» (рис. 2). Выпрямительный блок выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из трех соединенных параллельно селеновых столбов с пластинами размером 100X400 мм.

Электрическая схема обеспечивает выключение выпрямителя от чрезмерного перегрева. Выпрямитель снабжен фильтрами для подавления радиопомех.

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками применяются для сварки плавящимся электродом в углекислом газе и других защитных газах, а также могут применяться для сварки под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Их также можно использовать для сварки порошковой проволокой СП-2.

Технические характеристики сварочных выпрямителей с жесткими внешними характеристиками

Параметры	Тип выпрямителей
	ИПП-120	ИПП-300	ИПП-500	ИПП-1000	ВС-200	ВС-300	ВС-600	ВС-1000	ВДГ-301
Напряжение питающей сети, В Номинальный ток, А: - при ПР-65% - при ПР-100% Пределы регулирования напряжения, В Мощность, кВт Коэффициент полезного действия, % Масса, кг	380 120 - 25 14-25 3 75 175	380 300 - 40 15-40 11 75 280	380 500 - 50 17-50 27 78 440	380 1000 - 66 0 - 66 60 80 780	380, 220 - 150 21 17-21 - 60 190	380, 220 - 270 40 20-40 - 70 250	380 - 600 40 20-40 - 75 450	380 1000 (ПР-60%) - - - - - -	- 300 (ПР-60%) - - - - 72 210

Универсальные сварочные выпрямители

Универсальные сварочные выпрямители. Выпрямители типа ВСУ, ВДУ обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для ручной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами в защитных газах и для сварки под флюсом.

Технические характеристики универсальных сварочных выпрямителей

Универсальный выпрямитель состоит из понижающего трансформатора, дросселя насыщения с обмотками обратной связи выпрямительного блока.

Выпрямители типа ВСУ, СДУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 В, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение.

Многопостовые сварочные выпрямители

Выпрямители выпускаются на кремниевых вентилях, которые обеспечивают хорошее конструктивное решение выпрямительного блока и получение высокого коэффициента полезного действия.

Промышленностью выпускаются мпогопостовые сварочные выпрямители ВКСМ-1000 на 1000 А, рассчитанные на одновременное питание шести сварочных постов с номинальным током по 300 А каждый. Внешняя xарактеристика выпрямителя ВКСМ-1000 жесткая. Для создания падающей характеристики применяют балластные реостаты типа РБ. Выпрямитель состоит из следующих основных узлов: силового понижающего трансформатора ТС, выпрямительного блока с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Трансформатор ТС - трехфазный, стержневого типа. Обмотки выполнены из алюминиевых проводов. Первичная обмотка трансформатора соединена «треугольником», а вторичная, состоящая из двух трехфазных обмоток,- «звездой». Выпрямительный блок собран по шестиконтактной кольцевой схеме из кремниевых вентилей типа ВК-2-200.

Пускорегулирующая и защитная аппаратура состоит из автомата АВ, реле контроля вентиляции РКВ. Автомат АВ служит для защиты всей установки от коротких замыканий и отключения ее в случае пробоя одного из вентилей. РКВ прекращает работу без вентиляции и при неправильном направлении вращения вентилятора.

На панели управления установлены: магнитный пускатель трансформатора ПТ с тепловой зашитой РТ, пакетный переключатель ПП, магнитный пускатель двигателя вентилятора ПД с тепловой защитой РН и предохранителя ПР1 - ПР3.

В блоке управления установлены: амперметр А, вольтметр V, кнопки «пуск» КП и «стоп» КС, лампа сигнальная ЛС. На базе защиты установлены защитные цепочки из конденсаторов С1- С6 и сопротивлений Р1-Р6.

Выпускается также сварочный выпрямитель ВДМ-3001, состоящий из двух спаренных, работающих параллельно, сварочных выпрямителей ВДМ-1601 на 1600 А каждый. Такое соединение улучшает унификацию и создает удобства при эксплуатации.

Падающая внешняя характеристика сварочного поста создается балластными реостатами типа РБ. Выпрямитель ВДМ-1601 рассчитан на питание 9 постов током до 300 А, а ВДМ-3001-18 сварочных постов.

Основные технические данные многопостовых сварочных выпрямителей приведены в таблице. Мпогопостовые сварочные выпрямители, обладая многими преимуществами (бесшумность работы, высокие энергетические показатели, меньшая масса, небольшие габариты, высокий к. п. д. и др.), вытесняют преобразователи ПСМ-1000.

