Principio de funcionamiento del convertidor de soldadura. Convertidor de soldadura. Convertidores de soldadura ¿En qué consiste un convertidor de soldadura?
Variedad específica maquina de soldar, utilizado principalmente en la industria, así como en algunos tipos de trabajos de construcción e instalación: este es un convertidor de soldadura.
Se llama así porque convierte la corriente alterna del hogar o red industrial en corriente continua, ideal para la mayoría de tipos de soldadura.
A pesar de la esencia del resultado final (corriente continua), el convertidor funciona según un principio completamente diferente al de un rectificador o inversor.
Su diseño implica una cadena extendida de paso de energía. En primer lugar, la corriente alterna se convierte en energía mecánica y ésta, a su vez, se convierte nuevamente en energía eléctrica, pero de naturaleza constante.
Estructuralmente, el convertidor consta de un motor eléctrico, generalmente asíncrono, y un generador de corriente continua, combinados en una sola carcasa. Dado que un generador que utiliza el principio de inducción electromagnética también produce corriente alterna, el circuito contiene un colector que la convierte en corriente continua.
Ejemplo de equipo
Como ejemplo, podemos considerar el convertidor de soldadura PSO-500, ampliamente conocido en los círculos profesionales.
Consiste en un cuerpo en forma de cigarro, en el que se monta en la parte superior un bloque con equipo de control, elementos de control (interruptor por lotes y regulador de reóstato) y contactos para conectar electrodos, y en el interior un motor asíncrono y un generador en un eje giratorio. separados por un ventilador de refrigeración.
No hay conexión eléctrica directa entre el generador y el motor.. El motor, arrancado de la red eléctrica, comienza a girar a alta velocidad el eje al que está conectado su rotor.
En este eje también está montada la armadura del generador. Como resultado de la rotación de la armadura, se induce una corriente alterna en sus devanados, que el colector convierte en corriente continua y se suministra a los terminales de soldadura.
PSO-500 es un convertidor de soldadura de tipo móvil de estación única. Está montado sobre un carro de tres ruedas. La cantidad de corriente de soldadura producida por PSO-500 puede alcanzar 300 o 500 A, dependiendo del puente que conecte uno de los terminales al devanado en serie del generador.
La corriente de salida se ajusta manualmente mediante un vernier conectado a un reóstato (dispositivo de cambio de resistencia). La corriente se controla mediante un amperímetro incorporado.
El índice numérico en la marca (350, 500, 800, 1000) significa la corriente continua máxima para la que este convertidor está diseñado para funcionar. Algunos modelos, utilizando un vernier, se pueden configurar para producir una corriente de soldadura mayor que la nominal, pero el funcionamiento en este modo está plagado de sobrecalentamiento y fallas rápidas del dispositivo.
Ventajas
Como cualquier otro equipo, los convertidores de soldadura (que históricamente aparecieron mucho antes que los inversores) tienen ciertas ventajas y, al mismo tiempo, conllevan una serie de inconvenientes. Sus ventajas incluyen:
- alta corriente de soldadura: para algunos modelos, en particular PSO-500 y PSG-500, alcanza los 500 A, también hay dispositivos más potentes;
- sencillez en el trabajo;
- insensibilidad a los cambios de voltaje de entrada;
- confiabilidad relativamente alta con mantenimiento calificado;
- buena mantenibilidad, facilidad de servicio.
La corriente que son capaces de suministrar estos dispositivos permite soldar costuras muy gruesas, de unos 10-30 mm. Ésta es otra ventaja importante por la que se utilizan convertidores de soldadura.
Defectos
Sin embargo caracteristicas de diseño También determinan las principales desventajas de los convertidores de soldadura, por lo que han sido sustituidos por inversores, al menos en el ámbito doméstico (trabajos de soldadura en pequeñas empresas, en el campo, en el garaje). Primero que nada esto:
- grandes dimensiones y peso (puede alcanzar media tonelada o más);
- baja eficiencia;
- mayor riesgo eléctrico;
- operación ruidosa;
- necesidad de servicio.
El principio de su funcionamiento (la transición de energía eléctrica a energía mecánica y viceversa) implica grandes costes energéticos para la rotación del eje. Esto es debido a alto consumo electricidad, lo que hace que el dispositivo no sea rentable para uso "doméstico".
Además, la presencia de piezas que giran a alta velocidad reduce la fiabilidad de la máquina. El cuello de botella del convertidor de cocción, al igual que el propio motor eléctrico, son los rodamientos de bolas sobre los que está montado el eje.
Necesitan inspecciones periódicas y cambios de aceite 1 o 2 veces al año. También es necesario controlar el estado de las escobillas del conmutador y del colector de corriente.
Por mayor peligro eléctrico nos referimos al hecho de que antes de comenzar los trabajos de soldadura, el convertidor debe estar conectado a tierra, según las reglas, su conexión a la red debe ser realizada únicamente por un electricista.
Clasificación
Los convertidores de soldadura se clasifican según varios parámetros. Incluso por cantidad (una o varias estaciones) y por tipo de accionamiento (de un motor eléctrico o, por ejemplo, de un motor de combustión interna). Según su diseño pueden ser fijos o móviles, de cuerpo simple o doble.
Los convertidores también se diferencian por la forma de la característica de salida. Para muchos tipos de trabajo, esta clasificación es decisiva. Según la forma de la característica de salida, los convertidores de soldadura se dividen en dispositivos que producen una característica de caída o rígida (estos últimos también son capaces de producir una característica de caída plana).
También existen convertidores universales, según el interruptor instalado, capaces de funcionar en ambos modos.
