Сварочный преобразователь состоит из асинхронного двигателя и генератора постоянного тока, собранных в одном корпусе.

Ротор двигателя и якорь генератора находятся на одном валу. Преобразователь установлен на раме или на колесах.

Генераторы, комплектующие сварочные преобразователи, работают по схемам, показанным на рис. 1.

Генератор с независимой обмоткой возбуждения и размагничивающей последовательной обмоткой (рис. 1,в). Независимая обмотка 1, питающаяся от сети переменного тока через селеновый выпрямитель, создает магнитный поток, индуктирующий на щетках генератора напряжение, необходимое для возбуждения дуги. Падающую характеристику создает размагничивающая обмотка 2, поток которой направлен встречно потоку обмотки 1. Регулирование сварочного тока производится переключением числа витков последовательной обмотки: зажим а - диапазон больших токов, зажим б - диапазон малых токов. В пределах каждого диапазона сварочный ток плавно регулируется реостатом R.

По этой схеме выполнены преобразователи ПСО-120, ПСО-ЗООА, ПД-303, ПСО-500, ПСО-800, ПС-1000-III, АСО-2000.

Генератор с параллельной обмоткой возбуждения и размагничивающей последовательной обмоткой (рис. 1,б). Магнитные полюса этого генератора должны иметь остаточный магнетизм, поэтому их изготовляют из ферромагнитной стали.

Параллельная обмотка возбуждения 1 питается от щеток а - с; магнитный поток этой обмотки индуктирует на щетках а - в напряжение, необходимое для зажигания дуги. Напряжение на щетках а - с не меняется в течение всех стадий сварочного процесса (холостой ход, горение дуги, короткое замыкание). Последовательная обмотка 2 при горении дуги размагничивает генератор, создавая падающую характеристику. Регулирование сварочного тока производится так же, как и в генераторе, описанном выше.

По этой схеме выполнены преобразователи ПД-101, ПС-300-1, ПСО-300М, ПС-500.

Генераторы, построенные по этой схеме, устанавливают на агрегатах с двигателями внутреннего сгорания.

Генератор с расщепленными полюсами (рис. 1,в). На магнитных полюсах этого генератора имеются только параллельные обмотки 1, одна из которых регулируется. Напряжение на щетках а -с не меняется в течение всех стадий сварочного процесса. Падающая характеристика создастся размагничивающим действием потока (реакции) якоря, направленным навстречу магнитному потоку регулируемой обмотки.

Сварочный ток регулируют реостатом R в цепи обмотки возбуждения. В преобразователях этого типа довоенного выпуска (СМГ-2. СУГ-2А, СУГ-2Б и др.) грубая регулировка тока осуществлялась сдвигом щеток: большие токи - сдвиг против вращения якоря, малые токи - сдвиг по вращению.

По этой схеме выполнены преобразователи ПС-300М, ПС-ЗООМ-1, ПС-300Т. В эксплуатации находится значительное количество преобразователей, выпущенных до войны и в послевоенный период: СМГ-2А, СМГ-2Б, СУГ-2А, СУГ-2Б, СУГ-2р и др.

Технические характеристики однопостовых преобразователей приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики однопостовых сварочных преобразователей с падающей характеристикой

Характеристика	Преобразователи с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой
Характеристика	ПШ-120	ПСО-300А	ПД-303	ПСО-500	П СО-800	AСO-2000	ПС-1000-III
Тип генератора	ГСО-120	ГСО-300А	-	ГСО-500	ГСО-800	СГ-1000-II	ГС-1000-III
Номинальный сварочный ток, А	120	300	300	500	800	1000X2	1000
Напряжение холостого хода, В	48-65	55-80	65	58-86	60-90
	30-120	75-300	80-300	125-600	200-800	300-1200X2	300-1200
	7,3	12,5	10,0	28,0	55	56,0	55,0
	2900	2890	2890	2930		1460	1460
К. п. д. преобразователя, %	55	60	-	59	57	59	60
	1055	1015	1052	1275		4000	1465
длина			508	770		935	770
ширина	550	590
высота	730	980	996	1080		1190	910
Масса, кг	155	400	331	540	1040	4100	1600