Технические характеристики многопостовых выпрямителей

Сварочные генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой

Сварочный генератор Г (рис. 1, а) имеет две обмотки возбуждения: обмотку независимого возбуждения НО, питаемую от отдельного источника через сеть переменного тока и полупроводниковый выпрямитель, и последовательную размагничивающую обмотку РО, включенную последовательно с обмоткой якоря. Ток в цепи независимого возбуждения регулируется реостатом Р. Магнитный ток Фн, создаваемый обмоткой независимого возбуждения, противоположен по своему направлению магнитному потоку Фр размагничивающей обмотки. При холостом ходе, т. е. когда сварочная цепь разомкнута, э. д. с. генератора определяется по формуле

Е = С ּ Фн ,

где Е - э. д. с. (электродвижущая сила); С-постоянная составляющая генератора; Фн - магнитный поток обмотки независимого возбуждения.

При замкнутой цепи сварочный ток проходит через последовательную обмотку РО, создавая магнитный поток Фр, противоположно направленный магнитному потоку Фн. Результирующий поток Фрез представляет разность потоков:

Фрез = Фн- Фр .

С увеличением тока в сварочной цепи Фр будет увеличиваться, а Фрез, э. д. с. и напряжение на зажимах генератора -падать, создавая падающую внешнюю характеристику генератора.

Сварочный ток в генераторах этой системы регулируется реостатами Р и секционированием последовательной обмотки, т. е. изменением числа ампер-витков.

Отечественной промышленностью выпущены сварочные преобразователи ПСО-120, ПСО-500, ПСО-315М, ГД-502, укомплектованные генераторами с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой ГСО-120, ГСО-500, ГСО-800 и ГС-1000-ll. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по данной схеме, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики преобразователей ПСО-120, ГД-502, ПСО-500, ПСО-315М

Параметры	Тип преобразователя
	ПСО-120	ГД-502	ПСО-500	ПСО-315М
Тип генератора Номинальное напряжение, В Напряжение холостого хода, В Номинальная величина сварочного тока (при ПР-60%), А Мощность электродвигателя, кВт Напряжение питающей сети, В К. п. д. преобразователя, % Коэффициент мощности Исполнение Масса, кг	ГСО-120 25 48-65 120 30-120 4 220/380 46 0,88 Однокорпусный на колесах 155	- 40 90 500 15-500 - 220/380 62 - Однокорпусный 400	ГСО-500 40 55-90 500 120-600 28 220/380 59 0,9 Однокорпусный на колесах 540	- 32 80 315 115-315 17 220/380 - - Однокорпусный на колесах 310

Для получения жесткой внешней характеристики последовательные размагничивающие обмотки переключаются так, чтобы они действовали согласованно с обмоткой независимого возбуждения. По такой схеме работают сварочные преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500, с генераторами ГСГ-350 и ГСГ-500 соответственно. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по данной схеме, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические характеристики преобразователей ПСГ-350, ПСГ-500

Сварочные генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения

Отличительной особенностью сварочных генераторов с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения (рис. 1, б) является использование принципа самовозбуждения. Для этого имеются две обмотки возбуждения (НО и РО) - в результате э. д. с. генератора индуктируется магнитным потоком обмотки, присоединенной к щеткам генератора а и с. Напряжение между этими щетками почти постоянно по величине, поэтому магнитный поток Фн практически не меняется. Обмотка генератора НО называется обмоткой независимого возбуждения.

При сварке сварочный ток проходит через обмотку РО, включенную так, что ее магнитный поток Фр направлен против магнитного потока Фн обмотки независимого возбуждения. При увеличении тока в сварочной цепи возрастает размагничивающее действие последовательной обмотки РО, а напряжение генератора становится меньше, так как э. д. с, индуктируемая в обмотке якоря генератора, зависит от результирующего магнитного потока генератора.

При коротком замыкании магнитные потоки Фр и Фн равны, напряжение на зажимах сварочного генератора близко к нулю.

Падающая внешняя характеристика получается вследствие размагничивающего действия обмотки РО.

Плавное регулирование сварочного тока в генераторах этой системы осуществляется реостатами Р. Возможно также добавочное регулирование сварочного тока переключением витков сериесной обмотки возбуждения.

Схема допускает четырехполюсное исполнение генераторов, что позволяет упростить конструкцию и соответственно уменьшить массу.

По данной схеме работают наиболее распространенные преобразователи ПСО-300, ПСО-500, ПС-500 с генераторами ГСО-300, ГСО-500, ГС-500 и некоторые дргуие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.