El hecho es que la especificidad de los trabajos de soldadura con gases protectores, automáticos o semiautomáticos, requiere características de salida extremadamente estrictas.
Estos convertidores incluyen, por ejemplo, el sistema PSG-500. Convertidores de soldadura gama de modelos Las PSO tienen una característica de caída, las PSU son generalistas capaces de cambiar al modo de funcionamiento deseado.
PSO y otros tipos de convertidores con característica de caída se utilizan en la industria, en sistemas de soldadura automáticos y manuales equipados con reguladores automáticos de voltaje.
Desde el punto de vista de la física aplicada, los convertidores también se dividen según la tecnología implementada en el generador. El generador puede ser de polos partidos, con devanados de magnetización y desmagnetización separados, con devanado de desmagnetización y excitación independiente. Pero en la práctica, no existe una diferencia significativa en las características técnicas significativas entre todos estos tipos.
El convertidor de soldadura consta de un motor asíncrono y un generador de CC ensamblados en una carcasa.
El rotor del motor y la armadura del generador están en el mismo eje. El convertidor está montado sobre un marco o ruedas.
Los generadores que completan los convertidores de soldadura funcionan según los circuitos mostrados en la Fig. 1.
Generador con devanado de excitación independiente y devanado en serie desmagnetizador (Fig. 1, c). El devanado independiente 1, alimentado desde una red de corriente alterna a través de un rectificador de selenio, crea un flujo magnético que induce el voltaje necesario para iniciar el arco en las escobillas del generador. La característica de caída se crea desmagnetizando el devanado 2, cuyo flujo se dirige en contra del flujo del devanado 1. La corriente de soldadura se regula cambiando el número de vueltas del devanado en serie: abrazadera a - rango de corriente alto, abrazadera b - rango de corriente bajo. Dentro de cada rango, la corriente de soldadura se controla suavemente mediante el reóstato R.
Los convertidores PSO-120, PSO-ZOOA, PD-303, PSO-500, PSO-800, PS-1000-III, ASO-2000 se fabrican según este esquema.
Generador con un devanado de excitación en paralelo y un devanado en serie desmagnetizador (Fig. 1,b). Los polos magnéticos de este generador deben tener magnetismo residual, por eso están fabricados en acero ferromagnético.
El devanado de campo paralelo 1 se alimenta mediante escobillas a - c; El flujo magnético de este devanado induce un voltaje en las escobillas, a - al voltaje necesario para encender el arco. El voltaje en las escobillas a - c no cambia durante todas las etapas del proceso de soldadura (ralentí, formación de arco, cortocircuito). El devanado en serie 2, cuando se quema el arco, desmagnetiza el generador, creando una característica de caída. La corriente de soldadura se regula de la misma forma que en el generador descrito anteriormente.
Los convertidores PD-101, PS-300-1, PSO-300M, PS-500 se fabrican según este esquema.
Los generadores construidos según este esquema se instalan en unidades con motores de combustión interna.
Generador con postes sombreados (Fig. 1, c). En los polos magnéticos de este generador sólo hay devanados paralelos 1, uno de los cuales es ajustable. El voltaje en las escobillas a-c no cambia durante todas las etapas del proceso de soldadura. La característica de caída será creada por el efecto desmagnetizador del flujo del inducido (reacción), dirigido hacia el flujo magnético del devanado ajustable.
La corriente de soldadura está controlada por el reóstato R en el circuito del devanado de excitación. En los convertidores de este tipo de producción de antes de la guerra (SMG-2, SUG-2A, SUG-2B, etc.), el ajuste aproximado de la corriente se realizaba desplazando las escobillas: corrientes altas: cambio contra la rotación del inducido, pequeñas corrientes: cambian a lo largo de la rotación.
Los convertidores PS-300M, PS-ZOOM-1, PS-300T se fabrican según este esquema. Están en funcionamiento un número importante de convertidores producidos antes de la guerra y en la posguerra: SMG-2A, SMG-2B, SUG-2A, SUG-2B, SUG-2r, etc.
Las características técnicas de los convertidores monopunto se dan en la tabla. 1.
Tabla 1. Características técnicas de los convertidores de soldadura de una sola estación con característica de caída.