Характеристика	Преобразователи с самовозбуждением: и последовательной размагничивающей обмоткой				Преобразователи с расщепленными полюсами
Характеристика	ПД-101	ПС-300-1	псо-зоом	ПС-500	ПС-300М	СУГ-2р-у
Тип генератора	ГД-101	ГСО-300	ГСО-ЗООМ	ГС-500	СГ -300Л1	СМГ-2Г-Ш
Номинальный сварочный ток, А	125	300	300	500	300	300
Напряжение холостого хода, В	80	75	60	62-80	72
Пределы регулирования сварочного тока, А	15-135	75-320	100-300	120-600	80-340	45- 320
Мощность преобразователя, кВт	7,5	14,0	17,0	28,0	14,0	12,0
Скорость вращения якоря, об/мин	2910	1450	2910	1450	1450	1460
КПД преобразователя, %	60	70	70	55	57	58
Габаритные размеры, мм: длина		1026	1120	1400	1200	1G20
ширина		590	600	770	755	626 1080
высота		838	780	1100	1180	626 1080
Масса, кг	222	430	350	940	570	550

Примечание. Для всех преобразователей ПР 65%; для ПД-303 и ПСО-ЗООМ - 60%.

Введение:

Виды сварки.

Электросварка.

Схема металлической сварочной дуги.

Специальная часть:

Сварочный преобразователь.

Схема сварочного преобразователя ПСО-500.

Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя ПСО-500.

Схема генератор с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

Сварочный выпрямитель.

Принцип работы сварочного выпрямителя.

Понятие об устройстве сварочноготрансформатора и регулятора.

Электрическая Схема (а) и магнитная система (б) трансформатора СТН в однокорпусном

Включение, регулирования и выключение сварочного преобразователя.

Эксплуатация:

Правила безопасности при эксплуатации сварочных преобразователей.

Мероприятия по технике безопасности противопожарной технике во время эксплуатации трансформаторов.

Заключение.

Литература.

Технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), и/или пластическом деформировании.

Сварка применяется для соединения металлов и их сплавов, термопластовво всех областях производства и в медицине.

При сварке используются различные источники энергии: электрическая дуга, электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение,ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время проводить сварку не только в условиях промышленных предприятиях, но в полевых и монтажных условиях (в степи, в поле, в открытом море и т. п.), под водой и даже в космосе. Процесс сварки сопряжен с опасностью возгораний; поражений электрическим током; отравлений вредными газами; поражением глаз и других частей тела тепловым, ультрафиолетовым, инфракрасным излучением и брызгами расплавленного металла.

Виды сварки

Сварка трением.

Сварка трением, образование сварного соединения при такой разновидности сварки давлением происходит при взаимном перемещении свариваемых изделий относительно друг друга при действии на них давления.

Точечная сварка.

Точечная сварка - это один из видов контактной электросварки металлов. При точечной сварке, детали нагреваются электрическим током в месте контакта и сдавливаются (не во всех случаях). А основной тип соединения - нахлесточное сварное соединение, поэтому точечная сварка получила широкое распространение в автомобильной промышленности, при ремонте автомобилей, для изготовления штампованных конструкций.

Контактная сварка.

Контактная сварка - это один из термомеханических классов сварки, при котором сварное соединение образуется в результате нагрева свариваемых изделий и последующей пластической деформации места соединения под действием сжимающего усилия.

Лазерная сварка.

Лазерная сварка - это один из самых технологичных методов сварки, по плотности мощности он не уступает электронно-лучевой сварке, но при этом не требует построения вакуумной камеры. Лазерную сварку проводят в среде защищенных газов или на воздухе. В отличие от электрической дуги и электронного луча, на лазерный луч не влияют магнитные поля - это обеспечивает более стабильное формирование сварочного шва.

Электродуговая сварка.

Дуговая сварка - источником теплоты для нагрева и плавления металла в таком виде сварки является электрическая дуга, которая возникает между свариваемым металлом и электродом. Теплота электрической воздействует на кромки свариваемых деталей, электродный металл плавится - образуется сварочная ванна. При затвердении металла в сварочной ванне создается сварное соединение. Для создания электрической дуги используются специальные источники постоянного или переменного тока

Электросварка.

При дуговой электросварке источником тепла является электрическая дуга. Сварочная дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами в газообразной среде, который сопровождается выделением большого количества теплоты и света.

