В зависимости от технологического процесса, а именно марки свариваемого металла и типа покрытия электрода для сварки, работы выполняются или при переменном, или при постоянном токе. Постоянный ток от переменного выгодно отличается тем, что дуга горит намного стабильней. Это означает, что процесс сварки вести легче, причём можно проводить процесс сварки даже на маленьких токах. Для стабилизации тока используется преобразователь для сварки, трансформатор.

Размещение источников для проведения сварочных работ может быть индивидуальным или централизованным. При групповом размещении оборудование размещают на расстоянии около 30 - 40 метров от поста, а сами источники питания ставят на минимальном расстоянии от сварщика.

Понятие сварочного преобразователя.

Преобразователь для сваркиявляется комбинацией электродвигателя с переменным током и специального сварочного агрегата с постоянным током. В преобразователе электрическая энергия из сети переменного тока переходит в механическую энергию электродвигателя устройства, вал генератора вращается, в результате чего образуется постоянный электрический ток. КПД преобразователя не очень велик, а также в них есть вращающиеся части, в результате чего они менее надежны в своем использовании и не так удобны.

Однако, отметим, что при строительно-монтажных работах использование преобразователей более приоритетно, так как они менее чувствительны к колебаниям напряжения в сети. Для питания сварочной дуги постоянным током используется как передвижные, так и стационарные преобразователи.

Сварочный преобразователь имеет в себе две части - приводной электродвигатель и сварочный генератор, что объединены под одним корпусом.

Якорь преобразователя и его ротор располагаются на общем валу, подшипники которого закрепляются на корпусе крышки преобразователя. Также, на валу между электродвигателем и генератором располагается вентилятор, что охлаждает всю систему и защищает ее от перегрева. Работа преобразователя основана на электромагнитной индукции.

Стационарные и передвижные преобразователи.

Итак, сварочные преобразователи могут быть стационарными или передвижными. Посты для сварки изделий стационарного вида располагают в небольших сварочных кабинах. Как правило, стационарные посты располагают для сварки небольших изделий.

Передвижные посты применяют для сварки достаточно больших конструкций: водо- и нефтепроводов, металлоконструкций и т.д. При этом для защиты рабочих от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, распространяющихся от сварочной дуги, устанавливают щиты высотой около полутора метров, их выполняют из несгораемых материалов.

Сварочные преобразователи рационально использовать при больших объемах сварочных работ.

Сварочный преобразователь создает постоянный ток для сварки, а сама величина постоянного тока регулируется при помощи балластных реостатов. Передвижные сварочные посты используются обычно при монтаже и проведении ремонтных работ. При этом сварочный преобразователь устанавливается в прицепы или закрытые автомобили, они снабжены рубильниками, которые потом подключаются к оборудованию.

Правила безопасности при работе с преобразователями.

При эксплуатации преобразователя нужно знать следующие правила работы с этими устройствами:

• На клеммах устройства напряжение составляет 380/220 вольт, поэтому ни при каких условиях клеммы не должны быть закрыты. Заметим, что все подключения со стороны высокого напряжения в преобразователе должны осуществляться электриком, имеющим право на проведение этого типа работ.
• Корпус преобразователя всегда должен быть надежно заземлен.
• Напряжение на клеммах генератора в 40 В на холостом ходу может повысится до 85 В. При наличии токопроводящего пола, работе при высокой температуре воздуха, высокой степени влажности, пыли, напряжение выше 12 В может быть опасно для жизни работников.
• При повышенной влажности помещения, наличия токопроводящего тока и других факторов, повышающих вероятность поражения током, необходимо использовать резиновые перчатки, ботинки с резиновой подошвой.
• Лицо и глаза рабочих должны быть всегда защищены с помощи шлемов и щитков.

Делая заключение, можно сказать, что преобразователь используется для превращения переменного тока в постоянный посредством перехода энергии из одного состояния в другое. Нужно учитывать опасность преобразователей и принимать необходимые меры по защите рабочих от опасности поражения рабочих электрическим током.

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 .

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 Ф р направлен навстречу магнитному потоку Ф нв обмотки возбуждения. Ток I нв в обмотке возбуждения, а следовательно, и величину магнитного потока Ф нв 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 I св возрастает магнитный поток Ф р в размагничивающей обмотке, который, действуя встречно потоку Ф нв 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.