| Característica | Convertidores con excitación independiente y devanado desmagnetizador en serie. |
||||||
| PSh-120 | PSO-300A | PD-303 | PSO-500 | P SO-800 | ACO-2000 | PS-1000-III | |
| Tipo de generador | OSG-120 | OSG-300A | - | OSG-500 | OSG-800 | SG-1000-II | GS-1000-III |
| Corriente nominal de soldadura, A | 120 | 300 | 300 | 500 | 800 | 1000X2 | 1000 |
| Tensión de circuito abierto, V | 48-65 | 55-80 | 65 | 58-86 | 60-90 | ||
| 30-120 | 75-300 | 80-300 | 125-600 | 200-800 | 300-1200X2 | 300-1200 | |
| 7,3 | 12,5 | 10,0 | 28,0 | 55 | 56,0 | 55,0 | |
| 2900 | 2890 | 2890 | 2930 | 1460 | 1460 | ||
| Eficiencia del convertidor, % | 55 | 60 | - | 59 | 57 | 59 | 60 |
| 1055 | 1015 | 1052 | 1275 | 4000 | 1465 | ||
| longitud | 508 | 770 | 935 | 770 | |||
| ancho | 550 | 590 | |||||
| altura | 730 | 980 | 996 | 1080 | 1190 | 910 | |
| Peso, kilogramos | 155 | 400 | 331 | 540 | 1040 | 4100 | 1600 |
| Característica | Convertidores con autoexcitación: y devanado desmagnetizador en serie | Convertidores de polos sombreados | ||||
| PD-101 | PS-300-1 | zoom pso | PS-500 | PS-300M | SUG-2r-u | |
| Tipo de generador | GD-101 | OSG-300 | ZOOM OSG | GS-500 | SG-300L1 | SMG-2G-SH |
| Corriente nominal de soldadura, A | 125 | 300 | 300 | 500 | 300 | 300 |
| Tensión de circuito abierto, V | 80 | 75 | 60 | 62-80 | 72 | |
| Límites de control de corriente de soldadura, A | 15-135 | 75-320 | 100-300 | 120-600 | 80-340 | 45- 320 |
| Potencia del convertidor, kW | 7,5 | 14,0 | 17,0 | 28,0 | 14,0 | 12,0 |
| Velocidad de rotación del inducido, rpm | 2910 | 1450 | 2910 | 1450 | 1450 | 1460 |
| Eficiencia del convertidor, % | 60 | 70 | 70 | 55 | 57 | 58 |
| Dimensiones totales, mm: longitud | 1026 | 1120 | 1400 | 1200 | 1G20 | |
| ancho | 590 | 600 | 770 | 755 | 626 1080 | |
| altura | 838 | 780 | 1100 | 1180 | ||
| Peso, kilogramos | 222 | 430 | 350 | 940 | 570 | 550 |
Nota. Para todos los convertidores PR 65%; para PD-303 y PSO-ZOOM - 60%.
Clasificación de convertidores y unidades de soldadura. Para la soldadura CC, las fuentes de energía son convertidores de soldadura y unidades de soldadura. El convertidor de soldadura consta de un generador de CC y un motor eléctrico de accionamiento, la unidad de soldadura consta de un generador y un motor de combustión interna. Las unidades de soldadura se utilizan para trabajos en condiciones de campo y en los casos en que el suministro red eléctrica El voltaje fluctúa mucho. El generador y el motor de combustión interna (gasolina o diésel) se montan sobre un bastidor común sin ruedas, sobre rodillos, ruedas, en la carrocería de un automóvil y sobre una base de tractor.
Las siguientes unidades se fabrican para funcionar en diferentes condiciones: ASB-300-7: motor de gasolina GAZ-320 montado con un generador GSO-300-5 sobre un bastidor sin ruedas; ASD-3-1 - motor diesel y generador SGP-3-VIII - del mismo diseño; ASDP-500: como la unidad anterior, pero instalada en un remolque de dos ejes; SDU-2: unidad montada sobre la base del tractor T-100M; PAS-400-VIII - Motor tipo ZIL-164. y el generador SGP-3-VI, montado sobre un marco rígido equipado con rodillos para moverse sobre un piso plano. También se producen otras unidades que difieren en diseño.
Los generadores de soldadura pueden ser de una o varias estaciones y están diseñados para alimentar simultáneamente varias estaciones de soldadura. Los generadores de soldadura de una sola estación se fabrican con características externas rígidas o descendentes.
La mayoría de los generadores que completan las unidades de soldadura y los convertidores (tipo PS y PSO) tienen una característica externa descendente. El generador convertidor tipo PSG tiene una característica rígida de corriente-voltaje. Se producen generadores universales que permiten obtener características tanto de caída como de dureza (convertidores tipo PSU).
Los convertidores de soldadura PSO-500, PSO-ZOOA, PSO-120, PSO-800, PS-1000, ASO-2000, PSM-1000-4 y otros se suministran principalmente con motores asíncronos de jaula de ardilla trifásicos en una sola caja. diseño. Tienen ruedas para desplazarse por el taller o están montados inmóviles sobre una losa.
Los datos técnicos de algunos convertidores se dan en la tabla. 51.
Diseño y operación de generadores de soldadura. La industria produce tres tipos de generadores de soldadura: con devanados de excitación independientes y paralelos, devanados en serie desmagnetizadores y polos sombreados.
Los generadores con un devanado de excitación independiente y un devanado en serie desmagnetizador (Fig.119) se utilizan principalmente en los convertidores de soldadura PS0420, PSO-ZOOA, PSO-500, PSO-800, PS-1000, ASO-2000, que se diferencian en potencia y diseño. .
En el diagrama del generador (Fig.199, A) se muestran dos devanados de excitación: independientes norte y consistente CON, que se encuentran en diferentes polos. Se incluye un reóstato en el circuito de devanado independiente. RT. El devanado en serie está formado por una barra colectora de gran sección transversal, ya que por ella fluye una gran corriente de soldadura. Se hace un grifo con parte de sus vueltas y se coloca en el interruptor. PAG.
El flujo magnético del devanado en serie se dirige hacia el flujo magnético creado por el devanado de campo independiente. Como resultado de la acción de estos hilos, aparece una corriente resultante. En ralentí, el devanado en serie no funciona.
El voltaje de circuito abierto del generador está determinado por la corriente en el devanado de campo. Este voltaje se puede ajustar con un reóstato. RT, cambiando la cantidad de corriente en el circuito del devanado magnetizante.
Cuando se carga, aparece una corriente de soldadura en el devanado en serie, creando un flujo magnético. direccion opuesta. A medida que aumenta la corriente de soldadura, aumenta el flujo magnético opuesto y disminuye el voltaje de operación. Por lo tanto, se forma una característica externa descendente del generador (Fig.119, b).
Las características externas se cambian regulando la corriente en el devanado de excitación independiente y cambiando el número de vueltas del devanado desmagnetizador.