При сварке по способу Бенардоса одним электродом является уголь, другим - свариваемый металл. При сварке по способу Славянова одним электродом является металлический расплавляющийся пруток, другим - свариваемый металл. Электроды присоединяют проводами к источникам питания - сварочной машине.

Возбуждение - зажигание дуги - производится мгновенным соприкосновением электродов с последующим их разведением. В момент короткого замыкания возникший в цепи ток быстро разогревает электроды в местах их контакта. При отодвигании одного из электродов они расплавляются в месте контакта и пространство между ними заполняется парами металла. Действием дуги свариваемый металл расплавляется на ту или иную глубину, называемую глубиной провара. Металл электрода, расплавляемый в дуге, переносится в ванну основного металла в виде капель различной величины. При высокой температуре паров металла ионизация пространства между электродами получается настолько значительной, что небольшого напряжения между электродами (порядка 50 В) достаточно для образования электрического разряда.

Для поддержания устойчивого разряда - дуги - необходима беспрерывная ионизация дугового промежутка. Эта ионизация обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательного электрода (катода). Свободные электроны, находящиеся на поверхности отрицательного электрода в беспорядочном движении, при высоких температурах под действием электрического поля вылетают за пределы катода. Движущиеся от катода электроны сталкиваются в дуговом промежутке с молекулами паров и газов и расщепляют их на положительные и отрицательные - ионы и электроны.

Число вырывающихся из катода электронов увеличивается и сообщаемая им кинетическая энергия возрастает с увеличением напряжения на электродах. При достаточном напряжении на дуге взаимная бомбардировка катода положительными ионами и анода отрицательными ионами и электронами переводит кинетическую энергию этих частиц в тепловую. Выделение тепловой и световой энергии электродами в сварочной дуге происходит неравномерно. В связи с этим температура анода выше температуры катода. Температура в осевой части столба дуги достигает 6000°С.

Рис.1. Схема металлической сварочной дуги: 1 - электрод; 2 - наплавленный металл; 3 - основной металл; 4 - кратер; 5 - глубина проплавления

При прохождении тока через дуговой промежуток (при установившейся дуге) напряжение горения дуги (15-35 В) будет ниже напряжения зажигания (55-60 В). Величина напряжения дуги зависит от теплового состояния дугового промежутка, от степени его ионизации и, главным образом, от длины дуги. Чем короче дуга, тем меньше напряжение. Сварочную дугу можно питать постоянным и переменным током. Дуга, питаемая переменным током, менее устойчива вследствие того, что ток в ней при нормальной частоте 50 периодов 100 раз в секунду меняет свое направление, и в эти моменты при малой ионизации дугового промежутка дуга может обрываться. Для повышения устойчивости дуги, питаемой переменным током, применяют ионизирующие покрытия на электродах и наложение токов высокой частоты на дугу.

При сварке металлическим электродом по способу Н. Г. Славянова расплавляемый дуговой металл электрода в виде капель переходит в ванну расплавленного основного металла, перемешивается и кристаллизуется в ней после остывания, образуя сварной шов. Сварку по Славянову можно производить на постоянном токе при прямой и обратной полярности и на переменном токе. Схема металлической сварочной дуги представлена на рис. 1.

studfiles.net

Сварочный преобразователь.

Сварочный преобразователь представляет собой комбинацию электродвигателя переменного тока и сварочного генераторапостоянного 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.

Рис.1 Схема сварочного преобразователя ПСО-500

2-Электродвигатель

3-Вентелятор

4-Катушки полюсов

5-Якорь полюсов

6-Коллектор

7-Токо съемники

8- Маховичок для регулирования тока

9-сварочные клеммы

10-Амперметр

11-Пакетный выключатель

12-Коропка пускарегулирующей и контрольной аппаратуры преобразователя

Однопостовой сварочный преобразователь состоит из двух машин: из приводного электродвигателя 2 и сварочного генератора 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 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 при помощи 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 выключателем 11. Плавное регулирование величины тока возбуждения и регулирование режима работы сварочного генератора производят реостатом в цепи независимого возбуждения маховичком8. С помощью перемычки, соединяющей дополнительный зажим 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 500 А), не 2эекомендуется, 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 выполняют 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 преобразозателя 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.