Для преобразования переменного тока в постоянный служат одно- и многопостовые сварочные преобразователи. Однопостовые преобразователи (табл. 3), питающиеся от электрической сети, представляют собой машины, состоящие из электродвигателя, выключаемого в электрическую цепь, и электросварочного генератора, питающего сварочную дугу постоянным током. Обычно ротор двигателя и якорь генератора помещаются на общем валу, иногда на отдельных валах, которые соединяются муфтами. Электродвигатель и генератор помещены в общий корпус.

Схемы сварочных генераторов. Падающие внешние характеристики сварочных генераторов и ограничение тока короткого замьжания достигаются соответствующими электрическими схемами генераторов.

Наибольшее распространение получили генераторы, работающие по следующим схемам:
– с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой (ПСО-500, ПД-501);
– с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения (их называют также генераторами с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой ПС-500-П); с расщемленными полюсами.

Сварочный генератор с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой имеет две обмотки возбуждения. Одна обмотка создает поток независимого возбуждения и получает питание от постороннего источника постоянного тока. Сила тока в цепи независимого возбуждения регулируется реостатом. Вторая обмотка возбуждения включена в сварочную цепь.последовательно, поэтому величина ее магнитного потока зависит от сварочного тока. Обмотка независимого возбуждения (рис. 16) подсоединена к главным щеткам а и с, напряжение между которыми не меняется с изменением нагрузки генератора, поэтому магнитный поток этой обмотки (Фь) постоянный. Размагничивающая последовательная обмотка включена в электрическую цепь таким образом, что ее магнитный поток Фс направлен против магнитного потока Ф&. Следовательно, чем больший ток проходит по сварочной цепи, тем больше магнитный поток Фс и меньше магнитный результирующий поток и напряжение на зажимах генератора. В момент короткого замыкания магнитный поток последовательной обмотки становится равным магнитному потоку обмотки независимого возбуждения, поэтому напряжение на зажимах генератора приближается к нулю. Падающая характеристика сварочного генератора получается за счет действия размагничивающей последовательной обмотки возбуждения.

Рис. 16. Схема сварочного генератора с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой

Рис. 17. Принципиальная электрическая схема сварочного генератора с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмоткой возбуждения
Г - генератор; Р - реостат; НО - обмотка независимого возбуждения; РО - размагничивающая обмотка

Отличительной особенностью генераторов с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения является использование в них принципа самовозбуждения (рис. 17). Одна из обмоток генератора питается от третьей щепки Ь. Эта обмотка включена параллельно якорю и поэтому называется обмоткой параллельного возбуждения. При сварке ток проходит через обмотку РО, магнитный поток которой ФР направлен против магнитного потока ФН обмотки независимого возбуждения. Напряжение между основными щетками а и с постоянно по величине, поэтому магнитный поток ФН практически не меняется. При увеличении тока в сварочной цепи возрастает размагничивающее действие последовательной обмотки РО и напряжение генератора уменьшается, так как ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря, зависит от результирующего магнитного потока генератора. При коротком замыкании магнитные потоки ФР и ФН равны, и напряжение на зажимах генератора близко к нулю. Падающая внешняя характеристика обеспечивается за счет размагничивающего действия обмотки РО. Сварочный ток у таких генераторов можно регулировать реостатом в цепи возбуждения и переключением витков обмотки возбуждения. Генератор с самовозбуждением практически работает как генератор с независимым возбуждением.

Генератор с расщепленными полюсами имеет два северных и два южных полюса. Причем одноименные полюса в нем размещены рядом. Этим он отличается от обычных генераторов, у которых северные и южные полюса чередуются между собой. Расположенные рядом одноименные полюса можно рассматривать как один полюс, расщепленный на части. Одна пара полюсов называется главной, другая - поперечной. Главные полюса имеют небольшое сечение, поэтому сердечники сильно насыщены магнитным потоком. Поперечные полюса, наоборот, имеют большое сечение и не насыщены. Магнитный поток, создаваемый одной половиной проводников якоря, направлен по линии главных полюсов и подмагничивает их. Однако вследствие сильного насыщения магнитной цепи реакция якоря оказывает незначительное влияние на величину главного потока. Поэтому ЭДС, индуктируемая в группе проводников между щетками а и с (рис. 18), изменяется незначительно. Магнитный поток второй половины проводников якоря направлен навстречу потоку поперечных полюсов и размагничивает их. При определенном значении тока якоря поперечный поток может быть не только равен нулю, но даже может изменить свое направление на обратное. Следовательно, ЭДС между щетками с и b не будет постоянной по величине и направлению. Сварочный ток в генераторах с расщепленными полюсами регулируется изменением токов возбуждения обмоток главных и поперечных полюсов или изменением числа витков этих обмоток.