Durante un cortocircuito, la corriente aumenta tanto que el flujo desmagnetizador aumenta considerablemente. El flujo resultante y, por tanto, la tensión en los terminales del generador, cae casi a cero.
La corriente de soldadura se regula de dos formas: cambiando el número de vueltas del devanado desmagnetizador (dos rangos) y mediante un reóstato en el circuito de devanado independiente (control de suavidad). Al conectar el cable de soldadura al terminal izquierdo (Fig. 119, A) se instalan corrientes pequeñas, a la derecha se instalan corrientes grandes.
Los generadores con devanados de campo magnetizantes en paralelo y desmagnetizadores en serie pertenecen al sistema de generadores autoexcitados (Fig. 120). Por tanto, sus polos están hechos de acero ferromagnético, que tiene magnetismo residual.
Como puede verse en el diagrama (Fig.120, A), el generador tiene dos devanados en los polos principales: el magnetizador H y el devanado desmagnetizador conectado en serie C. La corriente del devanado magnetizante es creada por la armadura del propio generador, para lo cual se utiliza el tercer cepillo. CON Ubicado en el conmutador en el medio entre las escobillas principales. A Y b.
La conexión opuesta de los devanados crea una característica externa descendente del generador (Fig.120, b). La corriente de soldadura se regula suavemente mediante un reóstato RP conectado al circuito del devanado de autoexcitación. Para la regulación de corriente por pasos, el devanado desmagnetizador se secciona de la misma forma que en un generador tipo PSO. Los generadores de los convertidores de soldadura PS-300, PSO-ZOOM, PS-3004, PSO-300 PS-500, SAM-400 funcionan según este esquema.
Un generador con polos sombreados (Fig. 121) no tiene un devanado en serie. Este generador tiene una disposición de polos diferente a la de los generadores eléctricos de CC convencionales. Los polos magnéticos no se alternan (al norte le sigue el sur, luego nuevamente el norte, etc.), y los polos del mismo nombre se encuentran cerca (dos al norte y dos al sur, Fig. 121, b). Los polos horizontales Nr se denominan principales, y los verticales norte p - transversal.
Arroz. 121. Generador con polos divididos: a, b - circuitos magnéticos y eléctricos básicos; F g i, F p i - flujos magnéticos de armadura, Fg - flujo magnético principal, F p - flujo magnético transversal, GN - neutro, P - devanado de polo transversal, GL - devanado de polo principal, RT - reóstato
Los polos principales tienen cortes que reducen su sección transversal para garantizar la saturación completa del flujo magnético ya en reposo. Los polos transversales tienen una gran sección transversal y funcionan en todos los modos con saturación incompleta. En los polos principales solo se encuentran los devanados de campo principales, y en los transversales solo se colocan los devanados transversales. Se instala un reóstato de ajuste en el circuito de devanados de excitación transversal. RT. Ambos devanados están conectados en paralelo y reciben energía de las escobillas, es decir, el generador funciona con autoexcitación. El generador tiene dos cepillos principales. A Y b y un cepillo extra Con.
Cuando se carga, aparece una corriente en el devanado de la armadura, lo que crea un flujo magnético de la armadura, que polariza los polos principales y desmagnetiza los transversales. Dado que los polos principales están completamente saturados, la acción del flujo magnetizante no se ve afectada. Con un aumento en la corriente de soldadura, aumenta el flujo magnético de la armadura, aumenta su efecto desmagnetizante (contra el flujo de los polos transversales) y esto conduce a una disminución en el voltaje de operación; Se crea una característica externa descendente del generador. Así, la característica de caída del generador se obtiene debido al efecto desmagnetizador del flujo magnético del inducido.
El control suave de la corriente de soldadura se realiza mediante un reóstato en el circuito del devanado de excitación transversal 1.
1 (En generadores de este tipo producidos anteriormente (SUG-2a, SUG-26, etc.), el ajuste aproximado de la corriente se realizaba desplazando las escobillas del neutro.)
Los generadores de convertidores PS-300M, SUG-2ru, etc. funcionan según un esquema de polo dividido.
Diseños de convertidores de soldadura de una sola estación. Los convertidores PS-300-1 y PSO-300 se utilizan para alimentar una estación de soldadura, revestimiento y corte. Los convertidores están diseñados para corrientes de funcionamiento de 65 a 340 A.
El generador de soldadura convertidor es un tipo de generador con devanados de campo magnetizantes en paralelo y desmagnetizadores en serie.
El generador tiene características externas decrecientes (Fig. 120, b) y dos rangos de corrientes de soldadura: 65 - 200 A y al conectar el cable de soldadura al terminal izquierdo (+) con el número completo de vueltas del devanado desmagnetizador en serie; 160 - 340 A - cuando se conecta al terminal derecho (+) con parte de las vueltas del devanado en serie. El circuito del devanado de excitación magnetizante incluye un reóstato del tipo RU-Zb con una resistencia de 2,98 Ohmios para corrientes de 4,5 - 12 A, diseñado para regular la corriente de soldadura.
El convertidor PSG-300-1 está diseñado para alimentar una estación de soldadura semiautomática con gas protector. El generador convertidor tiene una característica externa rígida, que se crea por el efecto de polarización del devanado de campo en serie. El devanado de campo independiente es alimentado por un rectificador de selenio conectado a la red de CA a través de un estabilizador ferroresonante. Se incluye un reóstato en el circuito del devanado de excitación independiente, que le permite regular suavemente el voltaje en los terminales del generador de 16 a 40 V. El convertidor se conecta a la red mediante un conmutador de paquetes. Los límites de regulación de la corriente de soldadura son 75 - 300 A.
