Сварочные генераторы

Сварочные генераторы

Сварочные генераторы входят в состав сварочных преобразователей и сварочных агрегатов.

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 — J св R г, 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.

Сварочный генератор с независимым возбуждением и размагничивающей обмоткой

Рис. 1 Схема сварочного генератора с независимым возбуждением и размагничивающей обмоткой

Отличительной особенностью такого генератора является то, что на магнитных полюсах расположены две обмотки возбуждения. Одна (намагничивающая) питается от постороннего источника тока (с независимым возбуждением), а по другой (размагничивающей) протекает сварочный ток.

Размагничивающая обмотка, играя роль сопротивления, включенного последовательно с дугой, обеспечивает падающую характеристику генератора, а при ее секционировании ступенчато регулирует величину тока.

Включение в работу всех витков размагничивающей обмотки дает ступень малых токов, а включение части витков — ступень больших токов.

Плавное регулирование сварочного тока осуществляется за счет изменения напряжения холостого хода, для чего служит реостат R в цепи намагничивающей обмотки. Увеличение сопротивления R приводит к снижению намагничивающего тока снижению потока намагничивания Фн, напряжения холостого хода генератора и, наконец, к уменьшению сварочного тока.

Генератор обеспечивает падающую внешнюю статическую характеристику только при вращении в одну сторону, указанную на корпусе стрелкой. В сварочных преобразователях необходимо контролировать правильное направление вращения электродвигателя до проведения сварки на холостом ходу.

Сварочный генератор с самовозбуждением и размагничивающей обмоткой

Главное отличие этого типа генераторов в том, что намагничивающая обмотка возбуждения питается не от постороннего источника, а от самого генератора. Поэтому они называются генераторами с самовозбуждением.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема и устройство магнитной системы четырех полюсного генератора с самовозбуждением

В коллекторных сварочных генераторах, кроме основных полюсов и обмоток, есть ещё две дополнительных полюса, на которых размещается по витку дополнительной последовательной обмотки. Это необходимо для компенсации магнитного потока реакции якоря и сохранения положения электрической нейтрали машины при изменении нагрузки.

Для нормальной работы генератора с самовозбуждением необходимо, чтобы напряжение, подаваемое на намагничивающую обмотку, не изменялось в процессе сварки, т.е. не зависело от режима сварки. С этой целью в генераторе установлена третья дополнительная щетка, которая располагается между двумя основными щетками.

Напряжение, питающее намагничивающую обмотку, оказывается независящим от сварочного тока. Падающая же характеристика генератора обеспечивается за счет размагничивающего действия размагничивающей обмотки, проявляющегося под второй половиной полюсов.

Особенность сварочных генераторов с самовозбуждением состоит в том, что их запуск возможен только при вращении якоря, в одном направлении, указанном стрелкой на торцевой крышке статора. Это связано с тем, что первоначальное возбуждение генератора при его запуске происходит благодаря остаточному намагничиванию полюсов.

При вращении якоря в противоположную сторону в обмотке возбуждения потечет ток обратного направления, который своим нарастающим магнитным полем в какой-то момент времени компенсирует остаточное намагничивание полюсов, т.е. суммарный магнитный поток под полюсами станет равным нулю. В этом случае для возбуждения генератора необходимо намагничивающую обмотку временно подсоединить к независимому источнику постоянного тока.

Вентильные сварочные генераторы

Сварочные генераторы этого типа появились в середине 70-х годов 20 века после освоения производства силовых кремниевых вентилей. В этих генераторах функцию выпрямления тока вместо коллектора выполняет полупроводниковый выпрямитель, на который подается переменное напряжение генератора.

В сварочных агрегатах применяются генераторы три типа конструкции генераторов переменного тока: индукторный, синхронный и асинхронный. В России сварочные агрегаты выпускаются с индукторными генераторами с самовозбуждением, независимым возбуждением и со смешанным возбуждением.

Рис. 3. Схема вентильного генератора с самовозбуждением

В индукторном генераторе неподвижная обмотка возбуждения питается постоянным током, но создаваемый ею магнитный поток имеет переменный характер. Он максимален при совпадении зубцов ротора и статора, когда магнитное сопротивление на пути потока минимально, и минимален при совпадении впадин ротора и статора. Следовательно, ЭДС наводимая этим потоком, тоже переменная.