Для пояснения принципа работы сварочного преобразователя рассмотрим упрощенную электрическую схему преобразователя ПСО-500 (рис. 2). Асинхронный электродвигатель 1 с коротко-замкнутым ротором имеет три обмотки статора, включенные по схеме «звезда» (380 в). Пакетный выключатель 2 служит для включения электродвигателя в сеть трехфазного переменного тока напряжением 380 в. Четырех полюсный сварочный генератор 8 имеет обмотку 5 независимого возбуждения и последовательную размагничивающую обмотку 7, обеспечивающую падающую внешнюю характеристику генератора. Обмотки 5 и 7 расположены на разных полюсах. Независимая обмотка возбуждения 5 питается постоянным током от селенового выпрямителя 4, включенного в сеть питания обмоток электродвигателя через стабилизатор напряжения (однофазный трансформатор) 3 и включается одновременно с пуском электродвигателя.

Сварочный ток регулируется реостатом 6, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения 5. Величина тока измеряется амперметром 9. Сварочная цепь подключается к зажимам доски 10, на которой имеется перемычка, переключающая секции последовательной обмотки 7 на два диапазона сварочного тока: до 300 а и до 500 а. Конденсаторы 11 устраняют радиопомехи, возникающие при работе преобразователя.

(Рис.2) Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя ПСО-500

1- Асинхронный электродвигатель

2- Пакетный выключатель

3- Стабилизатор напряжения

4- Селеновый выпрямитель

5-обмотка независимым возбуждением

6- Регулируемый реостат

7- Последовательная размагничивающая обмотка

8- Четырех полюсный сварочный генератор

9-Амперметр

10- зажимы доски

11- Конденсаторы

Принципиальная электрическая схема сварочного генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

На рис.3 Дана схема генератора ГСО-500 с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой. Намагничивающая обмотка независимого возбуждения питается током от отдельного источника (сети переменного тока через полупроводниковый селеновый выпрямитель), а размагничивающая включена последовательно с обмоткой якоря так, что создаваемый ею магнитный поток Фр направлен навстречу магнитному потоку Фнв обмотки возбуждения. Ток Iнв в обмотке возбуждения, а следовательно, и величину магнитного потока Фнв в ней можно плавно изменять с помощью реостата R. Последовательная размагничивающая обмотка обычно секционирована, что позволяет применять ступенчатое регулирование сварочного тока изменением числа действующих ампер-витков в обмотке. Напряжение холостого хода генератора определяется током в обмотке независимого возбуждения. При увеличении сварочного тока Iсв возрастает магнитный поток Фр в размагничивающей обмотке, который, действуя встречно потоку Фнв обмотки независимого возбуждения, уменьшает напряжение в сварочной цепи, создавая падающую внешнюю характеристику генератора (рис. 146).

Изменяют внешние характеристики регулированием тока в обмотке независимого возбуждения и переключением числа витков размагничивающей обмотки. По этой схеме работают сварочные генераторы преобразователей ПСО-120, ПСО-800. Для получения жесткой внешней характеристики последовательные размагничивающие обмотки переключаются так, чтобы они действовали согласованно с обмоткой независимого возбуждения. По такой схеме работают генераторы преобразователей ПСГ-350 и ПСГ-500.

(Рис.3)схема Генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой.

studfiles.net

Изучаем сварочный преобразователь

Сварочный электрический преобразователь представляет собой совокупность генератора постоянного тока и электрического двигателя постоянного тока. В процессе работы происходит преобразование сетевой электроэнергии переменного тока в механическую энергию электрического двигателя. В результате вращения генераторного вала она преобразуется в электрическую энергию постоянного тока, используемого для сварки. Преобразователь имеет относительно небольшой КПД, а из-за присутствия вращающихся элементов в сравнении с выпрямителем он считается менее надежным. Но для строительно-монтажных работ применение генераторов имеет свои преимущества. Например, если сравнивать с прочими источниками, они менее чувствительны к сетевым колебаниям напряжения.

Устройство

Устройство сварочного электрического преобразователя: электрический приводной двигатель, генератор, вырабатывающий сварочный ток. Из-за того, что конструкция генератора для сварки включает вращающиеся элементы, надежность и КПД устройства ниже, чем у стандартных трансформаторов, выпрямителей.