Los convertidores de soldadura universales PSU-300, PSU-500 tienen características externas rígidas y de caída. Los convertidores de este tipo constan de un punto único. generador de soldadura Motor asíncrono trifásico de accionamiento y corriente continua con rotor de jaula de ardilla, ubicado en una sola carcasa.
El generador de soldadura tipo GSU se fabrica con cuatro polos principales y dos adicionales (Fig. 122). En los dos polos principales se colocan las espiras del devanado de excitación magnetizante principal, que recibe energía de la red a través de un transformador estabilizador y un rectificador de selenio. En los otros dos polos principales se colocan las espiras del devanado inductor en serie; el flujo magnético de estos polos se dirige hacia el flujo magnetizante principal. Los devanados de polo adicionales están diseñados para mejorar la conmutación.
Para obtener características externas que caen abruptamente, se encienden un devanado de excitación independiente, un devanado desmagnetizador en serie y parte de las espiras de los polos adicionales.
Al cambiar a características externas rígidas (Fig. 122, b) el devanado desmagnetizador en serie está parcialmente desconectado, pero se conecta un mayor número de vueltas del devanado de polos adicionales.
El cambio del tipo de característica se realiza cambiando el interruptor de paquete instalado en el cuadro y conectando los cables de soldadura a las dos abrazaderas correspondientes en el tablero de terminales.
Convertidor de soldadura Es una combinación de motor AC y DC. La energía eléctrica de la red de corriente alterna se convierte en energía mecánica del motor eléctrico, que hace girar el eje del generador y se convierte en energía eléctrica de soldadura de corriente continua. Por tanto, la eficiencia del convertidor es baja: debido a la presencia de piezas giratorias, son menos fiables y cómodos de usar en comparación con los rectificadores. Sin embargo, para trabajos de construcción e instalación, el uso de generadores tiene una ventaja sobre otras fuentes debido a su menor sensibilidad a las fluctuaciones de la tensión de la red.
Para alimentar el arco eléctrico con corriente continua, móvil y estacionaria. convertidores de soldadura. En la Fig. La Figura 11 muestra el dispositivo de un convertidor de soldadura de estación única PSO-500, producido en masa por nuestra industria.
El convertidor de soldadura de estación única PSO-500 consta de dos máquinas: un motor eléctrico de accionamiento 2 y un generador de soldadura de CC GSO-500, ubicados en una carcasa común 1. La armadura del generador 5 y el rotor del motor eléctrico están ubicados en un eje común. , cuyos cojinetes están instalados en las tapas de la carcasa del convertidor. En el eje entre el motor eléctrico y el generador hay un ventilador 3, diseñado para enfriar la unidad durante el funcionamiento. La armadura del generador está hecha de placas delgadas de acero eléctrico de hasta 1 mm de espesor y está equipada con ranuras longitudinales en las que se colocan espiras aisladas del devanado de la armadura. Los extremos del devanado del inducido están soldados a las placas del conmutador correspondientes. En los polos de los imanes hay 4 bobinas con devanados de alambre aislado, que están incluidos en el circuito eléctrico del generador.
El generador funciona según el principio de inducción electromagnética. Cuando la armadura 5 gira, su devanado cruza las líneas del campo magnético de los imanes, como resultado de lo cual se induce una corriente eléctrica alterna en los devanados de la armadura, que se convierte en corriente continua utilizando el colector 6; Desde las escobillas del colector de corriente 7, cuando hay carga en el circuito de soldadura, la corriente fluye desde el conmutador a los terminales 9.
El equipo de control y lastre del convertidor está montado en la carcasa 1 en una caja común 12.
El convertidor se enciende mediante el interruptor de lote 11. La regulación suave del valor de la corriente de excitación y la regulación del modo de funcionamiento del generador de soldadura se lleva a cabo mediante un reóstato en el circuito de excitación independiente con volante S. Usando un puente que conecta el terminal adicional a uno de los terminales positivos del devanado en serie, puede configurar la corriente de soldadura para operar hasta 300 y hasta 500 A. No se recomienda operar el generador con corrientes que excedan los límites superiores (300 y 500 A), ya que la máquina puede sobrecalentarse y el sistema de conmutación se verá afectado.
La magnitud de la corriente de soldadura está determinada por el amperímetro 10, cuya derivación está conectada al circuito del inducido del generador montado dentro de la carcasa del convertidor.
Los devanados del generador GSO-500 están hechos de cobre o aluminio. Las barras colectoras de aluminio están reforzadas con placas de cobre. Para protegerse contra las interferencias de radio que se producen durante el funcionamiento del generador, se utiliza un filtro capacitivo que consta de dos condensadores.
Antes de poner en funcionamiento el convertidor es necesario comprobar la conexión a tierra de la caja; estado de las escobillas del conmutador; fiabilidad de los contactos en los circuitos internos y externos; gire el volante del reóstato en sentido antihorario hasta que se detenga; comprobar que los extremos de los hilos de soldadura no se toquen; instale un puente en el tablero de terminales según la corriente de soldadura requerida (300 o 500 A).
El convertidor se pone en marcha encendiendo el motor en la red (interruptor de lote 11). Después de conectarse a la red, es necesario verificar el sentido de rotación del generador (visto desde el lado del colector, el rotor debe girar en sentido antihorario) y, si es necesario, intercambiar los cables en el punto donde están conectados a la red. red de suministro.
Normas de seguridad para el funcionamiento de convertidores de soldadura.
