- •ВВЕДЕНИЕ
- •ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДУГОВОГО РАЗРЯДА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРОЧНОЙ ДУГИ
- •ОСОБЕННОСТИ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ ОДНОФАЗНЫХ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
- •ТРАНСФОРМАТОРЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ МАГНИТНЫМ РАССЕЯНИЕМ В КОМБИНАЦИИ С РЕАКТИВНОЙ ОБМОТКОЙ
- •Фикм = ФоК = Фов;
- •МНОГОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
- •Импульсные возбудители дуги
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ СВАРОЧНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
- •Сварочный преобразователь ПСО-120
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СВАРОЧНЫХ ГЕНЕРАТОРАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •Umin = 27,0 в;
- •СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С РАСЩЕПЛЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ
- •СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ
- •^о = Ег0 = СФпо,
- •МНОГОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
- •ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СВАРОЧНЫЕ УСТАНОВКИ
- •Типовые схемы выпрямительных установок
- •Однофазные выпрямительные сварочные установки
- •Трехфазные выпрямительные сварочные установки типа СПГ-100, СПС-100, СПС-300
- •ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
- •ВЫБОР И МОНТАЖ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
- •ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С РАСЩЕПЛЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ
§ 1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ГЕНЕРАТОРА
Генераторы с расщепленными полюсами применяются в свароч ной технике с начала 30-х годов. По основному принципу действия и схеме (фиг. 150) эти генераторы можно рассматривать как разно видность схемы генератора с намагничивающей параллельной обмот кой, питаемой от одной из основных и третьей дополнительной щеток генератора.
Как уже указывалось в предыдущей главе, поток якоря подмагничивает одну половину полюса и размагничивает другую. Если часть полюса, которая подмагничивается н. с. обмотки якоря, сильно насыщена уже при холостом ходе (например, в генераторе СМП-3), то увеличение потока в этой части полюса при нагрузке весьма невелико. Между тем размагничивающее действие н. с. обмотки якоря будет уменьшать суммарный поток в воздушном зазоре под полюсом. Вследствие этого э. д. с. генератора и напряжение на ос новных щетках при нагрузке будут уменьшаться с увеличением сварочного тока даже без применения специальной последователь ной размагничивающей обмотки. Для усиления размагничивающего действия реакции якоря и увеличения насыщения той части полюса, поток которой желательно поддерживать при нагрузке неизменным, в генераторах с расщепленными полюсами обе эти части каждого полюса генератора разделены (расщеплены) на два отдельных по люса одинаковой полярности, которые располагаются вдоль окруж ности якоря один за другим (фиг. 151). Угол между осями двух полюсов одинаковой полярности, представляющий собой один рас щепленный полюс, составляет примерно 90°. Таким образом, генера тор с расщепленными полюсами, имея четыре основных полюса, по существу является двухполюсной машиной, так как каждая пара полюсов одинаковой полярности расположена рядом, а не чере дуется с полюсами другой полярности, как это имеет место в обычных электрических машинах постоянного тока.
Поэтому при наличии четырех полюсов генератор с расщеплен ными полюсами имеет лишь одну нейтраль. Эта нейтраль располо
жена перпендикулярно оси, проходящей между парой одноименных полюсов, образующих один расщепленный полюс Np или5р (фиг. 151).
На этой нейтрали размещаются основные щетки генератора а и 6, а между ними устанавливается дополнительная третья щетка с (фиг. 150 и 151).
Одна пара полюсов разной полярности, расположенная горизон тально, называется главными полюсами. Вторая пара полюсов,
Фиг. 150. Принципиальная схема сварочного генератора с расще пленными полюсами:
НГ — намагничивающая обмотка главных полюсов; НП — намагни чивающая обмотка поперечных полюсов; Р — регулировочный рео стат, Фг — поток главных полюсов;
Фп — поток поперечных полюсов; ig—ток в обмотке главных полюсов; in — ток в обмотке поперечных полюсов.
Фиг. 151. Расположение основных полю сов и взаимодействие потоков в свароч ном генераторе с расщепленными полю сами.
расположенная вертикально, называется поперечными полюсами. Каждая пара полюсов имеет намагничивающие обмотки, питаемые от щеток а — с. Н. с. обмотки НГ главных полюсов, которые подмагничиваются потоком якоря, обычно больше н. с. обмотки НП поперечных полюсов (см. фиг. 150). В главных полюсах для усиле ния насыщения делаются специальные вырезы. По этим причинам главные полюсы более насыщены, чем поперечные. Намагничиваю щие обмотки полюсов могут включаться между собой параллельно (фиг. 150) или последовательно. В цепь обмотки поперечных полю сов НП обычно включается реостат Р, который служит для регули рования режима, работы генератора.
Намагничивающие обмотки полюсов создают два независимых взаимно-перпендикулярных потока Фг и Ф„, которые замыкаются через соответствующую пару полюсов.
Поток в воздушном зазоре под главными полюсами индуктирует в одной половине проводников якоря э. д. с. Еас. В свою очередь,
поток в воздушном зазоре под поперечными полюсами индукти рует в другой половине проводников якоря э. д. с. ЕсЪ.
Суммарная э. д. с. ЕаЬ в |
якоре равна алгебраической сумме |
э. д. с. ЕаЬ и Есъ, а напряжение |
UQb на основных щетках генератора |
соответственно равно алгебраической сумме напряжений на щетках
а — с и с — Ь.
Подмагничивающее действие реакции якоря при нагрузке мало сказывается на изменении потока под главными полюсами из-за насыщения этих полюсов. Вследствие этого напряжение на щетках а — с Uас, от которых питается намагничивающие обмотки полюсов, также мало изменяется при нагрузке. Размагничивающее действие реакции якоря на поток в воздушном зазоре под поперечными полю сами сказывается весьма сильно: по мере увеличения сварочного тока результирующий поток поперечных полюсов уменьшается и даже меняет свой знак. Поэтому напряжение на щетках с — Ь, зависящее от этого потока, соответственно изменяется при нагрузке.
Таким образом, напряжение Uab на основных щетках генера тора будет уменьшаться с увеличением сварочного тока в резуль тате взаимодействия намагничивающих сил обмоток возбуждения и н. с. обмотки якоря, которая в генераторах с расщепленными полю сами действует так же, как размагничивающая последовательная обмотка.
