МНОГОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

§ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МНОГОПОСТОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Централизованную систему питания постов от многопостового сварочного генератора постоянного тока обычно применяют в круп­ ных сварочных цехах со стационарными рабочими местами.

Преимущества применения многопостовых генераторов по срав­ нению с однопостовыми генераторами, а также требования к много­ постовым установкам постоянного тока в основном, за некоторым исключением, такие же, как при многопостовых установках пере­ менного тока (см. главу IX). Как было показано в главе IX, для независимой работы отдельных постов многопостовой источник пи­ тания должен иметь постоянное напряжение на своих клеммах, мало изменяющееся при изменении нагрузки. Следовательно, внешняя характеристика многопостового генератора Uг = / (1г) должна быть жесткой (фиг. 178). Согласно ГОСТу 304-51, напряжение на клеммах многопостового генератора при изменении нагрузки от 50 до 100% номинальной не должно отличаться от номинального напряжения более чем на + 5%. Этому требованию отвечают генераторы сме­ шанного возбуждения, имеющие параллельную (шунтовую) обмотку ШО и действующую согласно с'ней последовательную обмотку ПН (фиг. 179).

Для регулирования напряжения такого генератора в цепь обмотки параллельного возбуждения ШО рключен реостат Р.

Э. д. с. генератора при холостом ходе Ег0 = U0 создается пото­ ком Фш параллельной обмотки возбуждения ШО. При нагрузке появляется поток Фс последовательной обмотки ПН, который, дей­ ствуя согласно с потоком Фш, подмагничивает генератор и тем самым создает дополнительную э. д. с. в якоре. Дополнительная э. д. с. в основном компенсирует падение напряжения на участке последо­ вательной цепи якоря внутри генератора и действие реакции якоря. Благодаря этому напряжение на клеммах генератора Uг при нагрузке практически не изменяется, и внешняя характеристика генератора будет жесткой, т. е. U2^ U0 = const.

Регулирование тока сварочного поста при многопостовой системе питания производится при помощи изменения сопротивления балласт­ ного реостата R6 [см. уравнение (254)].

Согласно ГОСТу 304-51 к балластным реостатам предъявляются следующие требования в отношении пределов регулирования тока сварочного поста (табл. 10).

Сопротивление отдельных ступеней балластного реостата рассчи­

§ 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МНОГОПОСТОВЫХ УСТАНОВОК постоянного ТОКА

Характеристика системы питания поста при многопостовой системе питания удовлетворяет требованиям обеспечения устойчивости дуги. Крутизна характеристики определяется тангенсом угла наклона ее к оси абсцисс. Из фиг. 178 и уравнения (255) следует, что

Следовательно, крутизна характеристики увеличивается при настройке режима на малые токи, что благоприятно сказывается на устойчивости дуги. Однако значения сопротивления балластного реостата R6 не должны выходить за пределы, при которых характе­ ристика источника питания будет столь круто падающей, что она может не пересечь статическую характеристику дуги, имеющую, при малых токах также падающую форму. Следовательно, при таких зна­ чениях устойчивое горение дуги становится невозможным.

Магнитный поток в многопостовом генераторе при изменении нагрузки поста изменяется весьма мало. Поэтому при коротком за­ мыкании дуги ток поста весьма быстро нарастает по экспоненциал ь-

ной кривой до значения тока короткого замыкания, без пика тока* После прекращения короткого замыкания напряжение на дуговом промежутке нарастает почти мгновенно до значения напряжения холостого хода генератора. Таким образом, многопостовые генераторы по своим динамическим свойствам вполне удовлетворяют существую­ щим техническим требованиям.

Количество постов т , которые могут быть подключены к много­ постовому генератору, как и в многопостовой системе переменного тока (см. главу IX), определяется с учетом коэффициента одновре­ менности а из следующего соотношения:

где 1гн — номинальный ток многопостового генератора при ПР% = = 100% (см. табл. 4);

/„с — средний рабочий ток поста.

Согласно ГОСТу 304-51 значение а следует принимать не менее 0,6. Так как многопостовой преобразователь обычно загружен на полную мощность и не имеет холостого хода, то к. п. д. преобразова­ теля и коэффициент мощности приводного двигателя переменного

тока обычно больше, чем у однопостовых преобразователей.