Рис. 18. Принципиальная схема генератора с расщепленными полюсами
1,2 - намагничивающие обмотки соответственно главных, и поперечных полюсов; 3- генератор

Многопостовые сварочные преобразователи. Эти преобразователи предназначены для одновременного питания постоянным током нескольких сварочных постов. Преимущества и-х перед однопостовыми заключаются в меньших расходах на ремонт и обслуживание (из расчета на единицу полезной мощности), в меньших производственных площадях и более надежной эксплуатации. Многопостовой генератор представляет собой машину постоянного тока смешанного возбуждения. Чтобы не сказывалось влияние работы одного поста на работу другого, напряжение на зажимах многопостового генератора не должно меняться с переменой нагрузки, т. е. внешняя характеристика должна быть жесткой. Падающая характеристика на сварочном 1досту создается включением последовательно в сварочные цепи балластных реостатов. Силу тока поста регулируют изменением сопротивления реостата.

В настоящее время выпускаются многопостовые сварочные преобразователи типа ПСМ-1000, предназначенные для одновременного питания девяти сварочных постов с максимальным током одного поста 200А или шести постов с током 300А. Преобразователь снабжается шестью балластными реостатами РБ-300. При параллельном включении балластных реостатов ток сварочного поста может быть существенно увеличен.

Универсальные сварочные преобразователи. Такие преобразователи обеспечивают получение падающих и жестких внешних характеристик. Преобразователь типа ПСУ-500 снабжен четырехполюсным сварочным генератором с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой, которая дает возможность получить крутопадающие внешние характеристики генератора. При отключенной последовательной обмогке возбуждения генератор имеет жесткие внешние характеристики.

Параллельно соединяются генераторы (рис. 19) только одного типа и с одинаковыми внешними характеристиками. Они должны иметь равные напряжения холостого хода и сварочный ток и соединяться одноименными зажимами, После включения генераторов на параллельную работу необходимо установить одинаковую нагрузку у обеих машин. При параллельной работе двух генераторов с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками, а также генераторов с расщепленными полюсами используют перекрестное питание их цепей возбуждения. Генераторы, у которых последовательная и параллельная обмотки возбуждения действуют согласованно, клеммы на щитках генераторов должны быть соединены между собой уравнительным проводом. Без этого параллельная работа может стать неустойчивой в связи с возможным нарушением распределения‘нагрузЛи между генераторами.

Рис. 19. Схемы включения сварочных генераторов на параллельную работу
а - одпопостовых с независимым возбуждением и последовательной размагни чивающей обмоткой; б - однопостовых с параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками; НО - намагничивающая обмотка; ПР - последовательная размагничивающая обмотка; Р - реостат; ГР- групповой рубильник; V - вольтметр; А - амперметр; iH1 и £н2 - токи нагрузки отдельных генераторов; £нп- ток нагрузки при параллельном включении; U - напряжение холостого хода при параллельном включении

Эксплуатация сварочных преобразователей. От правильного ухода за сварочными преобразователями во многом зависит надежность и долговечность их работы (табл. 4). Во время обслуживания сварочного генератора в первую очередь нужно следить за коллектором, щетками, щеткодержателями и подшипниками. При нормальном состоянии у коллектора нет следов нагара. С коллектора необходимо систематически удалять пыль чистой тряпкой, смоченной в бензине. Щетки следует регулярно осматривать и изношенные своевременно заменять. Шум шарикоподшипников должен быть глухим, ровным, без щелчков и резких звуков. Преобразователи, установленные на монтажных площадках, необходимо защищать от дождя и снега. Однако при этом нельзя нарушать нормальное охлаждение машины - входные и выходные отверстия для прохода воздуха закрывать нельзя. Это приведет к перегреву обмоток.