§ 2. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ РАБОТЫ СВАРОЧНОГО ГЕНЕРАТОРА
Холостой ход. При отсутствии тока в якоре и сварочной цепи в генераторе существует лишь два магнитных потока: поток главных полюсов Фг и поток поперечных полюсов Фя, создаваемые н. с. соответствующих обмоток возбуждения НГ и НП (фиг. 150). Эти
потоки индуктируют э. д. с. в якоре Е ас и Есь, |
которые |
при холо |
||||||||
стом ходе равны напряжениям на щетках |
Uас и Ucb: |
|
||||||||
|
Е а с = |
и |
ас = |
- 2- Ф г = |
^ |
- |
, |
|
(218), |
|
|
Е сЬ = |
и |
сЬ = |
- ^ |
Ф п = |
^ |
|
, |
|
(219) |
где /г и in — токи |
соответственно |
в обмотках |
главных |
и попереч |
||||||
ных |
полюсов; |
|
|
|
|
в |
обмотках главных |
|||
ws и wn — числа витков соответственно |
ипоперечных полюсов;
иR^n — магнитные сопротивления соответственно на пути по токов главных и поперечных полюсов, причем R ^ всегда больше R^n вследствие сильного насыщения главных полюсов.
Так как н. с. обмоток и магнитные сопротивления на пути по токов главных и поперечных полюсов разные, то и напряжения
Uас и VсЬ при холостом ходе могут быть разными, что отличает генератор с расщепленными полюсами от сварочных генераторов, описанных в предыдущей главе.
Напряжение на основных щетках UаЪ, т. е. напряжение холостого хода генератора £/0, равно сумме напряжений Uac и Ucb:
и 0 = и ас + и сЬ = 4 - [-^ 2 - + - ^ ] . |
(220) |
Нагрузка. Распределение магнитного поля под полюсами при нагрузке с появлением тока в якоре резко изменяется, так как н. с. обмотки якоря, как уже говорилось, оказывает существен ное влияние на величину суммарного потока полюсов генератора
ираспределение поля в воздушном зазоре.
Вгенераторах с расщепленными полюсами для удобства анализа можно рассматривать обмотку якоря, как бы состоящую из двух катушек, магнитные оси или направление действия н. с. которых сов падают с осями главных и поперечных полюсов.
Разделим якорь условно на четыре сектора при помощи двух осевых линий ab и сс\ как показано на фиг. 151. Тогда можно счи
тать, |
что |
проводники якоря, лежащие в пазах секторов / по дугаАм |
|||
cb |
и |
ас', |
образуют катушку, |
магнитная ось |
которой направлена |
по |
оси главных полюсов. В |
соответствии с |
направлением токов |
в этих проводниках, направление потока Фян, создаваемого н. с. катушки /, совпадает с направление^ потока главных полюсов Фг (см. фиг. 151). Таким образом, н. с. катушки / обмотки якоря ока зывает подмагничивающее действие на главные полюсы. Обозначим число эквивалентных витков подмагничивающей катушки / обмотки якоря через тюян. Остальные проводники якоря, лежащие в пазах секторов II по дугам ас и Ьс', образуют вторую катушку, магнитная ось которой совпадает с осью поперечных полюсов. Однако, как видно из фиг. 151, направление н. с. и потока Фяр, создаваемого н. с. катушки II, противоположно направлению потока попереч ных полюсов и, следовательно, размагничивает последние. Число эквивалентных витков размагничивающей катушки II обмотки якоря обозначим через шяр.
В частном случае, когда щетки а — b расположены на нейтрали,
^ Я Н ^ Яр' |
с принятым |
разделением обмотки якоря на две |
В соответствии |
||
катушки следует |
при анализе |
работы генератора учитывать, что |
по оси главных полюсов действуют н. с. i2w2 обмотки возбуждения НГ и н. с. IdwHH катушки / обмотки якоря, а по оси поперечных полюсов—н. с. inwnобмотки возбуждения НП и н. с. 1дхюяркатушки II обмотки якоря.
Уравнения для э. д. с. в якоре с учетом описанного выше взаимо действия н. с. обмоток возбуждения и обмотки якоря генератора
примут следующий вид:
Е |
ас |
С |
(i3Ws -f- / д^ян) . |
(221) |
|
2 ' |
V |
||||
|
|
|
|||
Е |
|
|
(inW„ ~ 1dwxp) |
(222) |
|
|
|
R[Х.П |
|||
|
|
|
|
Из сравнения уравнений (221) и (218) видно, что результирующая н. с., действующая по оси главных полюсов, при нагрузке будет больше, чем при холостом ходе. Однако так как главные полюсы сильно насыщены, то увеличение результирующей н. с. практи чески не вызывает увеличения потока в зазоре под этими полюсами. Вследствие этого э. д. с. Еас и соответствующее ей напряжение Uac мало изменяются при нагрузке. Поэтому подмагничивающим дей ствием н. с. обмотки якоря можно пренебречь. Следовательно, уравнение (221) примет вид, аналогичный уравнению (218):
и ас~ Е ас = ^ |
= const, |
(223) |
которое будет справедливо и для режима нагрузки. Напряжение на основных щетках генератора а — b с учетом падения напряжения на участке последовательной цепи якоря внутри генератора можно выразить в соответствии с уравнением (218) и (222) так:
Uab Еас + Ecb |
___ С / |
, |
|
IdR3 |
|
|
|
, i n w „ - / Л р |
|
(224) |
|
|
) - / Л - |
|
|
Из анализа уравнения (222), |
(223) и (224) видно, что с увеличе |
||
нием сварочного тока э. д. с. Еас и напряжение |
0 ас |
изменяются |
|
мало, а э. д. с. ЕсЬ и соответствующее ей. напряжение |
Ucb умень |
шаются и при некоторых значениях тока дуги могут изменить свой знак, когда поперечные полюсы под влиянием размагничивающего
действия реакции якоря перемагничиваются. Напряжение |
Uab |
в результате такого изменения составляющих его напряжений |
Uас |
и Ucb будет с увеличением сварочного тока уменьшаться. Описан ные выше явления наглядно подтверждаются опытными кривыми изменения напряжений Uab> Uас и Uсъ в функции сварочного тока, полученными при испытаниях генератора с расщепленными полю сами типа СМГ-26 (фиг. 152). Эти кривые весьма похожи на анало гичные кривые для генератора с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения (см. фиг. 138). Последнее подтверждает общность принципов действия обоих генераторов.
