Generadors de soldadura
Els generadors de soldadura formen part dels convertidors de soldadura i les unitats de soldadura.
Un convertidor de soldadura conté un motor elèctric trifàsic de conducció, un generador de soldadura de corrent continu i un dispositiu de control de corrent de soldadura.
Un soldador conté un motor d'accionament de combustió interna, un generador elèctric de soldadura de CC i un dispositiu de control de corrent de soldadura.
Generadors de soldadura Es divideixen pel disseny de col·lectors i vàlvules i pel principi de funcionament en generadors autoexcitats i excitats de manera independent.
Generadors de soldadura de col·lector amb excitació independent utilitzats en convertidors de soldadura, la producció dels quals al nostre país es va suspendre als anys 90 del segle XX, però encara estan en funcionament en algunes organitzacions.
Actualment, altres tipus de generadors formen part de les màquines de soldadura.
Generadors col·lectors per a soldadura
Els generadors de col·lectors són màquines de corrent continu que contenen un estator amb pols magnètics i bobinatges, i un rotor amb bobinatges els extrems dels quals condueixen a les plaques col·lectores.
Quan el rotor gira, els girs del seu bobinatge creuen les línies de força del camp magnètic i en elles EMF induït.
Els raspalls de grafit fan contacte mòbil amb les plaques col·lectores. Els raspalls de la màquina es troben al neutre elèctric (geomètric) del col·lector, on l'EMF en els girs canvia de direcció. Si moveu els raspalls del neutre, la tensió del generador disminuirà i la commutació de les bobines es produirà sota tensió, que en els generadors de soldadura sota càrrega farà que el col·lector es fongui molt ràpidament per un arc elèctric.
L'EMF als raspalls del generador de soldadura és proporcional flux magnèticcreat pels pols magnètics E2 = cF, on F és el flux magnètic; c és la constant del generador, determinada pel seu disseny i en funció del nombre de parells de pols, el nombre de voltes en el bobinat de l'induït, la velocitat de gir de l'induït.
Tensió de sortida del generador sota càrrega U2 = E2 — JсвRr, on U2 — tensió de sortida dels terminals del generador sota càrrega; Jw - corrent de soldadura; Rg és la resistència total de la secció de l'induït en el generador i els contactes del raspall.
Per tant, la característica estàtica externa d'aquest generador cau lleugerament. Per obtenir una característica estàtica externa de caiguda forta als generadors de col·lectors, s'aplica el principi de desmagnetització interna de la màquina, que és proporcionada per la bobina de desmagnetització de l'estator. Si cal obtenir una característica estàtica externa rígida, s'utilitza un bobinat d'estator magnetitzador.
Generador de soldadura excitat independentment amb bobina de desmagnetització
Arròs. 1 Esquema d'un generador de soldadura amb excitació independent i bobina desmagnetitzadora
Una característica distintiva d'aquest generador és que dues bobines magnètiques es troben als pols magnètics. Un (magnetització) s'alimenta per una font d'alimentació externa (excitada de manera independent) mentre que l'altre (desmagnetització) s'utilitza per al corrent de soldadura.
La bobina de desmagnetització, que actua com una resistència connectada en sèrie amb l'arc, proporciona una característica de caiguda del generador i, quan es divideix, ajusta el corrent per esglaons.
La inclusió de totes les espires de la bobina de desmagnetització en funcionament dóna una etapa de corrent baixa, i la inclusió d'una part de les espires dóna una etapa de corrent alta.
L'ajust suau del corrent de soldadura es realitza canviant la tensió del circuit obert, per al qual s'utilitza el reòstat R al circuit de magnetització de la bobina. Un augment de la resistència R comporta una disminució del corrent de magnetització, una disminució del flux de magnetització Fn, la tensió de circuit obert del generador i, finalment, una disminució del corrent de soldadura.
El generador proporciona una característica estàtica externa de caiguda només quan gira en una direcció, indicada per una fletxa a la carcassa. Amb els convertidors de soldadura, cal comprovar el sentit de gir correcte del motor elèctric abans de soldar a ralentí.
Generador de soldadura d'arrencada automàtica amb bobina desmagnetitzadora
La principal diferència entre aquest tipus de generadors és que la bobina de camp magnètic no és alimentada per una font externa, sinó pel propi generador. Per tant, s'anomenen generadors autoexcitats.