Три рабочие обмотки расположены на статоре со сдвигом на 120°, поэтому на выходе генератора образуется трехфазное переменное напряжение. Падающая характеристика генератора получается за счет большого индуктивного сопротивления самого генератора. Реостат в цепи возбуждения служит для плавной регулировки сварочного тока.

Отсутствие скользящих контактов (между щетками и коллектором) делает данный генератор более надежным в эксплуатации. Кроме того, у него более высокий КПД, меньшие масса и габариты, чем у коллекторного генератора.

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема вентильного сварочного генератора типа ГД-312 с самовозбуждением

Для обеспечения работы на холостом ходу питание обмотки возбуждения осуществляется от трансформатора напряжения, а для питания ее в режиме короткого замыкания – от трансформатора тока. В режиме нагрузки – сварки – на обмотку возбуждения подается смешанный сигнал управления пропорциональный части выходного напряжения и пропорциональный току. Вентильные генераторы выпускаются марки ГД-312 и применяются для ручной сварки металлов в составе агрегатов типа АДБ.

Рис. 5. Принципиальная схема сварочного генератора ГД-4006

В России выпускают несколько конструкций многопостовых агрегатов с количеством постов от 2х до 4х. На рынке представлены универсальные агрегаты для нескольких способов сварки или сварки и плазменной резки. В частности агрегат АДДУ-4001ПР.

Формирование искусственных ВСХ агрегата АДДУ-4001ПР обеспечивается тиристорным силовым блоком с микропроцессорным управлением. Более широкие технологические возможности обеспечивает применение в агрегатах инверторных силовых блоков, как например в агрегате Vantage 500.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Устройство сварочных генераторов

Автономный сварочный генератор (САГ) – незаменимое устройство при необходимости ремонта или сборки металлоконструкций на удалении от линий электроснабжения, например, при авариях на трубопроводах. Принцип работы и устройство таких генераторов просты и мало отличаются от обычных бензогенераторов.

Устройство САГ

Принцип работы автономного генератора – преобразование механической энергии бензинового двигателя в сварочный ток. Источником тока является асинхронный (щеточный) генератор, но ряд требований к характеристикам сварочного тока приводят к появлению в конструкции специфических элементов.
Сварочный аппарат должен обеспечивать падающую вольтамперную характеристику: напряжение на электроде должно резко снижаться в момент розжига дуги. Простейшая схема сварочного генератора для обеспечения падающей ВАХ реализуется посредством последовательного возбуждения: одна из обмоток возбуждения (размагничивающая) включается в цепь якоря таким образом, чтобы она создавала магнитное поле противоположной полярности относительно основной обмотке возбуждения (намагничивающей). Таким образом до возникновения дуги возбуждение обеспечивается только основной обмоткой, в момент розжига суммарная намагниченность сердечника падает, снижая напряжение на выходе генератора.
Недостаток такого устройства – в сильной нагрузке на щеточный узел коллектора. Более совершенными являются вентильные генераторы, где для выпрямления тока используется не коллектор генератора, а полупроводниковый выпрямитель. Кроме того, их принцип работы позволяет обойтись без коллектора, так как намагничивание ротора обеспечивает неподвижная обмотка возбуждения, уложенная в паз по окружности сердечника ротора. Крутизну вольтамперной характеристики на вентильных генераторах регулируют варьированием тока возбуждения.
Развитие силовых полупроводниковых схем позволило создать инверторные сварочные генераторы. Фактически они представляют собой обычный электрогенератор, к выходу которого подключен сварочный инвертор. Регулировка напряжения на выходе инвертора обеспечивается изменением скважности высокочастотных импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером преобразователя: чем выше скважность (отношение длины импульса к его периоду), тем выше напряжение, создаваемое преобразователем.