Напряжение источника питания, равное напряжению на дуго вом промежутке, определяется из уравнения (224) с учетом полного падения напряжения в сварочной цепи:
|
|
и я = Ua |
|
iewг |
, |
— 1дЮяр |
|
|
|
||
|
|
|
^ fj-г |
|
хп |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Последнее выражение легко преобразовать к виду, принятому |
|||||||||||
нами для |
всех типов |
источников питания дуги: |
|
|
|||||||
|
|
|
|
hw8 , |
irflQn |
C wnp |
|
|
(225) |
||
|
|
|
|
R^a |
R^n |
- h |
|
+ Ъ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
чая |
Учтя уравнение (220) и обозна |
|||||
|
|
|
|
|
по-прежнему |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
Cwnp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“ 2/гря » |
|
|
|
|
|
|
|
|
преобразуем |
уравнение |
(225): |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
u d= u 0- |
i d(R3 + Rc). |
(226) |
||
|
|
|
|
|
как |
Из этого |
выражения |
определим, |
|||
|
|
|
|
|
обычно, |
значение |
сварочного |
||||
|
|
|
|
|
тока при заданном значении напря |
||||||
|
|
|
|
|
жения дуги: |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
и 0 - У д |
|
(227) |
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
Rs + Rc |
|
|
Ф и г . 152. В н е ш н я я х а р а к т е р и с т и к а |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
U иЬ= |
f ( / ) |
(7) с в а р о ч н о г о |
г е н е р а |
|
Короткое |
замыкание. |
При |
этом |
|||
т о р а с |
р асщ е п л ен н ы м и п о л ю сам и |
|
|
||||||||
и к р и в ы е за в и с и м о с т и |
н а п р я ж е н и й |
режиме напряжение Uас почти |
пол |
||||||||
Uас (2)> Uсь (3) о т с в а р о ч н о г о т о к а . |
ностью уравновешивается напряже |
||||||||||
знак |
(см. |
фиг. |
152), |
так |
нием Ucb, которое изменяет свой |
||||||
как |
поперечные полюсы перемагничи |
ваются под влиянием размагничивающего действия реакции якоря. Для режима короткого замыкания уравнение (224) с учетом пол ного падения в сварочной цепи примет вид
E ac + E cb- I KR c = 0.
Так как падение напряжения в сварочной цепи относительно невелико, то можно положить, что Еас^ —ЕсЬ. Следовательно, при коротком замыкании потоки главных и поперечных полюсов будут примерно одинаковыми. Поэтому насыщение поперечных полюсов при коротком замыкании может быть в некоторых слу чаях, больше, чем при холостом ходе, когда обычно Фг > Фп.
Уравнение для определения тока короткого замыкания может быть получено из уравнения (227) при условии, что 1д = 1к и Vд =* = 0:
ти,
*R B + R C '
Вследствие насыщения поперечных полюсов при режимах, близ ких к короткому замыканию, магнитное сопротивление R^n воз растает, что ослабляет размагничивающее действие реакции якоря, т. е. приводит к уменьшению эквивалентного сопротивления. По этой причине ток короткого замыкания несколько возрастает, так как внешняя характеристика генератора при режимах, близких к короткому замыканию, становится полого падающей (см. фиг. 156).
§ 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА
Способы регулирования режима в генераторах с расщепленными полюсами принципиально аналогичны способам, описанным в пре дыдущих главах. Как следует из уравнений (220), (225) и (227), режим сварки можно регулировать, следующими двумя способами.
При изменении тока in в |
|
|||||
намагничивающей |
обмотке НП |
|
||||
поперечных полюсов изменяется |
|
|||||
сварочный ток (фиг. 153), а |
|
|||||
также |
напряжение |
холостого |
|
|||
хода генератора. |
|
большой |
|
|||
Для |
достижения |
|
||||
кратности |
регулирования |
сва |
|
|||
рочного |
тока приходится |
зна |
|
|||
чительно изменять напряжение |
|
|||||
холостого |
хода |
генератора, |
|
|||
что, как было показано в |
пре |
|
||||
дыдущих главах, |
является |
не |
|
|||
достатком такого способа регу |
Ф и г . 153. [Р е г у л и р о в о ч н а я к р и в а я ~ г/<э = |
|||||
лирования. |
|
|
|
|
— f(ln) с в а р о ч н о г о г е н е р а т о р а с * р а с щ е п |
|
|
|
|
|
лен н ы м и п о л ю сам и т и п а СМГ-26. U н= ЗОв. |
||
В обмотке НГ |
главных по |
|||||
люсов нельзя изменять ток /г, |
|
|||||
так как это может |
привести к уменьшению степени насыщения этих |
полюсов, т. е. к нарушению нормальной работы генераторов с рас щепленными полюсами.
Второй способ регулирования заключается в изменении размаг ничивающего действия реакции якоря, т. е. в изменении числа размагничивающих витков шяр, подобно тому, как этот способ применяется в генераторах, имеющих размагничивающую последо вательную обмотку.
В генераторах с расщепленными полюсами изменение размагни чивающего действия реакции якоря или числа витков хюяр достигается
путем смещения щеток с нейтрали. При смещении щеток с нейтрали происходит изменение направления токов в некоторых проводниках якоря, в результате чего витки якоря перераспределяются между подмагничивающей и размагничивающей катушками, на которые мы условно разделили всю обмотку якоря.
Как уже было указано, при расположении щеток на нейтрали
™ян = OV
Изменение числа витков подмагничивающей и размагничивающей катушек обмотки якоря при смещении щеток можно определить при
Ф и г . 154. К о п р ед е л е н и ю и зм ен е н и я ч и сл а в и т к о в я к о р я хюян и хюяр п р и см ещ ен и и щ е т о к :
а — против направления вращения генератора; б — по направлению вращения генератора.