Сварочные выпрямители. С помощью полупроводниковых элементов сварочные выпрямители (табл. 5) преобразуют переменный ток в постоянный. Выпрямитель состоит. из понижающего трансформатора, выпрямительного блока и дросселя, включенного в цепь постоянного тока (рис. 20). Выпрямители по сравнению со сварочными преобразователями имеют ряд существенных преимуществ: в них отсутствует стадия превращения электрической энергии в механическую, а затем снова в электрическую, что обеспечивает более высокий КПД; нет больших вращающихся масе, подшипников, коллектора, что дает возможность выпрямителю практически работать бесшумно и упрощает его эксплуатацию. Мощность холостого хода, как правило, меньше, чем у преобразователя.

Преимущества выпрямителей позволяют им в ближайшее время стать в сварочном производстве основными преобразователями переменного тока в постоянный. Однако полностью отказаться от преобразователей пока нельзя. Выпрямители по сравнению с преобразователями чувствительны к колебаниям напряжения питающей сети и климатическим условиям.

В сварочных выпрямителях применяют селеновые и кремниевые полупроводниковые элементы. Селеновые элементы благодаря большей перегрузочной способности и дешевизне используются больше, несмотря на меньший КПД, чем у кремниевых.

В сварочных выпрямителях получили распространение мостовые схемы выпрямления - однофазная двух-полупериодная и трехфазная. Чаще применяется трехфазная схема, которая дает более устойчивое горение сварочной дуги, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и при этом полнее используется трансформатор сварочного выпрямителя.

В трехфазной мостовой схеме выпрямления вентили подключены к шести плечам моста. В каждый данный момент ток проводят только два плеча, соединенные через нагрузку последовательно. В трехфазной схеме выпрямляются обе полуволны переменного напряжения во всех трех фазах, что значительно уменьшает пульсацию Еыпрямленного напряжения.

Сварочные выпрямители с падающей внешней характеристикой (ВСС, ВКС, ВД-101, ВД-301) применяются для ручной и автоматической сварки под флюсом и для дуговой сварки в аргоне. Малоамперная дуга при сварке в аргоне имеет падающую вольт-амперную характеристику. Для питания малоамперной дуги создаются выпрямители по двум схемам. В первом случае до силового выпрямительного блока в схему включен дроссель насыщения, во втором - в сварочную цепь входит полупроводниковый триод (транзистор).

Но второй схеме изготавливаются транзисторные источники питания типа АП, в которые входят трехфазные понижающие трансформатор и дроссель насыщения и выпрямительный блок, собранный по трехфазной схеме. В цепь дуги включен полупроводниковый регулятор сварочного тока, собранный из десяти параллельно соединенных германиевых триодов. Падающая характеристика получается за счет дросселя насыщения.

Изготавливаются также сварочные выпрямители с жесткими и пологопадающими внешними характеристиками (ВС, ВСК, ИПП), предназначенные для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах, под флюсом и открытой дугой. Некоторые из них применяются также для автоматической сварки вольфрамовым электродом.

Кроме выпрямителей с одним видом внешней характеристики выпускаются универсальные выпрямители типа ВДУ, которые позволяют получать падающие внешние характеристики (ручная дуговая сварка покрытыми электродами и сварка под флюсом) и жесткие (механизированная сварка в защитных газах плавящимся электродом).

Промышленностью выпускаются также многопостовые сварочные выпрямители типа ВКСМ, имеющие жесткую внешнюю характеристику. Падающая характеристика и регулирование сварочного тока обеспечиваются балластными реостатами. В качестве выпрямляющего устройства применяют блок с кремниевыми элементами. Выпрямители типа ВКСМ-1000 используются для одновременного питания до 6 сварочных постов, ВКСМ-1600 -до 9, а ВКСМ-3000 - до 18 постов ручной дуговой сварки. Выпрямитель ВКСМ-3000 можно включать на 18 или 9 сварочных постов.

Pис. 20. Схема сварочного выпрямителя с пологопадающей внешней характеристикой
1 - трехфазный трансформатор; 2 - дроссель; 3 - выпрямитель

Рис. 21. Схема работы двух сварочных выпрямителей, соединенных параллельно

На рис. 21 показана схема работы сварочных выпрямителей, соединенных параллельно.