Преимущества инверторных сварочных генераторов

Принцип работы инверторного преобразователя позволяет создавать значительно более совершенные конструкции:

• Возможность произвольного регулирования скважности ШИМ-контроллера дает возможность задавать любую необходимую форму кривой вольтамперной характеристики, реализовывать различные режимы работы: форсаж дуги (увеличение тока в момент розжига, облегчающее работу с ржавым и загрязненным металлом), VRD (снижение напряжения холостого хода для обеспечения электробезопасности при сварке в условиях высокой влажности) и так далее.
• Использование высокооборотных генераторов позволяет снизить затраты меди на обмотки, массу генератора в сборе: если в генераторах классической схемы сварочный ток протекает через сами обмотки генератора, то в инверторных – только через вторичную обмотку трансформатора и выпрямитель инвертора.

Двигатель сварочного генератора

Для привода генератора, как правило, используются карбюраторные бензиновые двигатели благодаря их простоте и легкости запуска при низких температурах, на сварочных генераторах высокой мощности устанавливаются и дизельные моторы.
Бензиновый двигатель распространенных сварочных генераторов – это одноцилиндровый агрегат мощностью от 8 до 13 лошадиных сил, аналогичный используемым на мотоблоках и обычных бензогенераторах. Запуск двигателя осуществляется тросовым стартером, для облегчения ручного проворота коленвала в конструкцию двигателя вводится автоматический декомпрессор – устройство, приоткрывающее выпускной клапан при низких оборотах распределительного вала и снижающее таким образом давление в конце такта сжатия.
Дроссельная заслонка управляется центробежным регулятором – при уменьшении оборотов происходит автоматическое увеличение степени открытия дросселя. На дизельных сварочных генераторах центробежный регулятор встроен непосредственно в топливный насос и регулирует цикловую подачу топлива. Такой принцип работы имеет один большой недостаток: двигатель вынужден постоянно работать на высоких оборотах даже без нагрузки, так как снизить их не дает регулятор. В инверторных генераторах оборотами двигателя управляет электронная схема, сбрасывающая их до холостых при простое и поднимающая во время работы для обеспечения требуемой мощности сварочного тока. Благодаря этому не только снижается расход топлива, но и сберегается ресурс двигателя.

Помогите с проблемой генератора и инверторной сварки

• 
• Новичок
• Cообщений: 7

Купил бенз. генератор Эндресс 40 б.у(2.6квт оптим и 3.1мах.)- так вот на нём как выяснилось были накручены хол. обороты и он выдаёт 350 вольт вместо 220 в— (когда покупал подключил инверторную сварку и на мал токе довольно сносно варил 3кой)—а когда замерили что большая напруга, убавил винтом обороты до вольтажа в 220— итог стал ели варить на 80 ну или слабо варит!— вопрос такой если снова накрутить обороты—что сгорит? и сварка и генератор? и можно ли как то малость всё оптимизировать может трансформатором каким? Была возможность за те же деньги купить и 5.5 квт гену— но вес в 88 кг его мне не натаскать с машины в гараж! поэтому выбирал именно до 50 кг и для мелких хоз.нужд а не на полную катушку варить круглосуточно! Помогите кто реально знает и волокёт в таком вопросе!

Сообщение отредактировал Илария: 14 Октябрь 2015 22:34

#2 chiefset

• Участник
• Cообщений: 83

• Город: Архангельск

вопрос такой если снова накрутить обороты—что сгорит? и сварка и генератор? и можно ли как то малость всё оптимизировать может трансформатором каким?

Инвертор — устройство на полупроводниковых элементах. Которые подбираются под максимальные параметры напряжения и тока. Конечно, их еще выбирают с определенным запасом, чтобы в каждой точке не защищать защитным элементом.

По напряжению — возможно и выдержит, но за проектировщика отвечать никто не будет, если только не разбирать. не составлять схему и не делать выводы. В схеме при определенных моментах могут возникнуть переходные «перенапряжения», и запаса по напряжению может не хватить в определенный момент.

Про ток — по току Вы варили может не под максимальный режим сварки, вот по току тоже все пока прошло без повреждений, приведших к отказу элемента. Хотя повлиять на состояние могло. Это основные параметры, но могут быть измениться и иные параметры работы элементов. Частоты преобразования, скорости нарастания токов (напряжений).

Трансформатор между генератором и инвертором не поможет.

Сообщение отредактировал Илария: 14 Октябрь 2015 13:49

Всего лишь любитель в сварке.