помощи построений, показанных на фиг. 154. При смещении щеток относительно нейтрали п р о т и в направления вращения на угол а (фиг.>154, а) необходимо для определения числа проводников, вхо дящих в секторы / и //, симметрично сместить вспомогательную осевую линию сс' (см. фиг. 151) на угол а по направлению вращения (см. осевую линию с'с" на фиг. 154). В результате такого смещения осей центральный угол сектора / увеличится на 2а, а цен
тральный |
угол |
сектора |
II |
уменьшится |
на |
2а. |
Соответственно |
||
с этим, как видно из фиг. 154, а, число витков |
хюян |
подмагничиваю |
|||||||
щей катушки / |
увеличится, |
а число витков шяр размагничивающей |
|||||||
катушки |
II уменьшится по |
сравнению |
с расположением щеток |
||||||
на нейтрали. |
|
|
|
|
|
нейтрали |
по |
||
Наоборот, при смещении щеток относительно |
|||||||||
направлению вращения на |
угол а, как видно из |
построений |
на |
||||||
фиг. 154, |
б, число витков |
подмагничивающей |
обмотки |
wHH умень |
|||||
шится, а число витков размагничивающей обмотки |
шяр увели |
||||||||
чится. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число витков, образуемых проводниками, расположенными в па |
|||||||||
зах секторов I |
и IIу пропорционально величине центральных углов |
этих секторов. При расположении щеток на нейтрали центральный
угол |
равен |
При смещении щеток относительно нейтрали на |
|||
угол |
+ а, как видно из построений на фиг. 154, центральный угол |
||||
будет равен |
-^-+ 2а. Исходя из этих соотношений, можно написать |
||||
следующую |
пропорцию: |
|
|
|
|
|
|
wnp0 __ |
ХЮяр |
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
w *p = |
w «po (1 ± v ) 1 |
(2 2 8 ) |
|
где |
шяро — число витков размагничивающей |
катушки II обмотки |
|||
|
|
якоря при расположении щеток на нейтрали; |
|||
|
шяр — соответственно число витков при смещении щеток отно |
||||
|
|
сительно нейтрали на угол + а. |
при смещении щеток |
||
Выражение в скобках берется со знаком + |
|||||
по направлению вращения |
генератора. |
|
|||
Изменение числа витков |
хюяр |
можно также выразить в зависи |
мости от числа коллекторных пластин пКУна которое смещены щетки с нейтрали. При этом следует учесть, что угол а пропорционален числу коллекторных пластин пКУ поэтому можно написать следую щее соотношение:
а2%
|
|
пк |
k 9 |
|
где k — общее число пластин коллектора генератора. |
|
|||
Учтя |
это соотношение, можно |
преобразовать выражение (228) |
||
к следующему виду: |
|
|
|
|
|
^ P |
= ^ p o (l |
+ 1 г ) - |
(229) |
Таким |
образом, при |
смещении |
щеток относительно |
нейтрали |
по направлению вращения генератора размагничивающее действие
реакции якоря |
и число витков |
хюяр увеличивается. Из |
уравнения |
(227) следует, |
что сварочный ток |
уменьшается с увеличением w яру |
|
так как эквивалентное сопротивление R9 — — — при |
этом также |
||
увеличивается. |
|
2R\m |
|
|
|
|
Регулирование режима при помощи смещения щеток практически не оказывает влияния на величину напряжения холостого хода генератора. Характер зависимости тока короткого замыкания /„. от числа коллекторных пластин пк, на которые смещены щетки, показан на фиг. 155.
Существенным недостатком регулирования при помощи смеще ния щеток является ухудшение условий коммутации и искрение
щеток. При чрезмерном смещении щеток с нейтрали, когда секции обмотки якоря, коммутируемые щетками, выходят из зоны действия дополнительных полюсов, возникает усиленное искрение щеток, которое может привести к выходу генератора из строя.
Поэтому в современных конструкциях сварочных генераторов с расщепленными полюсами регулирование режима путем смещения
чествевспомогательного способа
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700I n |
Фиг. 155. Изменение тока корот |
Фиг. 156. |
Внешние |
характеристики |
||||
кого замыкания 1К при смеще |
сварочного |
генератора |
с |
расщеплен |
|||
нии щеток сварочного генерато |
ными полюсами |
типа СГ-300 при ком |
|||||
ра с расщепленными полюсами |
бинированном регулировании режима. |
типа СМГ-1.
в комбинации с плавным регулированием режима при помощи рео стата в обмотке поперечных полюсов. При таком комбинированном регулировании щетки смещаются по коллектору и фиксируются в двух или трех определенных положениях, что дает две или три ступени регулирования. В пределах каждой ступени регулирование режима производится изменением тока в обмотке возбуждения поперечных полюсов.
Комбинированное регулирование позволяет расширить пределы настройки режима без чрезмерного изменения напряжения холостого хода. На фиг. 156 приведены внешние характеристики генератора
срасщепленными полюсами типа СГ-300 для двух положений щеток
идвух крайних положений регулировочного реостата Р : реостат выведен полностью (кривые 1,2) и реостат введен полностью (кри
вые 3, 4).
§ 4. КОНСТРУКЦИЯ и СХЕМЫ СВАРОЧНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С РАСЩЕПЛЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ
Сварочные генераторы с расщепленными полюсами выпускаются с начала 30-х годов и в настоящее время являются в СССР наиболее распространенной системой сварочных генераторов постоянного тока.
За время производства в СССР генераторов с расщепленными полюсами электрические схемы их значительно усовершенствова лись. Было выпущено много типов генераторов, имеющих одинако вые магнитные системы, но отличающихся либо своими электриче скими схемами и обмоточными данными, либо конструкцией.
В настоящее время в СССР типовым является сварочный гене ратор с расщепленными полюсами на номинальный ток 300—340 а
3-2206 3-3806
Фиг. 157. Электромагнитная схема генератора СГ-300-М (вид со стороны коллектора) и схема включения двигателя сварочного преобразователя ПС-300-М:
Г — сварочный генератор; АД — асинхронный двигатель; Р — регулировочный реостат; Д К Г — клеммная доска генератора; К — конденсаторы фильтра; ПК — пакетный выключа тель; Д К Д — клеммная доска двигателя; Д — соединение обмоток статора в треугольник для включения на 220 в; Y — соединение обмоток статора в звезду для включения на 380 в.
при ПР°/0=65% . Различные типы сварочных генераторов срасщепленными полюсами, выпущенные в СССР, можно разделить в зависи мости от схемы включения обмоток возбуждения на четыре группы,
описание которых дается ниже! |
|
|
||
1. |
К п е р в о й г р у п п е принадлежат сварочные генераторы |
|||
СГ-300-М и СМГ-2М-У1 последнего выпуска, |
разработанные заво |
|||
дом «Электрик» в |
1954 г. |
|
|
|
Г е н е р а т о р |
СГ-300-М. Электромагнитная схема генератора |
|||
СГ-300-М, предназначенного для комплектации сварочного преоб |
||||
разователя ПС-300-М, изображена на фиг. |
157. Генератор |
имеет |
||
четыре |
основных |
полюса: два главных и два поперечных. |
Между |
главными и поперечными полюсами разной полярности размещены два дополнительных полюса, улучшающие условия коммутации. Оси главных и поперечных полюсов сдвинуты между собой на 78°.