Al operar convertidores de soldadura, debe recordar:
- La tensión en los terminales del motor de 380/220 V es peligrosa. Por tanto, “ninguno de los dos debería cerrarse. Todas las conexiones externas Alto voltaje(380/220 V) sólo debe ser realizado por un electricista autorizado para realizar trabajos de instalación eléctrica;
- la carcasa del convertidor debe estar conectada a tierra de manera confiable;
- el voltaje en los terminales del generador, igual a una carga de 40 V, durante el ralentí del generador GSO-500 puede aumentar a 85 V. Cuando se trabaja en interiores y exteriores en presencia de alta humedad, polvo, alta temperatura del aire ambiente (más de 30 o C), suelo conductor o cuando se trabaja en estructuras metalicas Una tensión superior a 12 V se considera potencialmente mortal.
En todas las condiciones desfavorables (habitación húmeda, suelo conductor, etc.), es necesario utilizar alfombras de goma, así como zapatos y guantes de goma.
El peligro de daños en los ojos, las manos y la cara por los rayos del arco eléctrico, las salpicaduras de metal fundido y las medidas de protección contra ellos son las mismas que cuando se trabaja.
Los convertidores de soldadura se dividen en los siguientes grupos: según el número de postes alimentados, uno, protectores diseñados para alimentar un arco de soldadura; multiestación, alimentando varios arcos de soldadura simultáneamente; según el método de instalación: estacionario, instalado inmóvil sobre cimientos; móvil, montado sobre carros; por el tipo de motor que acciona el generador: máquinas accionadas eléctricamente; automóviles con motor de combustión interna (gasolina o diésel); según el método de ejecución: caja única, en la que el generador y el motor están montados en una sola caja; separado, en el que el generador y el motor están instalados en el mismo bastidor, y el accionamiento se realiza a través de un acoplamiento.
Convertidores de soldadura de estación única Constan de un generador y un motor eléctrico o de combustión interna. El circuito eléctrico del generador de soldadura proporciona una característica externa descendente y limita la corriente de cortocircuito. La característica externa de corriente-voltaje / (Fig. 14) muestra la relación entre voltaje y corriente en los terminales del circuito de soldadura del generador. Para la estabilidad del arco de soldadura, la característica del generador / debe cruzarse con la característica del arco. III. Cuando se excita el arco, el voltaje cambia (//) del punto I al punto 2. Cuando
Generadores de polos sombreadosProporcionar una característica externa descendente utilizando el efecto desmagnetizador del flujo magnético de la armadura. En la Fig. La figura 15 muestra un esquema de un generador de soldadura de este tipo. El generador tiene cuatro principales (norteGRAMO y Sr son los principales, nn Y Sn - transversal) y dos adicionales (norte Y S) polos. En este caso, los polos principales del mismo nombre se encuentran cerca, formando, por así decirlo, un polo bifurcado. Los devanados de campo tienen dos secciones: no regulados 2 y ajustable 1. El devanado no regulado se ubica en los cuatro polos principales y el devanado ajustable se ubica solo en los transversales. En el circuito del devanado de excitación ajustable está incluido el reóstato 3. En los polos adicionales se encuentra un devanado en serie. 4. A lo largo del eje neutro de simetría O-O Entre los polos opuestos del conmutador del generador se encuentran las escobillas principales a y ft, a las que está conectado el circuito de soldadura. cepillo adicional Con sirve para alimentar los devanados de excitación.
Cuando el generador está inactivo (Fig. 16, A) Los devanados de los polos crean dos flujos magnéticos Fg y Fp, que inducen e. d.s. en el devanado de la armadura. Cuando el circuito de soldadura está cerrado (Fig. 16, b), fluirá una corriente a través del devanado de la armadura, lo que crea un flujo magnético de la armadura Fya, dirigido a lo largo de la línea de las escobillas principales y cerrándose a través de los polos del generador. El flujo magnético de la armadura Fya se puede descomponer en dos componentes de flujo Phag y Fya. El flujo Fag coincidirá en dirección con el flujo Fg de los polos principales, pero no puede fortalecerlo, ya que los polos principales del generador tienen cortes que reducen sus áreas de sección transversal y, por lo tanto, operan en plena saturación magnética (es decir, la El flujo magnético de estos polos es independiente de la carga y permanece casi constante). El flujo FYap se dirige contra el flujo Ф„ de los polos transversales y por lo tanto lo debilita e incluso puede cambiar la dirección del flujo total. Esta acción del flujo magnético de la armadura conduce a un debilitamiento del total.
accionamiento magnético del generador y, por lo tanto, a una disminución del voltaje en las escobillas principales del generador. Cuanto mayor es la corriente que fluye a través del devanado del inducido, mayor es el flujo magnético Fya y más disminuye el voltaje. Cuando se produce un cortocircuito en el circuito de soldadura, el voltaje en las escobillas principales casi llega a cero.
La corriente de soldadura se ajusta en dos etapas: de forma aproximada y precisa. Durante el ajuste aproximado, se desplaza el travesaño del cepillo en el que se encuentran los tres cepillos del generador. Si mueve las escobillas en el sentido de rotación de la armadura, el efecto desmagnetizador del flujo de la armadura aumenta y la corriente de soldadura disminuye. Con el corte inverso, el efecto desmagnetizante disminuye y la corriente de soldadura aumenta. De esta forma se establecen intervalos de corrientes grandes y pequeñas. La regulación de corriente suave y precisa se lleva a cabo mediante un reóstato conectado al circuito del devanado de excitación. Al aumentar o disminuir la corriente de excitación en el devanado de los polos transversales con un reóstato, se cambia el flujo magnético FP, cambiando así el voltaje del generador y la corriente de soldadura.