#3 chiefset

• Участник
• Cообщений: 83

• Город: Архангельск

(когда покупал подключил инвектр.сварку и на мал токе довольно сносно варил 3кой)—а когда замерили что большая напруга убавил винтом оборы до вольтажа в 220— итог стал ели варить на 80 ну или слабо варит!— !

Вполне закономерно. Что при расчетном режиме при 220 Вольт при выставлении ручки на 80 Ампер могло быть совсем не 80 Ампер, а повыше, этак 120 и для 3-ки вполне нормально. Привели работу к номиналу. и ток стал 80 Ампер, что для тройки уже «мало».
Для у генератора тоже есть свои параметры, тоже свой регулятор. Вот как работает Ваш генератор — не знаю. Должен быть регулятор оборотов, и регулятор на поддерживание напряжения еще. Если напряжение повышается до 350, то наверно регулятора напряжения или нет, или работает не так.

Всего лишь любитель в сварке.

#4 Klez

• 
• Banned
• Cообщений: 139

• Город: Подольск

Полную марку гены скажите.

#5 pavel83

• 
• Участник
• Cообщений: 2 255

• Город: Деревня

#6 коско

• 
• Новичок
• Cообщений: 7

полная марка гены
Endress ESE 40 BS

#7 чукча

• 
• Banned
• Cообщений: 141

А сколько вы хотели? Это нормально, так и должно быть от генератора 2,6 кВт. Для большего нужно либо черпалку энерхии непосредственно из космосу, либо генератор мощнее. Либо инвертор с PFC, он от этого же генератора выдаст чуть больше, может ампер 90-100.

были накручены хол. обороты и он выдаёт 350 вольт вместо 220 в—

.

— вопрос такой если снова накрутить обороты—что сгорит? и сварка и генератор?

Самое странное — это что у вас инвертор почему-то сразу не сдох.

Сообщение отредактировал чукча: 14 Октябрь 2015 22:56

#8 чукча

• 
• Banned
• Cообщений: 141

Это потому что у инверторов чем выше входное напряжение, тем меньше потребляемый ток. А для генератора именно ток самое критичное.

#9 Colin

• 
• Новичок
• Cообщений: 18

меряй напряжение на генераторе когда идет сварка. возможно там уже не 220 а на 150-180в проседает. вот потому и накрутили.

#10 коско

• 
• Новичок
• Cообщений: 7

всё понял! а есть ивектора pfc? что такое? как раз тогда подойдёт для слабенького гены?

#11 коско

• 
• Новичок
• Cообщений: 7

возможно ли какой нибудь выход со слабым генератором? трансформатор значит не поможет? (если скажем чуть больше оборотов добавить скажем до 250-280 а трансформатор понижал бы но зато току прибавилось бы чуть чуть?)

#12 Rust_eze

• Город: Иркутская обл. г.Усолье-Сибирское

Если генератор слабый, то он слабый! Прибавив обороты, вы прибавляете частоту выходной сети. Но выходное напряжение от этого не изменится, оно так и будет проседать.

Я сам имею дело с генераторами, и уже знаю, что обороты сильно не падают под нагрузкой, так как моторы стоят с запасом по мощности, а вот просадка напряжения зависит от самого генератора Может он вытянуть возложенную нагрузку на него или нет.

Раз на высоких оборотов сварочник варит, значит обмотка генератора в порядке, а вот что на малых не варит, это уже какая то не исправность в самом генераторе! Но в первую очередь — точно определите обороты двигателя, а уже потом все остальное!

• 2

#13 коско

• 
• Новичок
• Cообщений: 7

да объясните мне почему когда накручиваешь обороты— напряжение повышается до 340-350в ? так и должно быть? я только обороты так ему и выставил по замеру напряжение в розетки 230в( работает чётко ровно на таких малых—без вибраций считай как у кит.ген)— но варить тяжелей ему становиться!—-кто то сказал что как сварочный инвектор у тебя не сгорел на больших вольтах?!