На основных полюсах расположены катушки намагничивающих обмоток возбуждения, которые включены между собой параллельно и питаются от одной основной (положительной) и дополнительной щеток генератора. В цепь обмотки поперечных полюсов включен регулировочный реостат Р, который укреплен на корпусе генера тора под специальным кожухом. Таким образом, схема соединения обмоток генератора СГ-300-М полностью отвечает принципиальной схеме на фиг. 150.
Регулирование режима производится только реостатом в цепи обмотки поперечных полюсов. Смещение щеток в генераторе СГ-300-М
Фиг. 158. Внешние характери- |
Фиг. 159. Внешний |
вид сварочного |
стики генератора СГ-300-М. |
преобразователя |
ПС-300-М. |
не применяется, что благоприятно сказывается на условиях комму тации и повышает надежность работы генератора. На фиг. 158 при ведены внешние характеристики генератора СГ-300-М для двух крайних положений реостата: кривая 1 соответствует полностью выведенному реостату, кривая 2 — полностью введенному реостату.
Для снижения радиопомех генератор СГ-300-М снабжен фильтром из конденсаторов К> которые подключены к клеммам на щитке ДКГ
ик корпусу генератора.
Пр е о б р а з о в а т е л ь ПС-300-М состоит из генера тора СГ-300-М и асинхронного короткозамкнутого двигателя А-62/4, смонтированных в одном корпусе. Асинхронный двигатель преоб разователя рассчитан на непосредственный пуск от сети 220 или 380 в. Схема включения асинхронного двигателя показана на фиг. 157. Внешний вид преобразователя ПС-300-М показан на фиг. 159.
Г е н е р а т о р СМГ-2М-У1 имеет такую же электромагнитную схему, как генератор СГ-300-М. Отличие заключается лишь в незна чительном изменении параметров обмоток и некоторых конструк-
тивных особенностях выполнения, связанных с тем, что генераторы СМГ-2М-У1 предназначены для соединения с двигателем при помощи эластичной муфты. Номинальные данные обоих генераторов весьма близки.
С в а р о ч н ы й а г р е г а т CAK-2M-VI предназначен слу жить в качестве стационарной или передвижной установки для дуго вой сварки на открытом воздухе в полевых или монтажных усло виях. Он представляет собой сварочный генератор СМГ-2М-У1, соединенный эластичной муфтой с бензиновым автомобильным дви гателем ГАЗ-МК. Агрегат смонтирован на сварной раме и защищен железной кровлей.
Двигатель ГАЗ-МК представляет собой четырехтактный авто мобильный двигатель типа ГАЗ-MM, специально приспособленный и оборудованный для работы в стационарных установках и в поле вых условиях. Охлаждение двигателя водяное, принудительное, с центробежным насосом. Для удобства монтажа трубчатый шести рядный радиатор смонтирован на самом двигателе. Двигатель снаб жен специальным воздушным фильтром масляного типа и приспособ лен для работы в пыльных условиях. Скорость вращения поддержи вается центробежным регулятором, что является необходимым для устойчивости режима работы сварочного генератора.
Сварочный агрегат CAK-2M-V1 выпускается заводом «Электрик» и является последней моделью (1954 г.) агрегатов этого типа. Агре гаты типа САК-2 с двигателями внутреннего сгорания выпускаются нашей промышленностью с 1933 г. Они комплектовались свароч ными генераторами с расщепленными полюсами других типов,
описание |
которых будет |
дано ниже. |
2. |
К о в т о р о й |
г р у п п е сварочных генераторов с расщеп |
ленными полюсами, применяемых в СССР, принадлежат генераторы типа СМГ-26, СМГ-2д, СМГ-2г и СГ-300. Первые два типа выпуска лись до Великой Отечественной войны; серийное производство гене раторов СМГ-2г и СГ-300 было начато в послевоенное время. Электро магнитные схемы генераторов второй группы примерно одинаковы, а номинальные данные их весьма близки. Отличаются они лишь пределами регулирования режима сварки и некоторыми конструк
тивными особенностями, |
связанными с тем, |
для |
каких агрегатов |
||
и |
преобразователей они |
предназначаются. |
СГ-300 представлена |
||
на |
Электромагнитная схема |
г е н е р а т о р а |
|||
фиг. 160. Для удобства |
рассмотрения на |
фиг. |
161 изображена |
принципиальная электрическая схема генераторов этой группы. Как видно из представленных схем, на главных полюсах располо жены катушки намагничивающей обмотки ЯГ, а на поперечных полю сах имеются две намагничивающие обмотки. Одна из этих обмоток НПН — нерегулируемая — соединяется последовательно с обмоткой главных полюсов НГ. В цепь второй регулируемой обмотки НПР попе речных полюсов включен реостат Г, который служит для настройки режима сварки. Обмотка НПР подключается параллельно обмоткам
НГ и НПН к тем же щеткам а — с. Регулировочный реостат укреп лен на корпусе генератора СГ-300 и закрыт кожухом. Регулирование режима в генераторе СГ-300 производится двумя способами: плав-
3-2205
Фиг. 160. Электромагнитная схема генератора СГ-300 (вид со стороны коллектора)
и схема включения двигателя сварочного |
преобразователя ПС-300: |
|
Г — сварочный генератор; АД — асинхронный двигатель; Р — регулировочный |
реостат; |
|
Д К Г — клеммная доска генератора; К — конденсаторы |
фильтра; ПК — пакетный |
выключа |
тель; Д К Д — клеммная доска двигателя; Д — соединение обмоток статора в |
треугольник |
|||
для включения |
на 220 в; Y — соединение |
обмоток |
статора в звезду для включения на 380 в. |
|
ное — при |
помощи реостата |
Р и |
ступенчатое — путем |
смещения |
щеток. Сдвиг щеток производится при помощи специальной ручки, снабженной приспособлением для фиксации
|
|
|
|
щеток в двух положениях. Внешние харак |
|||||
|
|
|
|
теристики генератора СГ-300 были приве |
|||||
|
|
|
|
дены на фиг. 156. |
СГ-300 также применен |
||||
|
|
|
|
В генераторах |
|||||
|
|
|
|
фильтр из конденсаторов для снижения |
|||||
|
|
|
|
помех |
радиоприему. |
|
ПС-300 со |
||
|
|
|
|
П р е о б р а з о в а т е л ь |
|||||
|
|
|
|
стоит из генератора СГ-300 и асинхронного |
|||||
|
|
|
|
короткозамкнутого двигателя |
А-62/4, смон |
||||
|
|
|
|
тированных в одном корпусе. |
Конструкция |
||||
|
|
|
|
и основные технические данные однокорпус |
|||||
|
|
|
|
ного преобразователя ПС-300 такие же, как |
|||||
|
|
|
|
у преобразователя ПС-300-М. |
Отличаются |
||||
|
|
|
|
они лишь электрической схемой сварочных |
|||||
Фиг. |
161. |
Принципиаль |
генераторов, входящих |
в состав преобразо |
|||||
вателей. Схема включения двигателя прео |
|||||||||
ная |
электрическая схема |
бразователя ПС-300 приведена |
на фиг. 160. |
||||||
сварочных |
генераторов |
||||||||
СГ-300, |
СМГ-2г, СМГ-2д |
С в а р о ч н ы е |
г е н е р а т о р ы |
СМГ-2г, |
|||||
|
|
и |
СМГ-26. |
СМГ-2д и СМГ-26 имеют электромагнитную |
|||||
(фиг. |
|
|
схему, |
аналогичную |
генератору |
СГ-300 |
|||
160). Некоторым отличием является |
большее число |
ступеней |
регулирования, так как щетки в этих генераторах устанавливаются
в трех положениях. Благодаря увеличению числа ступеней по сравне нию с генератором СГ-300, пределы регулирования режима в гене раторах СМГ-2г, СМГ-2д и СМГ-26 несколько расширены (см. табл. 9).