Эксплуатация сварочных выпрямителей. При получении нового выпрямителя мегомметром следует проверить сопротивление изоляции. На первичном контуре оно должно быть не ниже 1МОм, на вторичном не меньше 0,5 МОм. В случае снижения сопротивления изоляции выпрямитель необходимо просушить (внешним нагревом, обдувая теплым воздухом). Температура обмоток при сушке не должна превышать 100°С. Выпрямитель, не эксплуатировавшийся больше 1 года, следует перед работой включить на 20 мин на напряжение, равное половине номинального, а затем на 4 ч на номинальное переменное напряжение без нагрузки. Это необходимо делать для подформовки полупроводниковых элементов. В процессе эксплуатации периодически осматривают выпрямитель, чтобы устранить мелкие нарушения, которые могут привести к аварии; очень внимательно следят за работой вентилятора, так как его неисправность приведет к перегреву полупроводниковых элементов и выходу из строя выпрямителя. Один раз в 3 месяца необходимо тщательно очищать полупроводниковые элементы от пыли и грязи с помощью сжатого воздуха.

В процессе эксплуатации выпрямителей могут встретиться следующие неисправности. Выпрямитель дает пониженное напряжение холостого хода и почти вдвое меньший сварочный ток. Это может произойти из-за сгорания одного из предохранителей в первичной цени выпрямления, плохого поджатая контактов магнитного пускателя, недостаточного завинчивания гаек доски переключений. После устранения указанных причин выпрямитель будет работать нормально.

Выпрямитель не дает напряжения, что происходит в результате засасывания охлаждающего воздуха не со стороны жалюзи, заедания в реле контроля вентиляции или прекращения работы вентилятора. Для правильной работы выпрямителя ликвидируют приведенные нарушения.

Неисправности у трансформатора выпрямительной установки и способы их устранения аналогичны ТёМ, которые встречаются у сварочных трансформаторов.

Сварочные преобразователи под­разделяют на следующие группы: по числу питаемых постов - одно - постовые, предназначенные для пита­ния одной сварочной дуги; много­постовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг; по спо­собу установки -стационар­ные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах; передвижные, монти­руемые на тележках; по р о д у дви­гателей, приводящих генератор во вращение,- машины с электрическим приводом; машины с двигателем внут­реннего сгорания (бензиновым или ди­зельным) ; по способу выполне­ния - однокорпусные, в которых ге­нератор и двигатель вмонтированы в единый корпус; раздельные, в которых генератор и двигатель установлены на одной раме, а привод осуществляется через соединительную муфту.

Однопостовые сварочные преобра­зователи состоят из генератора и электродвигателя или двигателя внут­реннего сгорания. Электрическая схе­ма сварочного генератора обеспечи­вает падающую внешнюю характерис­тику и ограничение тока короткого замыкания. Внешняя вольт-амперная характеристика / (рис. 14) показывает зависимость между напряжением и то­ком на клеммах сварочной цепи гене­ратора. Для устойчивости горения сварочной дуги характеристика гене­ратора / должна пересекать характе­ристику дуги III. При возбуждении дуги напряжение изменяется (//) от точки I к точке 2. При возникновении

Генераторы с расщепленными по­люсами обеспечивают падающую внешнюю характеристику, используя размагничивающее действие магнит­ного потока якоря. На рис. 15 показа­на схема сварочного генератора такого типа. Генератор имеет четыре основных (N г и Sr - главные, Nn И Sn - поперечные) и два дополни­тельных (N и S ) полюса. При этом одноименные основные полюсы распо­ложены рядом, составляя как бы один раздвоенный полюс. Обмотки возбуж­дения имеют две секции: нерегулируе­мую 2 и регулируемую 1. Нерегулируе­мая обмотка расположена на всех четырех основных полюсах, а регули­руемая - только нк поперечных. В цепь регулируемой обмотки возбужде­ния включен реостат 3. На дополни­тельных полюсах расположена сериес - ная обмотка 4. По нейтральной ли­нии симметрии О - О между разно­именными полюсами на коллекторе ге­нератора расположены основные щет­ки а и ft, к которым подключается сварочная цепь. Дополнительная щет­ка с служит для питания обмоток возбуждения.