#14 chiefset

• Участник
• Cообщений: 83

• Город: Архангельск

да объясните мне почему когда накручиваешь обороты— напряжение повышается до 340-350в ? так и должно быть? я только обороты так ему и выставил по замеру напряжение в розетки 230в( работает чётко ровно на таких малых—без вибраций считай как у кит.ген)— но варить тяжелей ему становиться!—-кто то сказал что как сварочный инвектор у тебя не сгорел на больших вольтах?!

Если взять синхролный генератор, то проще пояснить. В таковой машине ЭДС вырабатывается воздействием магнитного поля ротора на обмотки статора. При этом электродвижущая сила (котоаря вызывает напряжение) такой машины (да и вообще, как явление) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля (точнее потокосцепления). Магнитное поле создается током в обмотке ротора. Если ток в обмотке не изменяется, то скорость изменения магнитного потокосцепления также прямопропорционально скорости вращения ротора. Скорость вращения ротора — это и есть обороты.

Чтобы регулировать напряжение на выводах статора под обороты соотв. меняется и ток в роторе. Поэтому вопрос к регулятору напряжения.
В асинхронных процесс ЭДС зависит тоже от тока в роторе, но который зависит от тока с статоре. Для асинхронного генератора нужна емкостная нагрузка, чтобы он возбуждался.
ну и это только элементы влияния на напрядение.

Всего лишь любитель в сварке.

#15 Rust_eze

• Город: Иркутская обл. г.Усолье-Сибирское

Я же объяснил, что система у данного генератора безщеточная, с использование колебательного контура (дополнительной обмотки в статоре, намотанной под 90 градусов относительно основной и конденсатора) эта система не регулирует напряжение, и прямиком зависит от оборотов и емкости конденсатора! Чем больше оборотов тем выше напряжение, чем больше емкость конденсатора (при тех же оборотов индуктора),тем выше напряжение.

У генераторов с электронным управлением (как на машине регулятор напряжения), нет зависимости от оборотов, напряжение всегда стабильно, меняется только частота.

По тому и говорю, что в первую очередь нужно точно выставить обороты коленвала, соответствующим прибором, а уже потом смотреть сколько вольт на выходе, и решать что делать дальше!

И правильно сказал, так как у полупроводниках и конденсаторов в аппарате есть свой допустимый придел по напряжению. И в данном случае указанное вами напряжение для них опасна, может произойти пробой и последует дорогой ремонт аппарата!

Агрегат сварочный Урал-260 (Lister Petter LPW2)

Агрегат сварочный малогабаритный
30-260А, ПН-100%, на раме, вес 340 кг. Приводной двигатель Lister Petter LPW2 (дизель, жидкостное охл., 18 л.с.).

Возможна поставка со вспомогательным источником питания (4 кВт, 220В, 50 Гц).

Агрегат предназначен для питания одного поста ручной дуговой сварки при автономной работе в полевых условиях.

— сварочный генератор повышенной частоты;
— регулирование тока высокочастотным транзисторным ключом;
— плавное бесступенчатое (в том числе дистанционное) регулирование тока во всем диапазоне на расстоянии до 20 м;
— ограничение напряжения холостого хода;
— форсирование тока короткого замыкания;
— защита от прилипания электрода;
— функция «горячий старт», позволяющая в начале процесса сварки кратковременно повысить сварочный ток;
— выбор наклона вольтамперной характеристики от 0,4 В/А (для сварки электродами с целлюлозным видом покрытия) до 1 В/А (для сварки электродами с основным видом покрытия);
— точное поддержание установленного тока сварки;
— защита электронных блоков от перегрева;
— реле сброса оборотов двигателя в перерывах между сваркой;
— степень защиты от воздействия окружающей среды IP23.

В агрегате установлены сварочный генератор и блок управления нового поколения, не имеющие аналогов в России. Благодаря этому достигнуты высокие сварочные свойства.

Агрегат рекомендуется для сварки неповоротных стыков труб нефте- и газопроводов, и других ответственных конструкций.

Температура эксплуатации от -40 до +40°С.

Параметры и технические характеристики

Другая информация из этого раздела:

Здесь Вы можете отправить свою заявку на любое интересующее Вас оборудование или задать вопрос, не отходя от Вашего компьютера. Обязательные для заполнения поля отмечены звездочкой (*).