Генераторы СМГ-2г, СМГ-2д и СМГ-26 в основном предназна чались для комплектации различных сварочных агрегатов с электри ческими двигателями и двигателями внутреннего сгорания, которые
соединялись с |
|
генераторами |
при помощи эластичной муфты . |
|||||||
|
С в а р о ч н ы й а г р е |
|
||||||||
г а т САМ-250 |
состоит |
из |
SjP |
|||||||
генератора |
|
СМГ-2г-1У |
и |
|||||||
электродвигателя |
постоян- |
| |
||||||||
ного тока типа ПН-100, |
|
|||||||||
смонтированнных на |
общей |
|
||||||||
плите. Агрегат САМ-250 |
|
|||||||||
предназначен |
для |
|
дуговой |
шшшж |
||||||
сварки, |
резки |
и наплавки |
||||||||
■ ■ 1 |
||||||||||
металлическим электродом. |
|
|||||||||
|
Конструкция |
агрегата |
|
|||||||
приспособлена |
|
для |
|
работы |
|
|||||
на |
открытом |
|
воздухе, |
в |
|
|||||
условиях повышенной влаж |
|
|||||||||
ности, |
на |
судах |
морского |
|
||||||
и |
речного |
флота. |
|
|
|
|
||||
|
С в а р о ч н ы й а г р е г а т |
|
||||||||
СУГ-2р состоит из сварочного |
Фиг. 162. Внешний вид сварочного агрегата |
|||||||||
генератора СМГ-2г-П, соеди |
САК-2Г-Ш. |
|||||||||
ненного |
эластичной |
муфтой |
|
с трехфазным асинхронным двигателем типа А-62/4 или МА-201-1/4. Машины агрегата смонтированы на общей сварной раме-тележке,
снабженной |
для передвижения агрегата тремя колесами. |
С в а р о |
ч н ы е а г р е г а т ы САК-2г-Ш и САК-2г-У1 уком |
плектованы соответственно сварочными генераторами СМГ-2г-П1 или СМГ-2г-У1. По конструкции и назначению они аналогичны описанному выше агрегату CAK-2M-V1. Отличаются они лишь типом сварочного генератора, входящего в состав агрегата. Внешний вид сварочного агрегата САК-2г-П1 показан на фиг. 162.
Сварочные агрегаты типа САК-21 и САК-2II, которые выпуска лись до войны, несколько отличались по своей конструкции и аппа ратуре от послевоенного выпуска. Укомплектовывались они генера торами типа СМГ-26 или СМГ-2д; в качестве двигателей в агре гате САК-21 применялся бензиновый автомобильный двигатель типа ГАЗ-К, являющийся прототипом современного двигателя ГАЗ-МК.
В |
агрегате САК-211 был использован керосиновый двигатель |
от |
трактора-пропашника типа У-2 («Универсал»). |
Генератор СМГ-26 входил также в состав стационарного свароч ного агрегата того же наименования с приводом от асинхронного
20 Рабинович 22
двигателя; этим же генератором комплектовались однокорпусные преобразователи типа СУГ-26, которые выпускались до войны.
Первые сварочные генераторы с расщепленными полюсами типа СМГ-2а и СМГ-1, выпущенные в СССР в начале 30-х годов, сущест венно отличались от описанных выше конструкций сварочных гене
раторов |
последующих |
выпусков. |
|
относится |
сварочный |
генератор |
|||||||||
|
3. |
К |
т р е т ь е й |
г р у п п е |
|
||||||||||
СМГ-2а (фиг. |
163). Генератор имел намагничивающую нерегулируе |
||||||||||||||
|
|
|
|
мую обмотку НГ на главных полюсах и ре |
|||||||||||
|
|
|
|
гулируемую |
обмотку |
НП на |
поперечных |
||||||||
|
|
|
|
полюсах, |
которые соединялись между собой |
||||||||||
|
|
|
|
параллельно и питались, как обычно, от |
|||||||||||
|
|
|
|
одной основной щетки а и дополнительной |
|||||||||||
|
|
|
|
щетки с. |
Кроме того, |
на |
поперечных полю |
||||||||
|
|
|
|
сах |
размещалась |
еще |
одна |
обмотка |
ШО |
||||||
|
|
|
|
(нерегулируемая), |
которая |
подключалась |
|||||||||
|
|
|
|
к основным щеткам генератора |
а — Ь. |
На |
|||||||||
|
|
|
|
магничивающая |
обмотка |
возбуждения |
ШО |
||||||||
|
|
|
|
на поперечных полюсах, питаемая от |
основ- • |
||||||||||
|
|
|
|
ных щеток, существенно |
изменила |
форму |
|||||||||
|
|
|
|
внешней характеристики генератора. Ток в |
|||||||||||
|
|
|
|
обмотке ШО изменялся при |
нагрузке |
так |
|||||||||
|
|
|
|
же, |
как |
и напряжение на основных щетках |
|||||||||
Фиг. |
163. |
Принципиаль |
а — Ь. Поэтому при увеличении нагрузки в |
||||||||||||
ная |
электрическая схема |
сварочной цепи ток в параллельной обмотке |
|||||||||||||
сварочного генератора |
ШО, |
питаемой |
от |
основных щеток, |
умень |
||||||||||
|
СМГ-2а. |
|
шался, что уменьшало поток поперечных |
||||||||||||
|
|
|
|
полюсов. |
Вследствие |
этого |
|
уменьшение |
|||||||
результирующего потока генератора |
|
при |
|
больших |
сварочных |
||||||||||
токах происходило интенсивнее, что давало возможность сделать |
|||||||||||||||
внешнюю |
характеристику |
более |
пологой при малых токах и более |
||||||||||||
круто падающей в области |
рабочих |
токов .и режимов, |
близких к |
||||||||||||
короткому замыканию. Внешние характеристики такого типа |
поз |
||||||||||||||
воляли удлинять дугу |
без опасности |
ее обрыва и давали возмож: |
|||||||||||||
ность ограничить ток короткого замыкания. |
|
|
|
|
|
|
|
Однако наличие в генераторах СМГ-2а обмотки параллельного возбуждения ШО, питаемой от основных щеток, несколько ухуд шило их динамические свойства. Процесс восстановления напря жения генератора после прекращения короткого замыкания ухуд шился вследствие того, что ток в намагничивающей параллельной обмотке ШО должен был при этом возрасти с нуля до своего номи нального значения. Таким образом, на переходный процесс, обу словленный взаимоиндукцией обмоток возбуждения, накладывался переходный процесс самовозбуждения генератора, что замедляло процесс восстановления напряжения генератора и ухудшало его динамические свойства. Для уменьшения постоянной времени об мотки ШО в цепь ее было включено добавочное сопротивление /?ш.
