Сварочный генератор постоянного тока схемы

Сварочный генератор – это автономная установка, применяемая для проведения сварки в условиях отсутствия полноценного источника электроэнергии. Данный агрегат гармонично сочетает в себе две важнейшие функции: организует независимое электроснабжение и вырабатывает сварочный ток определенных параметров.

Его использование позволяет проводить ремонтные и монтажные работы любой сложности там, где снабжение электричеством происходит с перебоями или невозможно вообще в силу отсутствия соответствующих линий. Кроме этого, такой аппарат часто незаменим и в быту, например, в качестве автономной системы освещения или для проведения срочной сварки.

Конструктивно устройство сварочной установки представлено генератором тока и приводным топливным двигателем, которые объединены рядом контролирующих и управляющих узлов и систем. К ним относятся: реостат для отладки сварочного тока, якорь, топливная емкость, пульт управления, коллектор, корпус, токосъемный механизм, капот со шторами и кровлей.

Стоит отметить, что в целом принцип работы сварочного генератора аналогичен действию других подобных установок. Однако у данного аппарата имеется одно главное отличие – наличие такого узла, как якорь, вращаемый посредством двигателя. Благодаря этому он вырабатывает электрическую энергию с постоянными характеристиками, что позволяет обеспечить стабильную и непрерывную сварочную дугу.

Главные эксплуатационные преимущества сварочных генераторов:

• компактность, мобильность;
• высокая надежность, функциональность;
• небольшой уровень шума;
• работа в сложных условиях и в режиме высоких нагрузок;
• удобный, недорогой и независимый источник питания;
• продолжительная эксплуатация в автономном режиме;
• стабильная генерация электротока с определенными параметрами.

Типы сварочных генераторов

Приобретая такую технику, следует осознавать, что она предназначена для производства определенного объема электричества, которое нужно для сварки. В связи с этим все конкретные требования потребителя должны совпадать с эксплуатационными возможностями оборудования. В противном случае его эффективная работа невозможна. В зависимости от технических и функциональных характеристик, выделяют следующие типы сварочных генераторов:

1. Трансформаторы – удобные в работе и компактные агрегаты, выдающие переменный ток и отличающиеся доступной стоимостью.
2. Выпрямители – станции, предназначенные для производства постоянного тока. Это оборудование используется для получения качественных сварочных швов и обработки деталей из нержавеющей стали.
3. Инверторы – устройства с функцией высокоточной настройки рабочих параметров. Чаще всего применяются для сваривания в автоматическом или аргонодуговом режиме.

Также в продаже имеются сварочные генераторы, классифицируемые по виду используемого топлива на:

• Бензиновые

Эти установки характеризуются небольшой мощностью и доступной ценой. Они непригодны для длительных работ в сложных условиях, но считаются наилучшим решением для периодического применения в быту. Отличаются оптимальными габаритами и малым весом, при работе производят мало шума, не загрязняют окружающую среду.

• Дизельные

Главные характеристики таких агрегатов – высокая надежность в эксплуатации и солидный спектр мощностей. Благодаря этому дизельные установки отличаются значительным рабочим ресурсом и возможностью функционирования при низкой температуре, а, следовательно, и более высокой рыночной стоимостью. Но их эксплуатация обходится значительно дешевле, чем оборудования, работающего на бензине.

Схема генераторов вентильного типа

Бензогенераторы данного типа выполнены в виде индукторного трехфазного генератора переменного тока. Он отличается повышенной частотой, а в схеме имеется встроенный выпрямительный блок. Трехфазная якорная обмотка переменного тока установлена на статоре. Она соединяется по схеме «звезда» или «треугольник». Между двумя роторными пакетами, на статоре также расположена обмотка возбуждения.

Сам ротор изготовлен в виде двух пакетов, состоящих из зубчатых элементов, изготовленных из электротехнической стали. Он не имеет обмоток и вращается вокруг своей оси. В каждом пакете ротора имеется восемь зубцов, смещенных относительно друг друга на 180 градусов.