Arròs. 2. Esquema i disposició del sistema magnètic d'un generador autoexcitat de quatre pols
En els generadors de soldadura de col·lectors, a més dels pals i bobines principals, hi ha dos pols addicionals, sobre els quals es col·loca una bobina de sèrie addicional al llarg del gir. Això és necessari per compensar el flux magnètic de la reacció de l'induït i per mantenir la posició de neutralitat elèctrica de la màquina quan la càrrega canvia.
Per al funcionament normal d'un generador autoexcitat, és necessari que la tensió aplicada a la bobina de magnetització no canviï durant el procés de soldadura, és a dir. no depèn del mode de soldadura. Amb aquesta finalitat, s'instal·la un tercer raspall addicional al generador, que es troba entre els dos raspalls principals.
La tensió que subministra la bobina de magnetització resulta ser independent del corrent de soldadura. La característica de caiguda del generador es produeix a causa de l'efecte desmagnetitzant de la bobina desmagnetitzadora, que es produeix sota la segona meitat dels pols.
Una característica dels generadors de soldadura autoexcitats és que només es poden iniciar quan l'armadura es gira en una direcció, indicada per la fletxa a la coberta de l'extrem de l'estator. Això es deu al fet que l'excitació inicial del generador al seu inici es deu a la magnetització residual dels pols.
Quan l'induït gira en sentit contrari, circularà un corrent invers a la bobina d'excitació, que amb el seu camp magnètic creixent en un moment determinat compensa la magnetització residual dels pols, és a dir. el flux magnètic total per sota dels pols serà zero. En aquest cas, per excitar el generador, cal connectar temporalment la bobina de magnetització a una font independent de corrent continu.
Generadors de soldadura de vàlvules
Els generadors de soldadura d'aquest tipus van aparèixer a mitjans dels anys 70 del segle XX després del desenvolupament de la producció de vàlvules de silici de potència. En aquests generadors, la funció de corregir el corrent en comptes del col·lector la realitza un rectificador semiconductor, al qual es subministra la tensió alterna del generador.
A les unitats de soldadura s'utilitzen generadors de tres tipus de construcció d'alternadors: inductor, síncron i asíncron. A Rússia, els dispositius de soldadura es produeixen amb generadors d'excitació d'inducció mixta, autoexcitants i independents.
Arròs. 3. Esquema d'un generador de vàlvules amb autoexcitació
En un generador d'inductor, la bobina de camp estacionària s'alimenta de corrent continu, però el flux magnètic creat és de naturalesa variable. És màxima quan coincideixen les dents del rotor i de l'estator, quan la resistència magnètica en el recorregut del flux és mínima, i és mínima quan coincideixen les cavitats del rotor i l'estator, per tant, la FEM induïda per aquest flux també és variable.
Tres bobinatges de treball amb un desplaçament de 120 ° es troben a l'estator, de manera que es genera una tensió alterna trifàsica a la sortida del generador. La característica de caiguda del generador s'obté a causa de la gran resistència inductiva del propi generador. El reòstat del circuit d'excitació s'utilitza per ajustar sense problemes el corrent de soldadura.
L'absència de contactes lliscants (entre els raspalls i el col·lector) fa que aquest generador sigui més fiable en el seu funcionament. A més, té una eficiència més alta, menys pes i dimensions que el generador de col·lectors.
Arròs. 4. Esquema d'un generador de soldadura tipus vàlvula del tipus GD-312 amb autoexcitació
Per garantir el funcionament sense càrrega, la bobina d'excitació és subministrada per un transformador de tensió i per subministrar-la en mode de curtcircuit mitjançant un transformador de corrent. En el mode de càrrega - soldadura - s'aplica a la bobina d'excitació un senyal de control mixt proporcional a la part de la tensió de sortida i proporcional al corrent. Els generadors de vàlvules es fabriquen sota la marca GD-312 i s'utilitzen per a la soldadura manual de metalls com a part dels blocs ADB.
Arròs. 5. Esquema del generador de soldadura GD-4006
A Rússia, es produeixen diversos dissenys d'unitats de múltiples posicions amb un nombre de posicions de 2x a 4x. Hi ha unitats universals al mercat per a diversos mètodes de soldadura o soldadura i tall per plasma. En particular, el mòdul ADDU-4001PR.
La formació d'una unitat VSH artificial ADDU-4001PR és proporcionada per una unitat d'alimentació de tiristor amb control de microprocessador. Les possibilitats tecnològiques més àmplies es proporcionen mitjançant l'ús d'unitats de potència inversores en unitats, com ara la unitat Vantage 500.