Сварочный генератор СМГ-2а предназначался для сварки уголь ным и металлическим электродами при номинальном рабочем напря жении 40 в и токах от 75 до 400 а. Комбинированное регулирование режима осуществлялось при помощи реостата в обмотке НП и сдвига щеток. Генератор СМГ-2а входил в комплект сварочного агрегата СМГ-2а с приводом от асинхронного двигателя; с этими генераторами комплектовались также однокорпусные сварочные преобразователи
типа СУГ-2а. |
|
|
д в*у х м а ш и н - |
|
|
|||||||
4. |
С в а р о ч н ы е |
|
|
|||||||||
н ы е |
а г р е г а т ы |
СМГ-1 |
с приводом |
|
|
|
||||||
от асинхронного двигателя |
были выпущены |
|
|
|
||||||||
заводом «Электрик» в 1931 г. Генератор |
|
|
|
|||||||||
СМГ-1 относится к четвертой группе гене |
|
|
|
|||||||||
раторов |
с расщепленными |
полюсами; |
он |
|
|
|
||||||
имел на полюсах две намагничивающие |
|
|
|
|||||||||
обмотки НГ и # # , |
соединенные между собой |
|
|
|
||||||||
последовательно (фиг. 164). Регулирование |
|
|
|
|||||||||
осуществлялось только смещением |
щеток. |
|
|
|
||||||||
Сдвиг щеток производился при помощи вин |
|
|
|
|||||||||
тового |
механизма, |
снабженного |
рукояткой |
Фиг. |
164. |
Принципиаль |
||||||
и |
соединенного |
со |
щеточной |
траверсой. |
||||||||
ная |
электрическая схема |
|||||||||||
Во избежание чрезмерного |
искрения |
угол |
сварочного |
генератора |
||||||||
сдвига щеток ограничивался стопорами, что |
|
СМГ-1. |
||||||||||
сужало |
пределы |
регулирования. |
Поэтому |
|
|
|
||||||
для |
получения токов |
меньше 100 а генератор снабжался специаль |
||||||||||
ным балластным реостатом, |
который включался в сварочную цепь |
|||||||||||
последовательно с дугой. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Генератор СМГ-1 был рассчитан на токи от 40 до 250 а при напря |
||||||||||||
жении |
25 в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные технические данные современных советских сварочных двухмашинных агрегатов и однокорпусных преобразователей, укомплектованнных генераторами с расщепленными полюсами, приве дены в табл. 9.
Сварочные генераторы с расщепленными полюсами впервые были применены в США, где они получили большое распространение. До настоящего времени они являются основным типом сварочных генераторов, выпускаемых фирмой Дженерал Электрик (General Electik Со). Советские сварочные генераторы с расщепленными полюсами по своей конструкции и техническим характеристикам не уступают генераторам, выпускаемым в США.
§ 5. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГЕНЕРАТОРОВ С РАСЩЕПЛЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ
Из описания принципа действия и конструкции сварочных генера торов'с расщепленными полюсами можно сделать следующие выводы:
а) |
Форма внешних характеристик генератора вполне отвечает |
условиям |
устойчивого горения дуги. |
Некоторым недостатком генераторов с расщепленными полюсами типа СМГ-2г и частично СГ-300 является относительно большой ток короткого замыкания, обусловленный насыщением поперечных полю сов при режимах, близких к короткому замыканию. В генераторах СМГ-2М, СГ-300-М этот недостаток в значительной степени устра нен .
Способы регулирования режима обеспечивают настройку в до стойно широких пределах при сравнительно небольшом изменении напряжения холостого хода.
Однако регулирование путем сдвига щеток усложняет комму тацию, делает необходимым применение широких дополнительных полюсов и несколько снижает надежность работы генератора.
В последних моделях генераторов с расщепленными полюсами (СМГ-2М, СГ-300-М) обеспечен достаточно широкий диапазон регу лирования без применения сдвига щеток.
б) Генераторы с расщепленными полюсами не нуждаются в по стороннем источнике питания возбуждения, что упрощает конструк цию и повышает надежность работы сварочной установки.