Когда по обмотке возбуждения проходит постоянный ток, в ней происходит возникновение переменного магнитного потока. Его распределение осуществляется таким образом, чтобы первый пакет создавал лишь северные полюсы, а второй – южные. При совмещении зубцов ротора и статора достигается максимальное значение магнитного потока, а величина сопротивления на пути этого потока будет минимальной. Магнитный поток становится минимальным, когда зубец статора совпадает с пазом ротора.

Таким образом наглядно видно, что обмотка возбуждения принимает непосредственное участие в создании пульсирующего или переменного магнитного потока. Пронизывая трехфазную обмотку статора, этот поток вызывает наведение в ней переменной ЭДС с повышенной частотой. В свою очередь, переменная ЭДС с помощью выпрямительного блока преобразуется в постоянное напряжение вентильного генератора.

Название устройства связано с выпрямительным блоком, в котором используются кремниевые вентили, собранные по трехфазной схеме в виде моста. Питание обмотки возбуждения осуществляется через трехфазную силовую цепь генератора. Для этого существует специальный блок, в который входят трансформаторы тока и напряжения, а также выпрямители. После запуска генератор изначально самовозбуждается за счет остаточного магнитного потока.

Характеристики сварочных генераторов

Помимо вышеперечисленных критериев, существует еще ряд важных характеристик, которые напрямую влияют на работу сварочных генераторов. Во-первых, это мощность. Данный показатель указывается производителем в прилагаемом техпаспорте в кВт или кВа. Специалисты рекомендуют подбирать агрегат с определенным запасом мощности, поскольку никогда не известно, какие задачи по сварке понадобится выполнить в будущем.

Во-вторых, защита от пыли и влажности. Современные требования безопасности категорически запрещают работу на бытовых и профессиональных сварочных генераторах в условиях проливного дождя, поскольку велик риск заработать электрический шок и испортить оборудование. Именно поэтому большинство станций имеет класс защиты от «одиночных капель и крупных частиц дождя», также встречаются установки с защитой от «косого дождя».

В-третьих, ремонтопригодность. Прежде чем начать беседу с продавцом о всех прелестях определенной модели, рационально узнать, – где, кем и на каких условиях оказывается техническая поддержка и проводится гарантийный ремонт. Важным критерием является и комплектация. Если оборудование предназначено для ручной переноски, оно должно оснащаться соответствующим чемоданчиком. Также стоит обратить внимание на следующие показатели:

• тип и стартовая сила тока;
• рабочее и холостое напряжение;
• диаметр электродов;
• продолжительность включения;
• рабочая температура;
• вес, размер, транспортабельность.

Что такое САК: общая информация + особенности

Когда человек выбирает лазерный станок, он в первую очередь обращает внимание на выдаваемую мощность, габариты и прочие технические характеристики. Очень редко покупатель задумывается по вопросу, в каких условиях он будет использовать сварочный агрегат в будущем.

Я имею в виду именно продумывание наперед, а не сиюминутный порыв приобретения на 1-2 дела.

САК (Сварочный аппарат колесный) – гибридная конструкция, которая объединяет в себе сварку и передвижную электростанцию. Помимо классической аббревиатуры, данное оборудование часто называют также САГом или сварочной электростанцией.

Обратите внимание: при строительстве в труднодоступных местах или на новых площадях, проблема подключения к источнику питания стоит крайне остро. Подпитка без оформления соответствующих разрешений влечет за собой штрафные санкции.

Ключевая конструкционная особенность сварочных колесных агрегатов – это наличие двигателя внутреннего сгорания. Именно по нему и производится классификация оборудования в рамках нашего государства. Детальное распределение по типу двигателя для источников питания я опишу ниже в таблице.

Среди бензиновых еще можно выделить электростанции контейнерного типа. Для постоянной эксплуатации вне помещения требуется доработка внешней обшивки (используется шумопоглощающие кожуха) + тонкая подгонка по форм-фактору. Обычно такое оборудование делается под заказ. Пиковая мощность может составлять до 200 000 Ватт.

Среди дизельного оборудования нельзя путать 3 понятия – «электростанция», «агрегат» и «генератор». Каждый из объектов имеет собственную конструкцию + отличается по масштабам сборки.

