Принципы работы и формирования статических и динамических характеристик коллекторных сварочных генераторов

Реостатом R, включенным в цепь возбуждения, регулируется эффективность  обратной связи по току и, следовательно, плавно регулируется крутизна внешних вольт-амперных характеристик. Реостат выполнен с дистанционным кабелем, сварщик его может перенести непосредственно на свое рабочее место. 

Реостатом R плавно регулируется сварочный ток только в пределах диапазона. Грубое регулирование сварочного тока осуществляется скачкообразным изменением внутренних сопротивлений (индуктивных Хd и Xq и активного rф) посредством переключения схемы обмотки якоря согласно Рис.10  

Рассмотрим, как изменяется внутреннее сопротивление машины и, следовательно, крутизна внешних характеристик при постоянном токе возбуждения Ib = const при переходе от одной схемы (рис.10) к другой. При переключении трехфазной обмотки якоря со схемы а на схему б (тогда одна из двух параллельных катушечных групп каждой фазы полностью отключается, а остаются включенными только те катушечные группы, которые размещены на той же самой половине расточки статора) индуктивное сопротивление, приведенное к фазе, возрастает в два раза, что ведет к двукратному увеличению крутизны внешней характеристики. Если трехфазную обмотку якоря переключить со схемы а на схему в, то индуктивное сопротивление, приведенное к фазе, возрастает .в восемь раз и, следовательно, в восемь раз увеличивается крутизна внешней характеристики. А если перейти со схемы б на схему в, крутизна внешней характеристики увеличивается в четыре раза. При всех этих переключениях ЭДС холостого хода сварочного генератора сохраняется неизменной. 

Таким образом, сочетанием грубого регулирования тока (путем  переключения из одного диапазона в другой) и подрегулировки тока возбуждения реостатом R (см, рис.7) в пределах каждого диапазона регулируется ток вентильного сварочного генератора. 

↑ наверх

Переходные процессы и сварочные свойства 

Сварочные свойства вентильного сварочного генератора, как и коллекторного, зависят от статических характеристик  переходных процессов, происходящих в электрической машине во время сварки. 

Рис.10 Схемные соединения двух трехфазных обмоток на статоре  сварочного генератора:

а - диапазон малых  токов;

б - диапазон средних токов;

в - диапазон больших  токов; 
 

При сварке от вентильного  генератора характер протекания переходных процессов, обусловленных изменением длины дугового промежутка между  электродом и деталью, зависит в  первую очередь от частоты тока якоря и от внутренних параметров генератора. Установлено, что в случае применения трехфазных обмоток якоря хорошие сварочные свойства получаются при частотах тока якоря вентильного сварочного генератора f = 150... 400 Гц. Выпрямленный ток короткого замыкания достигает своего пикового значения Iк.пик приблизительно через полпериода, т. е. через время t = 1/(2f) от начала короткого замыкания. Поэтому увеличение частоты тока якоря вентильного генератора как бы ускоряет переходный процесс и приводит к тому, что при сварке капля расплавленного электродного металла обрывается уже при работе генератора на спадающей части кривой выпрямленного тока короткого замыкания. Ток Iобр в момент обрыва капли становится значительно меньше своего максимального значения Iк. пик. Это обстоятельство позволяет существенно уменьшить разбрызгивание электродного металла при сварке от вентильного генератора. 

Важное значение для качества сварки и стабильности горения дуги имеет процесс восстановления напряжения холостого хода после  обрыва короткого замыкания. Процесс восстановления напряжения зависит от инерционности цепи возбуждения и поэтому в индукторных одноименнополюсных генераторах длится сравнительно долго (0,25-1,5 с). В этом случае скорость нарастания напряжения после обрыва короткого замыкания мала по сравнению со скоростями процессов, происходящих в сварочной цепи.. Поэтому для вентильных генераторов рассматриваемого типа стабильность повторного возбуждения дуги характеризуется значением напряжения, которое появляется на зажимах генератора в момент обрыва короткого замыкания. 

Поскольку обрыв  капли при сварке, как правило, происходит при значениях тока, больших  рабочего, значение напряжения, при  сварке от вентильного генератора всегда удовлетворяет условию Ur min = 20 + 0,04I (в вольтах) и процесс горения дуги отличается высокой стабильностью. 

Вследствие благоприятных  переходных процессов вентильные сварочные  генераторы отличаются хорошими сварочными свойствами, в том числе небольшими потерями электродного металла (небольшим  разбрызгиванием), стабильным горением и эластичностью дуги. Благодаря этим особенностям от этих генераторов легко может вести сварку и сварщик, не имеющий большого опыта. 

Следует отметить, что  начальное зажигание дуги при  сварке от вентильных генераторов несколько иное, нежели при сварке от других источников. Как было сказано раньше, при повышенной частоте уменьшается время существования ударного тока при коротка замыкании. Вследствие этого в момент зажигания дуги электродом небольшой ударный ток выделяет и не столь значительное количество тепловой энергии. Поэтому дуга от короткого замыкания сварочной цепи касанием электродом детали загорается трудно,, Для того чтобы легко зажечь дугу, необходимо концом электрода провести по детали, как при зажигании спички. В этом случае дуга легко зажигается, не выбрызгивая электродный металл и не выплавляя кратера в детали.