Технические характеристики преобразователей ПСО-300, ПСО-500, ПС-500-11

Параметры	Тип преобразователя
	ПСО-300	ПСО-500	ПС-500-11
Тип генератора Номинальное напряжение, В Напряжение холостого хода, В Номинальный сварочный ток (при ПР-65%), А Пределы регулирования тока, А Тип электродвигателя Мощность электродвигателя Напряжение питающей сети, В К. п. д. преобразователя, % Коэффициент мощности (косинус «фи») Исполнение Масса, кг	ГСО-300 30 55-80 300 75-320 АВ-62-4 14 220/380 52 0,88 Однокорпусный на колесах 400	ГСО-500 40 60-90 500 120-600 А-72/4 28 220/380 55 0,86 Однокорпусный на колесах 940	ГС-500-11 40 60-90 500 120-600 А-72/4 28 220/380 55 0,86 Однокорпусный на колесах 940

Сварочные генераторы с расщепленными полюсами

У сварочных генераторов с расщепленными полюсами падающие внешние характеристики получаются в результате размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря). Генератор Г имеет четыре основных магнитных полюса N1, N2, S1, S2, и три группы щеток а, b, с на коллекторе. В отличие от рассмотренных генераторов, у которых северные и южные магнитные полосы чередуются между собой, у генераторов этой группы одноименные полюсы расположены рядом.

Каждую пару одноименных полюсов считаем одним, но расщепленным на два. Сварочные генераторы с расщепленными полюсами фактически являются двухполюсными. Вертикально расположенные полюсы называются поперечными, а горизонтальные - главными. Главные полюсы имеют вырезы для уменьшения площади поперечного сечения и всегда работают при полном магнитном насыщении, т. е. магнитный поток, создаваемый этими полюсами, при всех нагрузках остается неизменным. Магнитный поток полюсов, создаваемый обмотками НГ и НП, условно можно разделить на два потока Фг и Фп, замыкающиеся через определенные пары полюсов. Один магнитный поток имеет направление от северного полюса N1 к южному S1 и второй-от северного полюса N2 к южному S2. Э. д. с. якоря зависит от интенсивности магнитных потоков Фп и Фг. Чем интенсивнее магнитный поток, пересекаемый проводниками якоря, тем больше э. д. с.

При возбуждении электрической дуги через обмотку якоря проходит ток, который создает магнитный поток обмотки якоря (показан штриховыми линиями). Этот магнитный поток зависит от тока: чем меньше величина тока в обмотке якоря, тем меньше магнитный поток якоря. Магнитный поток якоря, который совпадает по направлению с магнитным потоком N2, S2 главных полюсов (направления магнитных потоков полюсов показаны стрелками), увеличивает его; направленный же в противоположную сторону магнитный поток уменьшает его.

Главные полюсы всегда работают при полном магнитном насыщении. Следовательно, магнитный поток якоря практически не может увеличить магнитный поток Фг, он может только уменьшить магнитный поток поперечных полюсов Фп. В момент короткого замыкания в сварочной цепи магнитный поток якоря имеет наибольшую величину и уменьшает результирующий магнитный поток до нуля, следовательно, э. д. с. генератора также равна нулю.

При отсутствии нагрузки в сварочной цепи (при холостом ходе) в обмотке якоря тока нет, магнитный, поток якоря также отсутствует, поэтому поток Фп и, следовательно, результирующий магнитный поток имеют наибольшую величину, а генератор - наибольшее напряжение. Таким образом, вследствие размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря) создается падающая внешняя характеристика.

По данной схеме (с расщепленными полюсами) в промышленности нашли применение преобразователи ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т с генераторами СГ-300М, СГ-ЗООМ-1, СГ-300Т и некоторые другие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.

Технические характеристики преобразователей ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т

Универсальные сварочные преобразователи

Для ручной дуговой сварки и сварки на автоматах, снабженных авторегуляторами напряжения, автоматически воздействующими на скорость подачи электродной проволоки, требуются источники питания с падающими внешними характеристиками. Для питания автоматов и полуавтоматов с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, в том числе для сварки в углекислом газе и порошковой проволокой CП-2, необходимы генераторы с жесткими внешними характеристиками. Поскольку на заводах и монтажных площадках механизированные методы сварки используются в сочетании с ручной дуговой сваркой, поэтому требуются универсальные источники, обеспечивающие как падающие, так и жесткие внешние характеристики. Для этой цели разработана конструкция универсального сварочного преобразователя ПСУ-300, генератор которого имеет одну обмотку возбуждения. Внешние характеристики в этом генераторе создаются с помощью триода ПТ, включенного в цепь обмотки возбуждения ОВ, и обратной связи по току нагрузки. Он является четырехполюсным генератором постоянного тока нормального исполнения. Его обмотка возбуждения ОВ размещена на четырех главных полюсах и питается от устройства управления, размещенного на корпусе преобразователя.