Рабочие узлы преобразователя сварочного оборудования, пускорегулирующая аппаратура в том числе, размещены в одном корпусе. Отличают передвижные агрегаты и преобразователи (для осуществления строительно-монтажных работ), стационарные посты (используются на производствах). Они имеют немного разные характеристики.

Принцип работы

Принцип работы механизма ПСО-500 предоставляет возможность вырабатывать постоянный, переменный ток. Достаточно часто в производственных цехах используются именно преобразователи марки ПСО-500, так как они характеризуются высокой технической производительностью, надежностью.

Особенности установки

В основе устройства используется генератор марки ГСО-500, назначение которого – вырабатывать постоянный электрический ток.
Два рабочих режима: до 300 А и 500 А.
Ротор электромотора, якорь генератора оборудованы на одном валу. Между ними размещена крыльчатка вентилятора, обеспечивающая эффективное охлаждение механизма.
Пакетник, выполняющий функцию запуска устройства, и реостат, регулирующий рабочий процесс, размещены в едином блоке, закрепленном на корпусе установки.
Для регулировки сварочного тока используется реостат, который подключен к цепи обмотки возбуждения.

Преобразователь сварочный модели ПСО-500 смонтирован на колесном шасси, имеет небольшой вес. Благодаря этим характеристикам установка является достаточно мобильной и может использоваться на строительных площадках.

Техника безопасности

При использовании преобразователей нужно соблюдать требования по технике безопасности для электроустановок:

корпус обязательно должен быть заземлен; работы, связанные с подключением агрегата к электросети, должен производить исключительно профессиональный электрик;
учитывая, что оборудование подключается к источнику питания с напряжением 220/380 В, двигательная клеммная коробка должна быть закрыта и надежно изолирована.

Несмотря на то что сварочные преобразователи расходуют больше электрической энергии из-за низкого КПД, наличия механических связей, сварочный ток всегда стабильный независимо от перепадов сетевого напряжения. Это предоставляет возможность выполнять сварные швы высокого качества.

Также необходимо соблюдать в процессе работы со сварочным преобразователем следующие требования:

обязательное заземление корпуса установки;
на клеммах двигателя напряжение в 380/220 В считается опасным, они обязательно должны быть надежно изолированы, прикрыты. Соединительные работы осуществляются опытным электриком, у которого есть допуск к работам с высоким напряжением;
на клеммах генератора при нагрузке напряжение составляет 40 В, на холостом ходу напряжение генератора марки ГСО-500 может увеличиваться до 85 В. В процессе эксплуатации оборудования в закрытых помещениях с повышенной влажностью, при наличии пыли, на открытом воздухе, при повышенных температурах окружающей среды (более 30 градусов), токопроводящем половом основании, выполнении сварки материалов на конструкциях, сделанных из металла, напряжение более 12 В представляет опасность для человеческой жизни.

Сергей Одинцов

electrod.biz

Pereosnastka.ru

Сварка металлов

Устройство некоторых сварочных преобразователей

Преобразователь ПСО-500. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки, а также механизированной сварки под слоем флюса. Преобразователь состоит из сварочного генератора постоянного тока и трехфазного асинхронного электродвигателя. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном стрелкой на щите генератора.

Генератор работает по схеме независимого возбуждения с последовательной размагничивающей обмоткой. Имеет четыре основных магнитных полюса. На двух полюсах размещены катушки независимой обмотки возбуждения (нама!ничивающей), выполненные большим числом витков из тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной обмотки возбуждения (размагничивающей), выполненные малым числом витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет два добавочных магнитных полюса.

В коробке, смонтированной на корпусе преобразователя, помещен блок питания независимой обмотки возбуждения, регулировочный реостат, амперметр, пакетный выключатель для запуска и остановки электродвигателя преобразователя. Блок питания независимой обмотки возбуждения состоит из однофазного понижающего трансформатора 220/80 В и селенового выпрямителя, включенного по однофазной мостовой (двухполупериодной) схеме.

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 300 А, до 500 А. Доска выходных зажимов имеет четыре зажима. К зажимам минус (-) и плюс (+) присоединяют сварочные провода. Плюсовой зажим соединяется перемычкой с зажимом 300 А или с зажимом 500 А - так получают два диапазона токов. Плавная регулировка тока в обоих пределах осуществляется регулировочным реостатом.