При холостом ходе генератора (рис. 16, а) обмотки полюсов создают два магнитных потока Фг и Фп, кото­рые индуцируют э. д. с. в обмотке якоря. При замыкании сварочной цепи (рис. 16, б) по обмотке якоря потечет ток, который создает магнитный поток якоря Фя, направленный по линии основных щеток и замыкающийся че­рез полюсы генератора. Магнитный поток якоря Фя можно разложить на два составляющих потока Фяг и Фяп. Поток Фяг по направлению будет сов­падать с потоком Фг главных полюсов, но усилить его не может, так как главные полюсы генератора имеют вырезы, уменьшающие площади их по­перечных сечений, и поэтому они рабо­тают при полном магнитном насы­щении (т. е. магнитный поток этих по­люсов независимо от нагрузки остает­ся практически постоянным). Поток ФЯп направлен против потока Ф„ поперечных-полюсов и поэтому ослаб­ляет его и даже может изменить направление суммарного потока. Та­кое действие магнитного потока якоря приводит к ослаблению суммарного
магнитного погона генератора, а отсю­да к уменьшению напряжения на ос­новных щетках генератора. Чем боль­ший ток протекает по обмотке якоря, тем больше магнитный поток Фя, тем больше снижается напряжение. При коротком замыкании сварочной цепи напряжение на основных щетках почти достигает нулевого значения.

Сварочный ток регулируют в два приема - грубо и точно. При грубом регулировании смещают щеточную траверсу, на которой расположены все три щетки генератора. Если сдвигать щетки по направлению вращения яко­ря, то размагничивающее действие потока якоря увеличивается и сва­рочный ток уменьшается. При обрат­ном сдвиге размагничивающее дейст­вие уменьшается и сварочный ток увеличивается. Таким образом уста­навливают интервалы больших и ма­лых токов. Плавное и точное регу­лирование тока производят реостатом, включенным в цепь обмотки возбужде­ния. Увеличивая или уменьшая рео­статом ток возбуждения в обмотке поперечных полюсов, изменяют маг­нитный поток Фп, тем самым изменяют напряжение генератора и сварочный ток.

В генераторах с расщепленными полюсами поздних выпусков свароч­ный ток регулируют изменением числа витков секционированных обмоток по­люсов генератора и реостатом, вклю­ченным в цепь обмотки возбуждения. Реостат устанавливается на корпусе генератора и имеет шкалу с деле­ниями в амперах. По такой схеме работают генераторы СГ-300М-1, ис­пользуемые в преобразователях ПС-300М-1.

Принципиальная схема генератора с размагничивающим действием пос­ледовательной обмотки возбуждения, включенной в сварочную цепь, пред­ставлена на рис. 17. Генератор имеет две обмотки: обмотку возбуж­дения 1 и размагничивающую после­довательную обмотку 2. Обмотка воз­буждения питается либо от основной и дополнительной щеток (b и с), либо от специального источника постоян­ного тока (от сети переменного тока через селеновый выпрямитель). Маг-

Нитный поток Фв, создаваемый этой обмоткой, постоянный и не зависит от нагрузки генератора. Размагничиваю­щая обмотка включена последователь­но с обмоткой якоря так, что при горении дуги сварочный ток, проходя через обмотку, создает магнитный по­ток Фп, направленный против потока Ф0. Следовательно, э. д. с. генератора будет индуцироваться результирую­щим магнитным потоком Фв - Фп - С увеличением сварочного тока маг­нитный поток Фп возрастает, а резуль­тирующий магнитный поток Ф„ - Фм уменьшается. Как следствие, умень­шается индуцируемая э. д. с. генера­тора. Таким образом, размагничиваю­щее действие обмотки 2 обеспечивает получение падающей внешней харак­теристики генератора. Сварочный ток регулируется переключением витков последовательной обмотки (грубая регулировка - два диапазона) и рео­статом обмотки возбуждения (плав­ная и точная регулировка в пределах каждого диапазона). По такой схеме выпускаются генераторы ГСО-120, ГСО-ЗОО, ГС0500, ГС-500 и др. Крат­кая техническая характеристика сва-

Рочных преобразователей дана в табл. 1.

На рис. 18 представлен однопостовой пере­движной сварочный преобразователь ПСО-500, выпускаемый серийно и нашедший широкое применение при строительно-монтажных рабо­тах. Он состоит из генератора ГСО-5СЮ и трехфазного асинхронного электродвигателя АВ-72-4, смонтированных в едином корпусе на колесах для перемещения по строительной пло­щадке. Преобразователь предназначен для руч­ной дуговой сварки, полуавтоматической шлан­говой и автоматической сварки под флюсом. Для грубого регулирования сварочного тока (переключения витков последовательной обмот­ки) на клеммовую доску генератора выведены один отрицательный и два положительных кон­такта. Если необходим сварочный ток в преде­лах 120...350 А, то сварочные провода присо­единяют к отрицательному и среднему положи­тельному контактам. При работе на токах 350...600 А сварочные провода присоединяют к отрицательному и крайнему положительному контактам. Плавно сварочный ток регулируют реостатом, включенным в цепь обмотки неза­висимого возбуждения. Реостат расположен на корпусе машины и имеет маховик с токоука- зателем. Шкала имеет два ряда цифр, соответ­ствующих подключаемым контактам: внутрен­ний ряд - до 350 А и наружный ряд - до 6СЮ А.