Конструкционные особенности САКов:

• встроенная система охлаждения, которая защищает чувствительные детали от перегрева. С качественным охлаждением, работа сварочного агрегата не будет приостанавливаться в самый неподходящий момент;
• часть оборудования, которая ответственна за саму работу сварки, изготовляется по типу индукционного генератора;
• двигатель обычно покрывают специальным огнеупорным кожухом для препятствия внешнего негативного воздействия погоды. Вторая функция – защита сварщика от потенциальных травм;
• нижняя часть рамы оснащается шасси. Размер колес может варьироваться, и зависит от условий эксплуатации оборудования. Для помещений – это мелкие, а если речь о транспортировке САКа на большие расстояния (по типу прицепа), диаметр колес значительно увеличивается. Все эти моменты проговариваются индивидуально с поставщиком агрегатов.

При обращении к техническим характеристикам САКов, важно обращать внимание на тип сварочного тока и его пиковую мощность. Обычно это до 120 А. Второе, не менее важное правило отбора, — это возможность подключения к агрегату другого электрического оборудования. Тягать за собой подобную махину лишь ради сварки нерационально. Требуется выбирать агрегаты, которые способны продуцировать выходное напряжение, подходящее большинству классических электроинструментов. Подобные САКи могут пригодиться при строительных или монтажных работах, и даже в быту как временный источник питания жилья.

Работа сварочного генератора

Многофункциональность генерирующей техники, т.е. возможность использовать ее как независимую электростанцию, и как аппарат для сварки, обеспечивает комфорт и мобильность процесса, а также существенно сокращает время на его подготовку. Такой агрегат достаточно заправить топливом, и он уже готов к сварке. В то время, как подготовка к работе обычного сварочного оборудования (прокладка кабелей, подключение, отладка) занимает намного больше времени, что весьма неудобно.

Практически всегда выгоднее приобрести именно сварочный генератор, а не автономную станцию и отдельно установку для сварки. Ведь часто случается так, что топливный агрегат не обеспечивает работу сварочного аппарата по причине нехватки мощности. А вот генератор для сварки рассчитан на определенную мощность и эксплуатацию в широком спектре температур, что при правильном подборе гарантирует отличное качество созданных швов.

Также немаловажен факт, что подобные установки предназначены для обработки разных металлов в различных, порой сложных климатических условиях. Кроме того, именно в автономных системах предусмотрены разнообразные защитные функции, микропроцессорное управление и возможность автоматической отладки напряжения. Благодаря этому такое оборудование отличается универсальностью, высокой производительностью и безопасностью.

Схемы сварочных генераторов

Современная промышленная индустрия предлагает широкий ассортимент моделей этих установок. Схемы сварочных генераторов, определяющие принципы их функционирования и управления, выполняются в различных модификациях и отличаются внешними характеристиками. Сегодня практически все известные производители используют собственные наработки в данной сфере.

Такой подход весьма полезен для конечных потребителей, поскольку обеспечивает возможность выбрать продукцию не только с учетом планируемых работ, но и по бюджету. В настоящее время наибольшим спросом пользуется оборудование, функционирующее по типу независимого или самовозбуждения и следующим схемам:

• универсальная;
• с падающей характеристикой;
• с жесткой или пологопадающей характеристикой.

Ремонт сварочного генератора

Несмотря на то, что сварочный генератор отличается высокими техническими характеристиками и степенью надежности, иногда, как и все электромеханическое оборудование, он ломается. Причины выхода аппарата из строя могут быть разными: некачественное топливо, ненадлежащее обслуживание, некорректно установленный режим работы и т.д.

Чтобы избежать неожиданного отказа сварочного генератора и последующей остановки работ на объекте, необходимо своевременно проводить его техническое обслуживание и по возможности устранять выявленные неисправности. Как правило, к каждому аппарату прилагается инструкция, в которой подробно описываются самые распространенные проблемы и методы их решения.