Аналогичное устройство имеет сварочный преобразователь ПД-501.

Нельзя путать преобразователи ПСО-500, ПД-501 с преобразователем ПСГ-500, предназначенным для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа. Все эти преобразователи выполнены в одном базовом корпусе и внешне похожи друг на друга. Преобразователь ПСГ-500 имеет жесткую внешнюю характеристику, поэтому использование его для ручной сварки покрытыми электродами невозможно. Различать преобразователи очень просто по доске выходных зажимов. Преобразователь ПСГ-500 имеет всего два выходных зажима: минусовый (-) и плюсовый (+).

Преобразователь ПСО-300. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном стрелкой на щите генератора.

Генератор преобразователя работает по схеме параллельного возбуждения с последовательной размагничивающей обмоткой. Имеет четыре основных магнитных полюса. На двух полюсах размещены катушки параллельной обмотки возбуждения (намагничивающей), выполненные большим числом витков из тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной обмотки возбуждения (размагничивающей), выполненные малым числом витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет два добавочных магнитных полюса.

Рис. 1. Доска выходных зажимов ттагобразователя ПСО-500

В коробке, смонтированной на корпусе преобразователя, помещен регулировочный реостат, амперметр, пакетный выключатель для запуска и остановки электродвигателя преобразователя.

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 180 А, до 300 А. Доска зажимов имеет четыре зажима. Ступенчатая и плавная регулировка тска осуществляются аналогично преобразователю ПСО-500.

Преобразователь 11Д-305. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном на торце преобразователя. Преобразователь состоит из вентильного генератора постоянного тока, трехфазного асинхронного электродвигателя, аппаратуры управления.

Вентильный генератор представляет собой индукторный генератор повышенной частоты со встроенным выпрямительным блоком. В пазах статора индукторного генератора размещена силовая трехфазная обмотка якоря. Обмотка возбуждения крепится к корпусу генератора и размещается между двумя зубчатыми пакетами ротора (индуктора) генератора. Выпрямительный блок генератора собран из кремниевых вентилей по трехфазной мостовой схеме.

В коробке управления преобразователя помещена пускорегули-рующая аппаратура: переключатель для запуска и остановки электродвигателя, переключатель диапазонов сварочного тока, блок питания обмотки возбуждения генератора (трансформатор напряжения, трансформатор тока, выпрямитель).

Преобразователь имеет два диапазона сварочного тока - до 150 А, до 350 А, которые обеспечиваются переключением трехфазной обмотки якоря генератора. Плавная регулировка тока внутри диапазонов осуществляется дистанционно при помощи регулировочного реостата, подключаемого к коробке управления.

Преобразователь ПСМ-1000-4. Предназначен для одновременного питания нескольких постов ручной сварки, которые подключаются к преобразователю параллельно через балластные реостаты. Нормальная работа преобразователя возможна только при направлении вращения, указанном на щите генератора.

Генератор преобразователя работает по схеме смешанного возбуждения. Имеет четыре основных магнитных полюса. Катушки параллельной и последовательной обмоток возбуждения размещены на всех полюсах. Катушки параллельной обмотки имеют большое число витков из тонкого провода, катушки последовательной обмотки- малое число витков из толстого провода (шины). Для обеспечения нормальной коммутации генератор имеет четыре дополнительных полюса.

Для плавного регулирования напряжения генератора служит регулировочный реостат, включенный в цепь параллельной обмотки возбуждения генератора.

Регулировка сварочного тока на каждом сварочном посту осуществляется ступенчато при помощи балластного реостата. Все ступени реостата при помощи рубильников могут соединяться между собой параллельно. С увеличением числа включаемых ступеней уменьшается общее сопротивление балластного реостата, а сварочный ток увеличивается, и наоборот.

Балластный реостат. Является регулируемым омическим сопротивлением состоит из нескольких ступеней. В сварочную цепь балластный реостат включается последовательно с дугой в рассечку провода, идущего на электрод. Каждая ступень балластного реостата включается в сварочную цепь при помощи рубильника, расположенного на передней стенке реостата. Здесь же на табличке приведена ориентировочная величина сварочного тока в зависимости от числа включенных ступеней.