Для выполнения сварочных работ при отсутствии электроэнергии (на новостройках, на монтажных работах в полевых условиях, при сварке газо­нефтепроводов, при установке мачт электропередач высокого напряжения и др.) применяют передвижные сва­рочные агрегаты, состоящие из сва­рочного генератора и двигателя внут­реннего сгорания. Краткая техничес­кая характеристика наиболее рас­пространенных сварочных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания дана в табл. 2.

Таблица 2

Марка агрегата	Марка гене­ратора	Номинальное напряже­ние, В	Пределы ре­гулирования сварочного тока, А	Двигатель	Масса агре­гата, кг
	Мощность, кВт (л. с.)

На рис. 19 представлен сварочный агрегат этой группы ПАС-400-VIII. Агрегат состоит из генератора СГП-3-VI и двигателя внутреннего сгорания ЗИЛ-120 или ЗИЛ-164. Генератор работает по схеме с размагничивающей последо - вательиой обмоткой. Регулирование тока произ водят реостатом цепи основной обмотки воз­буждения. Двигатель с варочного агрегата спе­циально переоборудован для режима длитель­ной стационарной работы: он имеет автомати­ческий центробежный регулятор скорости вра­щения; ручное регулирование для работы при малых скоростях; автоматическое выключение зажигания при внезапном увеличении скорости. Сварочный агрегат смонтирован на жесткой металлической раме с катками для переме­щения. Наличие крыши и боковых металличес­ких штор, защищающих от атмосферных осад­ков, позволяет использовать агрегат для работы на открытом воздухе.

Для сварки в защитных газах, а также для полуавтоматической и авто­матической сварки применяют генера­торы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой. Такие гене­раторы имеют обмотки независимого возбуждения и подмагничивающую последовательную обмотку. При хо­лостом ходе э. д. с. генератора наво­дится магнитным потоком, который со­здается обмоткой независимого воз­буждения. При рабочем режиме сва­рочный ток, проходя через последо­вательную обмотку, создает магнит­ный поток, совпадающий по направ­лению с магнитным потоком обмотки независимого возбуждения. Тем са­мым обеспечивается жесткая или воз­растающая вольт-амперная харак­теристика.

На рис. 20 представлен преобразователь такого типа ПСГ-350, состоящий из свароч­ного генератора постоянного тока ГСГ-350 и трехфазного асинхронного электродвигателя АВ-61-2 мощностью 14 кВт. Генератор имев! обмотку независимого возбуждения и подмаг­ничивающую последовательную обмотку. Об­мотка независимого возбуждения питается от внешней сети через селеновые выпрямители и стабилизатор напряжения, который исключает влияние колебаний напряжения в сети на ток возбуждения. Последовательная обмотка раз­делена на две секции: при включении в свароч­ную цепь части витков генератор работает на режиме жесткой характеристики, а при ис­пользовании всех витков обмотки генератор дает возрастающую внешнюю характеристику. Ге­нератор и двигатель размещены в общем корпу­се и смонтированы на тележке.

Универсальные преобразователи ПСУ-300 и ПСУ-500-2, предназначен­ные для ручной сварки, автоматичес­кой сварки под флюсом, а также автоматической и полуавтоматической сварки в защитных газах, обеспечи­вают как падающую, так и жесткую внешнюю характеристику. В этих преобразователях, переключая неза­висимую и последовательную обмотки генератора, можно создавать размаг­ничивающий и подмагничивающий по­токи и соответственно получать ту или иную характеристику.

При работе на строительной пло­щадке или заводе нескольких свароч­ных постов, расположенных недалеко друг от друга, применяют многопосто­вой сварочный преобразователь. Внешняя характеристика многопос­тового сварочного генератора должна быть жесткой, т. е. независимо от количества работающих постов напря­жение генератора должно быть по­стоянным. Для получения постоянного напряжения многопостовои генератор (рис. 21) имеет параллельную обмот­ку возбуждения 1, создающую магнит­ный поток 0i и последовательную обмотку 3, создающую магнитный по­ток Фа того же направления.