En generadores con polos divididos de producción tardía, la corriente de soldadura se regula cambiando el número de vueltas de los devanados seccionales de los polos del generador y un reóstato conectado al circuito del devanado de campo. El reóstato está instalado en la carcasa del generador y tiene una escala con divisiones en amperios. Los generadores SG-300M-1 utilizados en los convertidores PS-300M-1 funcionan según este esquema.
Diagrama esquemático Generador con efecto desmagnetizador del devanado en serie. La excitación incluida en el circuito de soldadura se muestra en la Fig. 17. El generador tiene dos devanados: un devanado de excitación 1 y un devanado en serie desmagnetizador. 2. El devanado de campo se alimenta desde las escobillas principal y adicional (byc), o desde una fuente especial de corriente continua (desde una red de corriente alterna a través de un rectificador de selenio). Mago-
El flujo de hilo Fv creado por este devanado es constante y no depende de la carga del generador. El devanado desmagnetizador está conectado en serie con el devanado del inducido de modo que cuando se quema el arco, la corriente de soldadura que pasa a través del devanado crea un flujo magnético Фп dirigido contra el flujo Ф0. Por lo tanto, e. d.s. El generador será inducido por el flujo magnético resultante Фв - Фп - Con un aumento en la corriente de soldadura, el flujo magnético Фп aumenta y el flujo magnético resultante Ф„ - Фм disminuye. Como resultado, la e inducida disminuye. d.s. generador Por tanto, el efecto desmagnetizador del devanado. 2 Proporciona una característica externa descendente del generador. La corriente de soldadura se regula cambiando las vueltas del devanado en serie (ajuste aproximado - dos rangos) y el reóstato del devanado de excitación (ajuste suave y fino dentro de cada rango). Según este esquema se fabrican los generadores GSO-120, GSO-ZOO, GS0500, GS-500, etc. especificaciones técnicas casamentero
Los convertidores de roca se dan en la tabla. 1.
En la Fig. La figura 18 muestra el convertidor de soldadura móvil de estación única PSO-500, que se produce en serie y ha encontrado una amplia aplicación en trabajos de construcción e instalación. Consiste en un generador GSO-5SYU y un motor eléctrico asíncrono trifásico AV-72-4, montados en una sola carcasa sobre ruedas para desplazarse por la obra. El convertidor está diseñado para soldadura por arco manual, manguera semiautomática y soldadura por arco sumergido automática. Para una regulación aproximada de la corriente de soldadura (cambio de vueltas del devanado en serie), se conectan un contacto negativo y dos positivos al tablero de terminales del generador. Si se requiere una corriente de soldadura en el rango de 120...350 A, los cables de soldadura se conectan a los contactos negativo y positivo medio. Cuando se opera con corrientes de 350...600 A, los cables de soldadura se conectan a los contactos negativo y positivo extremo. La corriente de soldadura se regula suavemente mediante un reóstato conectado al circuito de bobinado de excitación independiente. El reóstato está ubicado en el cuerpo de la máquina y tiene un volante con indicador de corriente. La escala tiene dos filas de números correspondientes a los contactos conectados: la fila interior - hasta 350 A y la fila exterior - hasta 6СУ А.
Para realizar trabajos de soldadura en ausencia de electricidad (en edificios nuevos, en trabajo de instalación en condiciones de campo, al soldar oleoductos y gasoductos, al instalar mástiles de transmisión de energía de alto voltaje, etc.), se utilizan unidades de soldadura móviles, que constan de un generador de soldadura y un motor de combustión interna. En la tabla se ofrece una breve descripción técnica de las unidades de soldadura más comunes con motores de combustión interna. 2.
Tabla 2
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Marca de la unidad |
Marca del generador |
Tensión nominal, V |
Límites de control de corriente de soldadura, A |
Motor |
Peso unitario, kg |
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Potencia, kW (CV) |
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En la Fig. 19 muestra la unidad de soldadura de este grupo PAS-400-VIII. La unidad consta de un generador SGP-3-VI y un motor de combustión interna ZIL-120 o ZIL-164. El generador funciona según un circuito con un devanado en serie desmagnetizador. La corriente está regulada por un reóstato en el circuito del devanado de excitación principal. El motor de la unidad de cocción está especialmente adaptado para funcionamiento estacionario a largo plazo: tiene un controlador de velocidad centrífugo automático; regulación manual para funcionamiento a bajas velocidades; Apagado automático del encendido cuando la velocidad aumenta repentinamente. La unidad de soldadura está montada sobre una estructura metálica rígida con rodillos para su movimiento. La presencia de un techo y cortinas metálicas laterales que protegen de la precipitación permite utilizar la unidad para trabajos al aire libre.
Para soldar con gases de protección, así como para soldadura semiautomática y automática, se utilizan generadores con una característica externa rígida o creciente. Dichos generadores tienen devanados de excitación independientes y un devanado en serie de polarización. Al ralentí e. d.s. El generador es inducido por un flujo magnético creado por un devanado de excitación independiente. Durante el modo de funcionamiento, la corriente de soldadura, que pasa a través del devanado en serie, crea un flujo magnético que coincide en dirección con el flujo magnético del devanado de excitación independiente. Esto asegura una característica corriente-tensión rígida o creciente.
En la Fig. La figura 20 muestra un convertidor de este tipo PSG-350, compuesto por un generador de soldadura DC GSG-350 y un motor eléctrico asíncrono trifásico AB-61-2 con una potencia de 14 kW. ¡Tener un generador! un devanado de excitación independiente y un devanado en serie de polarización. El devanado de excitación independiente se alimenta desde una red externa a través de rectificadores de selenio y un estabilizador de voltaje, lo que elimina la influencia de las fluctuaciones de voltaje en la red sobre la corriente de excitación. El devanado en serie se divide en dos secciones: cuando parte de las vueltas se incluyen en el circuito de soldadura, el generador funciona en un modo característico rígido, y cuando se utilizan todas las vueltas del devanado, el generador da una característica externa creciente. El generador y el motor están alojados en una carcasa común y montados sobre un carro.