в) Генераторы с расщепленными полюсами являются двухпо люсными машинами. Вследствие этого изготовление таких генера торов на большие токи затруднительно, так как мощные генера торы с малым числом полюсов имеют большие габариты, удельный расход активных материалов в них повышается, а коллектор имеет большие размеры
г) Исследование динамических свойств генераторов с расщеплен ными полюсами показало, что переходные процессы в этих генера торах и в генераторах с независимым возбуждением и размагничи вающей последовательной обмоткой имеют один и тот же характер (см. фиг. 133 и 165). Однако особенности схемы генераторов с рас щепленными полюсами обусловливают некоторые отличия в каче стве переходных процессов. К этим особенностям, по сравнению со схемой генератора с независимым возбуждением, относятся сле дующие. Во-первых, питание обмоток возбуждения производится от части обмотки якоря, вследствие чего напряжение возбуждения зависит от изменения э. д. с. в якоре генератора при переходном процессе. Во-вторых, падающая характеристика в генераторах с расщепленными полюсами достигается в результате взаимодей ствия н. с. обмоток возбуждения и обмотки якоря, которая в этих генераторах заменяет размагничивающую последовательную обмотку. При этом э. д. с. взаимоиндукции между обмоткой якоря и обмот
ками главных и поперечных полюсов имеют разные знаки. |
' |
При коротком замыкании генератора с расщепленными полюсами |
|
напряжение на щетках а — с> от которых питаются обмотки |
воз |
буждения, включенные параллельно, в первый момент снижается. Это вызывается тем, что ток в обмотке главных полюсов сначала уменьшается и даже изменяет свое направление вследствие воз никновения в этой обмотке э. д. с. взаимоиндукции, действующей
встречно приложенному к обмотке напряжению. Затем, по мере возрастания тока в якоре, э. д. с. Еас и соответственно напряже ние Uac возрастают до своего исходного значения и даже несколько превышают его благодаря подмагничивающему влиянию реакции якоря. Ток в обмотке поперечных полюсов, наоборот, в первый момент времени возрастает вследствие возникновения э. д. с. взаимо индукции, которая в этой обмотке действует согласно с приложен ным к обмотке напряжением. Вследствие этого э. д. С. Есь и напря жение Ucb под влиянием размагничивающего действия реакции якоря уменьшаются медленнее, чем это имело бы место, если бы ток в обмотках поперечных полюсов не возрастал. В результате такого изменения э. д. с. Еас и Есь суммарная э. д. с. ЕаЪ в цепи якоря во время переходного процесса будет больше своего значения, соответствующего установившемуся значению тока короткого замы кания. Вследствие этого ток в якоре при переходном процессе дости гает пикового значения, превосходящего установившийся ток корот кого замыкания. Если бы напряжение питания обмоток возбужде ния Uас не снижалось в начале переходного процесса вследствие действия э. д. с. взаимоиндукции, то возрастание тока в обмотке поперечных полюсов и суммарная э. д. с. генератора ЕаЬ при пере ходном процессе были бы еще больше и соответственно пик тока и скорость его нарастания в якоре были бы также больше. Следо вательно, питание обмоток возбуждения в генераторе с расщеплен ными полюсами от части обмотки якоря и возникновение э. д. с. взаимоиндукции в обмотке возбуждения главных полюсов, действую щей противоположно по отношению к приложенному к обмотке напряжению, несколько ограничивает пик тока короткого замыка ния и скорость его нарастания по сравнению с генераторами, имею щими независимое возбуждение и размагничивающую последова тельную обмотку. Кроме того, абсолютные значения взаимоиндуктивности М между обмотками возбуждения и обмоткой якоря в гене раторах с расщепленными полюсами несколько меньше, чем в гене раторах с независимым возбуждением, особенно в тех случаях, когда намагничивающая и последовательная обмотки расположены на одних и тех же полюсах. Уменьшение значений М , как известно, также приводит к уменьшению пика тока короткого замыкания.
При переходе с короткого, замыкания к холостому ходу э. д. с. Еас и напряжение Uас в первый момент несколько снижаются, так как исчезает подмагничивающий поток якоря. Но одновременно с этим нарастает ток в обмотке главных полюсов, так как э. д. с. взаимоиндукции в этой обмотке при уменьшении тока якоря направ лена согласно с напряжением, приложенным к обмотке. В резуль тате напряжение Uас относительно быстро достигает своего значе ния при холостом ходе.
Ток в обмотках поперечных полюсов, наоборот, в начале пере ходного процесса под действием э. д. с. взаимоиндукции и сниже ния напряжения питания уменьшается и даже изменяет свое напрап-
ление, а затем нарастает со скоростью, определяемой величиной постоянной времени этой обмотки. Соответственно с этим изме няются э. д. с. Есь и напряжение на щетках VсЬ, которые при корот ком замыкании, т. е. в начале переходного процесса, будут отрица тельными, а по окончании переходного процесса вновь достигают своего положительного значения при холостом ходе, переходя одно временно с током в обмотке поперечных полюсов через нулевое значение. В соответствии с указанным изменением э. д. с. Еас и ЕсЬ изменяются суммарная э. д. с. генератора ЕаЬ и напряжение Uab.
Фиг. 165. Осциллограммы переходных процессов в генераторе СМГ-26 для двух сту пеней регулирования режима. Рабочий режим:
а — I ступень, U$ = 30 в, |
= 120 а\ б — III ступень, U$ = 30 в, |
= 300 а. |
Скорость нарастания напряжения Uab при переходе к холостому ходу в основном определяется величиной постоянной времени об мотки поперечных полюсов, а величина минимального напряжения как и в других системах сварочных генераторов, зависит от взаимоиндуктивности М между этой обмоткой и обмоткой якоря. Как видно из описания переходных процессов в генераторах
срасщепленными полюсами, э. д. с. взаимоиндукции в обмотках главных и поперечных полюсов и соответственно изменения токов в них имеют разные знаки. Поэтому при последовательном соеди нении обмотки главных полюсов со всей или частью обмотки попе речных полюсов (см. фиг. 161 и 164) э. д. с. взаимоиндукции в обмот ках будут частично компенсировать друг друга, что приведет к умень шению результирующей взаимоиндуктивности М 0 и улучшению динамических свойств генераторов.
На фиг. 165 приведены опытные осциллограммы токов и напря жений генератора СМГ-26 при коротком замыкании и при переходе
скороткого замыкания к холостому ходу для двух положений щеток, т. е. для двух ступеней настройки режима. Эти осциллограммы
достаточно наглядно характеризуют динамические свойства гене ратора.
Испытания генераторов с расщепленными полюсами показали, что отношение пика тока к установившемуся току короткого замы
кания составляет |
= 1,6 ч- 2,2, а время восстановления напря- |
|
* к |
жения до 25 в после прекращения короткого замыкания обычно меньше
0,02 |
сек. |
д) |
Генераторы с расщепленными полюсами являются генерато |
рами с самовозбуждением. Следовательно, как было показано в главе XIV, они должны вращаться только в одном определенном направлении, так как в противном случае самовозбуждение гене раторов будет невозможно.