Главная | Обратная связь

Индукторные сварочные генераторы

Устройство однофазного индукторного генератора (рис. 5.8) не­сколько проще, чем у трехфазного, поэтому сначала рассмотрим работу

однофазного. Он имеет зубчатый статор — якорь 2, состоящий из двух пакетов из листовой электротехнической стали, и зубчатый ротор — ин­дуктор 1, состоящий из двух пакетов, сдвинутых друг относительно друга на 180 электрических градусов (на половину зубцового деления). Между двумя пакетами статора закреплена кольцевая обмотка возбуждения 3, питаемая постоянным током. Силовая обмотка 4 переменного тока уло­жена в пазах статора. Поток возбуждения Ф_в идет по оси ротора, а затем звездообразно разветвляется, проходит через зубчатый пакет ротора, да­лее по полюсам статора и замыкается по корпусу генератора. На рис. 5.8 тонкой линией показана только часть потока возбуждения, пронизыва­ющая катушку силовой обмотки на одном из полюсов статора. Катушки могут соединяться друг с другом как последовательно, так и параллель­но. У изображенного на рис. 5.8 генератора все полюса ближнего пакета статора являются южными, а дальнего пакета — северными. Такую кон­струкцию принято называть одноименно-полюсной.

Формирование внешней характеристикивентильного генератора по­ясним при анализе процессов в однофазном индукторном генераторе при холостом ходе и нагрузке.

При холостом ходе ток катушки возбуждения I_в создает постоянную магнитодвижущую силу 1_вw_в. Магнитное сопротивление R_м на пути потока Ф_В пронизывающего одну из силовых катушек, зависит от величины воздушного зазора 5 и периодически меняется от минимального при со­впадении оси катушки с Зубцом ротора до максимального при совпадении

с впадиной (рис. 5.9 ,а). Поэтому и магнитный поток имеет пульсирующий униполярный характер (рис. 5.9,6):

где Фо — постоянная составляющая потока, <Е>1 — амплитуда переменной составляющей потока.

Рис. 5.9. Осциллограммы индукторного генератора

Этот поток создает в силовой катушке ЭДС е_к, зависящую от числа ее витков и)_к и переменной составляющей Фх потока:

При появлении переменного тока I_Г в нагрузке он идет и по силовой обмотке, в результате чего в генераторе возникают потоки, замыкающие­ся по различным путям, как по воздуху, так и по железу (потоки реакции якоря и потоки рассеяния). Основная часть этих переменных потоков Ф_я направлена противоположно потоку возбуждения (рис. 5.8) и, следова­тельно, наводит в силовых обмотках противо-ЭДС Е_я, действие которой принято отождествлять с индуктивным сопротивлением генератора Х_г. Поэтому напряжение генератора при нагрузке

т. е. при значительной величине индуктивного сопротивления Х_г полу­чается падающая характеристика:

Индукторный генератор имеет естественную падающую характери­стику, что вызвано действием потоков рассеяния и потока реакции яко­ря, обладающего размагничивающим действием.

Получить жесткую характеристику в индукторном генераторе слож­ней. С этой целью вводят положительную обратную связь по току нагруз­ки в цепь возбуждения. При этом с ростом тока нагрузки увеличивается ток возбуждения и ЭДС генератора, что компенсирует рост противо-ЭДС, вызванной потоком реакции якоря, и этим обеспечивает независимость напряжения генератора от тока.Регулирование режима в трехфазном генераторе. Кроме рассмотрен­ных выше здесь появляются еще и другие возможности регулирования, связанные с изменением соединения обмоток разных фаз (рис. 5.10). Для анализа способов регулирования можно использовать ранее выведенное соотношение (4.13). При этом учтем, что напряжение холостого хода вен­тильного генератора U_х зависит от напряжения холостого хода индук­торного генератора — фазного U_ХГ и линейного U_ХГЛ- Учтем также, что эквивалентное сопротивление Х_Этрехфазной схемы, как было показано в разделе 4.2.4, зависит от сопротивления Х_Г отдельной фазы индуктор­ного генератора и от соединения его обмоток.

В случае соединения обмоток звездой (рис. 5.10,а) имеем самое высо­кое напряжение холостого хода вентильного генератора

и одновременно довольно высокое эквивалентное сопротивление Х_Э1, ко­торое равно сопротивлению Х_Г отдельной фазы. Этот вариант соединения

Рис. 5.10.Схемы соединения обмоток трехфазного ин­дукторного генератора

можно рекомендовать для сварки на низких режимах, когда снижение устойчивости дуги, сопутствующее малым токам, компенсируется повы­шением напряжения холостого хода.

При переходе к соединению обмоток треугольником (рис. 5.10,6) на­пряжение холостого хода снижается в раз до значения

но и эквивалентное сопротивление Х_Э2 снижается в три раза. Это приводит к увеличению тока в сравнении с первым вариантом.

В третьем варианте в каждой фазе генератора используется по две параллельно соединенные катушки (рис. 5.10,в). Напряжение холостого хода U_X3 при соединении фаз по-прежнему треугольником не изменится, а сопротивление Х_Э3, как было показано для однофазного генератора, в соответствии с (5.14) снизится вдвое. Этот вариант обеспечивает диапазон больших токов.

Регулирование режима вентильного генератора осуществляется на стадии переменного тока: плавно — изменением тока обмотки возбужде­ния, ступенчато — изменением соединения силовых обмоток (звезда, треугольник, параллельно).