Элементы ступеней сопротивлений реостата изготовляют из жаростойкой фехралевой проволоки прямоугольного или круглого сечения и выполняют в виде спирали.

Балластные реостаты выпускаются на номинальные токи 200, 315, 500 А. Некоторые марки балластных реостатов: РБ-200, РБ-201, РБ-300, РБ-301, РБ-302, РБ-500, РБ-501. Принципиальная схема балластного реостата изображена на рис. 31.

Если требуется величина тока большая, чем та, на которую рассчитан реостат, то два балластных реостата можно включать параллельно.

Преобразователь ПСУ-500. Конструктивно выполнен аналогично преобразователю ПСО-500. Является универсальным. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки, для механизированной сварки под слоем флюса, для механизированной сварки в среде углекислого газа.

Генератор преобразователя имеет как падающие, так и жесткие внешние характеристики. Возбуждение генератора независимое с последовательной размагничивающей обмоткой.

Генератор имеет четыре основных магнитных полюса и два дополнительных. На двух основных полюсах размещены катушки независимой (намагничивающей) обмотки возбуждения, выполненные большим числом витков тонкого провода. На двух других основных полюсах размещены катушки последовательной (размагничивающей) обмотки возбуждения.

Для получения падающей внешней характеристики преобразователя используются независимая (намагничивающая) и последовательная (размагничивающая) обмотки возбуждения, а также часть витков обмотки дополнительных полюсов генератора.

Для получения жесткой внешней характеристики преобразователя часть витков последовательной (размагничивающей) обмотки возбуждения отключаются, но включается полное число витков обмотки дополнительных полюсов.

Переключение внешних характеристик осуществляется пакетным переключателем и присоединением сварочных кабелей к двум соответствующим зажимам на клеммной доске.

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.

Устройство сварочного электрического преобразователя: электрический приводной двигатель, генератор, вырабатывающий сварочный ток. Из-за того, что конструкция включает вращающиеся элементы, надежность и КПД устройства ниже, чем у стандартных трансформаторов, выпрямителей.

Но преобразователи при этом имеют свое преимущество – вырабатывают сварочный ток, практически не зависящий от сетевых перепадов напряжения. Их целесообразнее всего использовать в случае повышенных требований к качеству сварочных работ.

Принцип работы

Особенности установки

В основе устройства используется генератор марки ГСО-500, назначение которого – вырабатывать постоянный электрический ток.
Два рабочих режима: до 300 А и 500 А.
Ротор электромотора, якорь генератора оборудованы на одном валу. Между ними размещена крыльчатка вентилятора, обеспечивающая эффективное охлаждение механизма.
Пакетник, выполняющий функцию запуска устройства, и реостат, регулирующий рабочий процесс, размещены в едином блоке, закрепленном на корпусе установки.
Для регулировки сварочного тока используется реостат, который подключен к цепи обмотки возбуждения.

Преобразователь сварочный модели ПСО-500 смонтирован на колесном шасси, имеет небольшой вес. Благодаря этим характеристикам установка является достаточно мобильной и может использоваться на строительных площадках.

Техника безопасности

корпус обязательно должен быть заземлен; работы, связанные с подключением агрегата к электросети, должен производить исключительно профессиональный электрик;
учитывая, что оборудование подключается к источнику питания с напряжением 220/380 В, двигательная клеммная коробка должна быть закрыта и надежно изолирована.

Также необходимо соблюдать в процессе работы со сварочным преобразователем следующие требования:

обязательное заземление корпуса установки;
на клеммах двигателя напряжение в 380/220 В считается опасным, они обязательно должны быть надежно изолированы, прикрыты. Соединительные работы осуществляются опытным электриком, у которого есть допуск к работам с высоким напряжением;
на клеммах генератора при нагрузке напряжение составляет 40 В, на холостом ходу напряжение генератора марки ГСО-500 может увеличиваться до 85 В. В процессе эксплуатации оборудования в закрытых помещениях с повышенной влажностью, при наличии пыли, на открытом воздухе, при повышенных температурах окружающей среды (более 30 градусов), токопроводящем половом основании, выполнении сварки материалов на конструкциях, сделанных из металла, напряжение более 12 В представляет опасность для человеческой жизни.