Сварочная цепь и цепь обмотки возбуждения связаны между собой стабилизирующим трансформатором Тр, предназначенным для обеспечения динамических свойств генератора.

Величину сварочного тока регулируют реостатом - регулятором ДП, установленным на передней стенке управления. По мере роста сварочного тока сопротивление триода возрастает, ток возбуждения уменьшается, уменьшается и э. д. с. генератора, т. е. характеристика получается падающей. При переключении цепей управления внешняя характеристика становится жесткой.

Основные технические данные универсальных преобразователей

Многопостовые сварочные преобразователи

Многопостовые сварочные преобразователи предназначены для одновременного питания нескольких сварочных постов. В промышленности используются многопостовые преобразователи ПСМ-1000, ПСМ-500. Преобразователь ПСМ-1000 имеет однокорпусное исполнение стационарного типа (рис. 1) и состоит из трехфазного асинхронного двигателя АВ-91-4 с короткозамкнутым ротором и шестиполюсного генератора СГ-1000 со смешанным возбуждением. Кроме шунтовой обмотки, на главных полюсах размещена последовательная обмотка для поддержания постоянного напряжения при увеличении нагрузки. Генератор имеет жесткую характеристику. Напряжение регулируется реостатом, включенным в цепь параллельной обмотки возбуждения.

Падающая внешняя характеристика, необходимая для ручной дуговой сварки, создается самостоятельно на каждом сварочном посту балластным реостатом типа РБ (этот реостат позволяет ступенчато изменять величину сварочного тока). Схема включения преобразователя ПСМ-1000 и балластных реостатов показана на рис. 2.

Основным недостатком многопостовых преобразователей является низкий к. п. д. сварочных постов. К преимуществам многопостовых преобразователей относятся: простота обслуживания, низкая стоимость оборудования, небольшая площадь для размещения оборудования и высокая надежность в эксплуатации.

Рис. 2. : А - амперметр, V - вольтметр, Ш - шунт, РР - реостат регулировочный, РБ - реостат балластный

Балластные реостаты

Балластный реостат служит для ступенчатого регулирования величины сварочного тока. Он состоит из нескольких элементов сопротивления, изготовленных из константановой проволоки с высоким омическим сопротивлением и включенных в сварочную цепь с помощью рубильников.

Схема наиболее распространенного балластного реостата РБ-300 показана рисунке. Балластным реостатом РБ-300 сварочный ток регулируется в пределах от 15 до 300 А.

Если для сварки требуется величина тока более 300 А, то следует включать параллельно два балластных реостата. При параллельном соединении двух реостатов сила тока увеличивается в 2 раза, т. е. для двух реостатов РБ-300 максимальный ток будет 600 А.

Сварочные агрегаты с двигателями внутреннего сгорания

При работе в полевых и монтажных условиях для питания сварочных постов используют сварочные агрегаты состоящие из двух основных агрегатов (независимо от их типа), сварочного генератора и двигателя внутреннего сгорания (дизельного или бензинового). Широкое распространение получили сварочные агрегаты АСБ, АДБ с бензиновыми двигателями и АСД, АДД с дизельными двигателями.

Сварочный агрегат АСБ-300. используется при ручной дуговой сварке постоянным током. Он состоит из двигателя внутреннего сгорания ГАЗ-МК (возможна комплек­тация и другим двигателем) и сварочного генератора ГСО-300, соединенных между собой эластичной муфтой. Двигатель и генератор смонтированы на металлической сварной раме, которая устанавливается на прицепе или в кузове автомашины Агрегат по конструкции может быть передвижной и стационарной установкой. Во время работы агрегат устанавливают в горизонтальное положение, боковые шторы снимают, а корпус генератора заземляют.

Сварочные агрегаты наиболее часто комплектуются генераторами с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой и с расщепленными полюсами. Характеристики некоторых типов агрегатов с генераторами, выполненными по указанным схемам, приведены в таблице.

ВНИИЭСО разработал новый сварочный агрегат типа АДД-304, предназначенный для ручной дуговой сварки, резки и наплавки металлов. Агрегат снабжен дистанционным регулятором сварочного тока, позволяющим регулировать ток на расстоянии до 20 м от источника питания.