Los convertidores universales PSU-300 y PSU-500-2, diseñados para soldadura manual, soldadura automática por arco sumergido, así como soldadura automática y semiautomática en gases de protección, proporcionan características externas rígidas y descendentes. En estos convertidores, al conmutar los devanados independientes y en serie del generador, es posible crear flujos desmagnetizantes y de polarización y, en consecuencia, obtener una u otra característica.
Cuando trabaje en una obra o fábrica con varias estaciones de soldadura ubicadas cerca una de otra, utilice Convertidor de soldadura multiestación. La característica externa de un generador de soldadura multiestación debe ser rígida, es decir, independientemente del número de estaciones de trabajo, el voltaje del generador debe ser constante. Para obtener un voltaje constante, el generador multiestación (Fig.21) tiene un devanado de excitación paralelo 1, que crea un flujo magnético 0i y un devanado en serie 3, que crea un flujo magnético F la misma dirección.
Al ralentí e. d.s. El generador es inducido únicamente por el flujo magnético Фь ya que no hay corriente en el devanado en serie. El voltaje del generador es suficiente para encender el arco. Durante la soldadura, aparece corriente en el devanado del inducido y, en consecuencia, en el devanado de campo en serie. En este caso, aparece un flujo magnético Ф^ ye. d.s. será inducido por el flujo total 0i + Fg. La caída de voltaje dentro del generador durante el modo de funcionamiento se compensa con el aumento del flujo magnético y, por lo tanto, el voltaje permanece igual al voltaje del circuito abierto. Para obtener una característica externa descendente, las estaciones de soldadura se conectan al circuito del generador a través de reóstatos de lastre ajustables. 4. El voltaje del generador está regulado por un reóstato. 2, incluido en el circuito del devanado de excitación en paralelo. La corriente de soldadura se ajusta cambiando la resistencia del reóstato de balasto.
El convertidor de soldadura multiestación PSM-1000 (Fig. 22) consta de un generador de soldadura de CC tipo SG-1000 y un motor asíncrono trifásico, montados en una carcasa. Generador SG-1000, de seis polos, autoexcitado, tiene un paralelo
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js 220/3808 15 kilovatios |
Devanados nuevos y en serie que crean flujos magnéticos en la misma dirección. El kit de la máquina de soldar incluye nueve reóstatos de lastre RB-200, que permiten el despliegue de nueve postes.
Los convertidores PSM-1000-1 y PSM-1000-11 no tienen diferencias de diseño significativas. Devanados de excitación del generador
Los PSM-1000-I están hechos de cobre, mientras que los PSM-1000-II están hechos de aluminio. La última modificación es el PSM-1000-4, que consta de un generador GSM-1000-4 y un motor eléctrico A2-82-2 con una potencia de 75 kW. El kit convertidor incluye reóstatos de lastre RB-200-1 (9 piezas) o RB-300-1 (6 piezas).
El reóstato de balasto RB-200 (Fig. 23) tiene cinco interruptores, mediante los cuales se ajusta la resistencia del reóstato. Estas conmutaciones le permiten ajustar la corriente de soldadura en pasos cada 10 A dentro del rango de 10...200 A.
El uso de convertidores de soldadura de estaciones múltiples reduce el área ocupada por los equipos de soldadura y reduce el costo de reparación, mantenimiento y servicio. Sin embargo, la eficiencia de la estación de soldadura es claramente menor que la de un convertidor de una sola estación, debido a las grandes pérdidas de potencia en los reóstatos de balasto. Por lo tanto, la elección de una unidad de soldadura multiestación o varias de una sola estación se justifica mediante cálculos técnicos y económicos para condiciones específicas.
Si es económicamente rentable utilizar unidades de soldadura de una sola estación, pero la potencia de un generador no es suficiente para operar la estación de soldadura, encienda dos unidades de soldadura en paralelo. Al conectar generadores en paralelo, se deben observar las siguientes condiciones. Los generadores deben ser del mismo tipo y características externas. Antes de encender, es necesario ajustar los generadores al mismo voltaje.
Ralentí. Después de ponerlo en funcionamiento, utilice los dispositivos de control para configurar los generadores a la misma carga mediante el amperímetro. Si la carga es desigual, el voltaje de un generador será mayor que el del otro y el generador baja tensión, alimentado por la corriente del segundo generador, funcionará como motor. Esto provocará la desmagnetización de los polos del generador y su falla. Por lo tanto, es necesario controlar constantemente las lecturas del amperímetro y, si es necesario, ajustar la uniformidad de la carga.
Para igualar el voltaje de los generadores que funcionan en paralelo con características externas decrecientes, se utiliza la alimentación cruzada de sus circuitos de excitación: los devanados de excitación de un generador son alimentados por las escobillas del inducido de otro generador (Fig. 24). Tienen contactos de ecualización, que deben conectarse entre sí durante el funcionamiento en paralelo.
Al conectar generadores multiestación PSM-1000 en paralelo, es necesario conectar los terminales de los paneles de los generadores GS-1000, marcados con la letra U (ecualización), entre sí con un cable; en este caso, los devanados en serie de los generadores se conectan en paralelo y, así, se eliminan las fluctuaciones en la distribución de la carga entre los generadores.