Однако самостоятельный ремонт сварочного генератора требует определенных познаний в сферах электрики и механики. Если таковых не имеется, лучше остановиться на стандартном профилактическом обслуживании, а все остальное доверить профессионалам сервисных центров. Подобное распределение ответственности, несомненно, позволит увеличить срок службы сварочного генератора от любого производителя. Типичные работы по устранению дефектов можно разделить на две основные группы:

• Ремонт двигателя

Обычно предусматривает периодическую проверку и при необходимости замену поршневых колец. Срок непрерывной эксплуатации данных элементов сварочного генератора указывается в инструкции. Поэтому если при разборе двигателя выявляется изношенность этих запчастей, их следует заменить. Дальнейшая пригодность к службе или необходимость смены смазки для двигателя и свечи также определяется путем визуального осмотра;

• Ремонт электрики

Чаще всего такие работы заключаются в замене истертых токосъемных щёток и перематывании обмоток в ситуации межвиткового замыкания. Даже если выявлен износ только одной щетки, обязательно меняют сразу обе. Именно для этого типовой ремнабор комплектуется парой запасных. Еще одним распространённым дефектом является поломка валовых подшипников или их прокрутка внутри корпуса. Подобные неисправности сварочного генератора сопровождаются ощутимым шумом и повышенной температурой.

Коллекторные генераторы

Устройство коллекторных генераторов

Основными элементами сварочного коллекторного генератора постоянного тока являются: статор с корпусом, четырьмя основными магнитными полюсами и обмотками возбуждения; якорь с сердечником, в пазах которого уложена обмотка; коллектор, набранный из медных изолированных пластин; четыре токосъемные щетки, а также выводные зажимы.

Рис. 1. Конструктивная схема коллекторного генератора

Щеточно-коллекторное устройство обеспечивает получение постоянной ЭДС генератора при переменной ЭДС отдельных проводников, выполняя функцию механического выпрямления тока.

Генератор независимого возбуждения с последовательной размагничивающей обмоткой

На рис. 1 приведена упрощенная принципиальная схема генератора. Он имеет всего одну пару щеток и одну пару полюсов. На одном из полюсов намотана независимая обмотка НО, получающая питание от постороннего источника постоянного тока. На другом полюсе намотана размагничивающая обмотка ПР, включенная последовательно с якорем и нагрузкой. Таким образом, магнитный поток создается совместным действием независимой и последовательной обмоток. Это, как будет показано ниже, обеспечивает формирование крутопадающей внешней характеристики генератора. Плавное регулирование режима выполняется с помощью реостата R1, грубое — изменением числа витков последовательной обмотки и включением балластного реостата R2.

Рис. 2. Принципиальная схема генератора с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой

Падающая внешняя характеристика у генератора с последовательной обмоткой получается благодаря ее размагничивающему действию.

Регулирование режима выполняется: плавно — изменением тока независимой обмотки и грубо —секционированием последовательной обмотки и включением балластного реостата.

Генератор с самовозбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой

Обычно генератор имеет статор с четырьмя основными полюсами и цилиндрический якорь с коллектором и четырьмя основными и одной дополнительной щеткой. На рис. 3 показана упрощенная двухполюсная конструкция генератора.Кроме основных щеток a и b, установленных на геометрической нейтрали, генератор имеет еще и дополнительную щетку c, используемую для питания намагничивающей параллельной обмотки НО.

Генератор сконструирован таким образом, что напряжение на щетках a — c почти не меняется с изменением нагрузки, поэтому и ток намагничивающей обмотки I но практически не зависит от тока нагрузки Iд . Это улучшает сварочные свойства генератора и сближает их со свойствами генератора с независимым возбуждением. Потоки параллельной НО и последовательной ПР обмоток направлены встречно, поэтому генератор имеет падающую внешнюю характеристику. Регулирование режима, так же как и у генератора с независимым возбуждением, выполняется: плавно — изменением тока в цепи намагничивающей обмотки и грубо — секционированием последовательной обмотки.

Рис. 3. Принципиальная схема генератора с самовозбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой

Технико-экономические показатели коллекторного генератора сравнительно низкие. Коэффициент полезного действия генератора 0,5 — 0,7, а с учётом КПД приводного двигателя и ещё ниже.Поэтому у преобразователей расход энергии весьма велик — 5 — 8 кВТ*ч на 1 кг расплавленного электродного металла. Для агрегатов с дизельным двигателем соответствующая характеристика -1,5 — 3 кг топлива на 1 кг металла, с бензиновым двигателем — 3 — 5 кг топлива.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.