Нижний предел регулирования сварочного тока 15 А, благодаря чему можно выполнять сварку тонколистового металла. С помощью пускового подогревателя обеспечивается легкий запуск дизеля при низкой температуре (-50°С).

Схема конструктивного исполнения сварочного агрегата АСБ-300: 1 - генератор; 2 - двигатель При включении генераторов на параллельную работу необходимо соблюдение следующих правил: генераторы должны быть одинаковых систем, с одинаковыми номинальными данными, с аналогичными внешними характеристиками; напряжение холостого хода должно быть одинаковым; сварочный ток должен быть отрегулирован на одну и ту же величину контроль осуществляется с помощью амперметров. Схема включения сварочных генераторов различных систем на параллельную работу показана на рисунке. При параллельной работе генераторов смешанного возбуждения, у которых последовательная обмотка действует согласованно с параллельной обмоткой возбуждения, зажимы генераторов должны быть соединены уравнительным проводом При параллельном соединении двух генераторов с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой их включают без уравнительного провода. Генераторы с параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками, а также с расщепленными полюсами включают по схеме перекрестного питания намагничивающих обмоток. : а - многопостовых; б - однопостовых с независимым возбуждением последовательной размагничивающей обмоткой; в - однопостовых с параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками; г - однопостовых с расщеплёнными полюсами; ШО - шунтовая обмотка; ПН - последовательная намагничивающая; НО - намагничивающая обмотка; НП - намагничивающая поперечных полюсов; НР - последовательная размагничивающая; НГ - намагничивающая дальних полюсов; Р - реостат; ГР - групповой рубильник; V - вольтметр; А - амперметр; Iн1 - Iн2 - токи нагрузки отдельных генераторов; Iнп - ток нагрузки при параллельном включении; U - напряжение холостого хода при параллельном включении. Обслуживание сварочных преобразователей При эксплуатации преобразователей на открытых строительных и монтажных площадках необходимо защищать их от атмосферных осадков, для чего следует делать навесы или специальные будки. Перед пуском преобразователей, длительное время находившихся на незащищенных от атмосферных осадков площадках, нужно проверить сопротивление изоляции обмоток. Особенно тщательного ухода требуют коллектор генератора, щетки и подшипники. Коллектор нужно содержать в чистоте и периодически очищать от пыли путем протирки чистой тряпкой, смоченной в бензине. При нормальном состоянии коллектор не должен иметь следов нагара. При появлении нагара необходимо выяснить причину его возникновения и устранить ее, а коллектор прошлифовать. Поврежденные или изношенные щетки следует заменить новыми и притереть их к коллектору, а образующуюся пыль удалить с помощью струи сжатого воздуха, после чего генератор включить на холостую работу для окончательной прошлифовки щеток. Смазку в шарикоподшипниках рекомендуется заменять 1-2 раза в год. После удаления смазки подшипники следует тщательно промыть бензином, протереть, просушить и снова заполнить смазкой. Необходимо следить за тем, чтобы в подшипники не попадала пыль и песок. При работе шум шарикоподшипников должен быть глухим, ровным без резких звуков. При работе преобразователя необходимо следить за его температурой, которая не должна превышать 90°С. Нужно избегать перегрузок генератора преобразователя, так как от этого сокращается срок его эксплуатации. Транзисторные источники питания Полупроводниковые транзисторные аппараты АП-4, АП-5 и АП-6 применяются для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом различных металлов и сплавов на постоянном или импульсном токе. Диапазон сварочного тока этих источников питания обеспечивает сварку металлов толщиной от десятков микрон до нескольких миллиметров. Аппараты обеспечивают надежное возбуждение и высокую стабильность горения сварочной дуги и имеют бесступенчатое регулирование сварочного тока. Транзисторные источники питания используются для сварки дугой, вращаемой в магнитном поле, а также для сварки сжатой дугой (плазменной сварки). Основные технические данные транзисторных источников питания приведены в таблице. Технические данные транзисторных источников питания На рисунке показаны блок-схема и внешние характеристики транзисторного источника питания типа АП. Работа транзисторных источников питания основана на принципе стабилизации и управления током дуги с помощью блока полупроводниковых триодов (транзисторов), включенных в сварочную цепь последовательно с выпрямителем. Регулирование величины сварочного тока осуществляется плавно и за счет изменения тока управления триодов. Электрическая схема обеспечивает стабильность сварочного тока при колебаниях напряжения питающей сети и изменения напряжения на дуге.