При холостом ходе э. д. с. генерато­ра индуцируется только магнитным по­током Фь так как в последовательной обмотке ток отсутствует. Напряжение генератора достаточно для зажигания дуги. Во время сварки появляется ток в обмотке якоря и, следовательно, в последовательной обмотке возбуж­дения. При этом появляется магнит­ный поток Ф^ и э. д. с. будет индуциро­ваться суммарным потоком 0i + Фг. Падение напряжения внутри генерато­ра при рабочем режиме компенсирует­ся увеличивающимся магнитным пото­ком, и поэтому напряжение остается равным напряжению холостого хода. Для получения падающей внешней характеристики сварочные посты включают в цепь генератора через регулируемые балластные реостаты 4. Напряжение генератора регулируют реостатом 2, включенным в цепь па­раллельной обмотки возбуждения. Сварочный ток устанавливают измене­нием сопротивления балластного реостата.

Многопостовой сварочный пре­образователь ПСМ-1000 (рис. 22) состоит из сварочного генератора по­стоянного тока типа СГ-1000 и трех­фазного асинхронного двигателя, смонтированных в одном корпусе. Генератор СГ-1000, шестиполюсный, с самовозбуждением, имеет параллель-

JS 220/3808 15 кВт

Ную и последовательную обмотки, создающие магнитные потоки одина­кового направления. В комплект сва­рочной машины входят девять бал­ластных реостатов РБ-200, позволяю­щих развернуть девять постов.

Преобразователи ПСМ-1000-1 и ПСМ-1000-11 существенных конструк­тивных отличий не имеют. Обмотки возбуждения генератора у

ПСМ-1000-I изготовлены из меди, а у ПСМ-1000-II - из алюминия. Послед­ней модификацией является ПСМ-1000-4, состоящий из генератора ГСМ-1000-4 и электродвигателя А2-82-2 мощностью 75 кВт. В комплект преобразователя входят балластные реостаты РБ-200-1 (9 шт.) или РБ-300-1 (6 шт.).

Балластный реостат РБ-200 (рис. 23) имеет пять рубильников, пере­ключением которых устанавливают со­противление реостата. Эти переключе­ния позволяют регулировать свароч­ный ток ступенчато через каждые 10 А в пределах 10...200 А.

Применение многопостовых сва­рочных преобразователей уменьшает площади, занимаемые сварочным обо­рудованием, сокращает расходы на ре­монт, уход и обслуживание. Однако к. п. д. сварочного поста значитель­но ниже, чем при однопостовом пре­образователе, вследствие больших по­терь мощности в балластных реоста­тах. Поэтому выбор одного много­постового или нескольких однопосто - вых сварочных агрегатов обосновы­вают технико-экономическим расчетом для конкретных условий.

Если экономически выгодно приме­нение однопостовых сварочных агре­гатов, но мощности одного генератора недостаточно для работы сварочного поста, включают параллельно два сва­рочных агрегата. При параллельном включении генераторов необходимо соблюдать следующие условия. Гене­раторы должны быть одинаковыми по типу и внешним характеристикам. До включения необходимо отрегулиро­вать генераторы на одинаковое напря-

Жение холостого хода. После включе­ния в работу следует с помощью регу­лирующих устройств установить по амперметру одинаковую нагрузку ге­нераторов. При неодинаковой нагруз­ке напряжение одного генератора бу­дет выше другого и генератор с низким напряжением, питаемый током второго генератора, будет работать как двига­тель. Это приведет к размагничива­нию полюсов генератора и выходу его нз строя. Поэтому следует по­стоянно следить за показаниями ам­перметров и при необходимости регу­лировать равномерность нагрузки.

Для уравнивания напряжения па­раллельно работающих генераторов с падающими внешними характеристи­ками применяют перекрестное питание их цепей возбуждения: обмотки воз­буждения одного генератора питают­ся от щеток якоря другого генерато­ра (рис.24) .Для этой цели генераторы имеют уравнительные контакты, кото­рые надо при параллельной работе соединить между собой.

При параллельном включении мно­гопостовых генераторов ПСМ-1000 необходимо клеммы на щитках генера­торов ГС-1000, обозначенные буквой У (уравнительный), соединить между собой проводом; при этом последова­тельные обмотки генераторов соеди­няются параллельно и, таким обра­зом, исключаются колебания в распре­делении нагрузки между генератора­ми.