Одним из существенных недостатков многопостовой системы пита­ ния постоянного тока являются относительно большие потери мощ­ ности в балластном реостате, снижающие к. п. д. поста. Значение к. п. д. поста можно определить из отношения мощности Р()у исполь­ зуемой в дуге, к мощности Рп, подводимой к посту:

в низковольтной главной сварочной магистрали, сопротивление которой в предыдущих выводах не учитывалось. В связи с тем чтообщий к. п. д. многопостовой системы питания значительно ниже, чем в однопостовых сварочных преобразователях постоянного тока яр = 0,45 -г- 0,6), расход электроэнергии при сварке в первом слу­ чае будет больше. Однако многопостовые системы питания постоян­ ного тока обладают рядом преимуществ, которые аналогичны преиму­ ществам многопостовых систем питания переменного тока (см. главу IX). Так, стоимость оборудования, а также расходы на ремонт

и обслуживание при многопостовых преобразователях составляют 50—60% от аналогичных затрат при однопостовых преобразователях. Многопостовые преобразователи занимают значительно меньшую ра­ бочую площадь, чем эквивалентное число однопостовых, и они проще и надежнее в эксплуатации. Если соединить параллельно несколько балластных реостатов, то ток сварочного поста может быть значительно увеличен. Таким образом, при многопостовой системе питания весьма просто произвести настройку режима работы свароч­ ного поста в широких пределах в зависимости от требований техно­ логического процесса. Благодаря перечисленным выше преимуще­ ствам, многопостовые генераторы постоянного тока находят доста­ точно широкое применение в крупных сварочных цехах, а также на предприятиях, где применяемые режимы сварки весьма разнообразны.

§ 3« КОНСТРУКЦИЯ и СХЕМЫ МНОГОПОСТОВЫХ ^ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И АГРЕГАТОВ

Многопостовые сварочные агрегаты СМГ-3, СМГ-4, СМГ-5.

До Великой Отечественной войны в СССР выпускались много­ постовые сварочные генераторы СМГ-3, СМГ-4 и СМГ-5, рассчитанные соответственно на номинальные токи 500, 1000 и 1500 а. Номинальное напряжение генераторов в большинстве случаев было 60 в. Все гене­ раторы имели принципиальную электрическую схему, аналогичную изображенной на фиг. 178. Генераторы СМГ-3, СМГ-4 и СМГ-5 предназначались для комплектации двухмашинных сварочных агре­ гатов с асинхронным трехфазным двигателем или двигателем постоянного тока. Такие агрегаты предназначались в основном для стационарных установок. Выпускались также в небольшом количе­ стве переносные агрегаты типа САЗ, состоящие из многопостового генератора СМГ-За—1 и бензинового двигателя типа ЗИЛ-5.

Все перечисленные выше многопостовые сварочные агрегаты снаб­ жались комплектом балластных ^реостатов типа РНС-200, имеющих 16 ступеней регулирования сварочного тока, через каждые 10 а.

В настоящее время эти агрегаты сняты с производства.

Многопостовой сварочный преобразователь ПСМ-1000.

Многопостовой сварочный преобразователь типа ПСМ-1000 со­ стоит из многопостового сварочного генератора СГ-1000 и специаль­ ного асинхронного короткозамкнутого двигателя 75 кет с двойной беличьей клеткой, допускающейпрямое включение двигателя в сеть переменного тока 220 или 380 в. Генератор и двигатель смонтированы в одном корпусе (фиг. 180). Преобразователь ПСМ-1000 предназначен для стационарной установки и рассчитан на питание девяти постов с максимальным током поста до 200 а.

На фиг. 181 и 182 изображены электромагнитная и принципиаль­ ная электрическая схемы генератора СГ-1000. Генератор СГ-1000

тами. Для устранения этого вреднего явления реостат Р снабжен дополнительным контактом, соединенным с клеммой +Я-

Ползунок реостата при размыкании цепи параллельной обмотки перекрывает крайний и дополнительный контакты реостата, вслед­ ствие чего параллельная обмотка при отключении замыкается накоротко (см. фиг. 182). Благодаря этому цепь параллельной обмотки при отключении не разрывается, что устраняет опасность возникно­

вения дуги между размыкаемыми контактами.

Главная сварочная магистраль многопостового генератора присо­ единяется к основным клеммам «+» и «—» на щитках генератора. Схема подключения сварочных постов к главной магистрали через балластные реостаты РБ показана на фиг. 183. Преобразователь ПСМ-1000 снабжается комплектом из девяти балластных реостатов типа РБ-200 (фиг. 184). Реостат РБ-200 состоит из пяти чугунных секций, имеющих разное сопротивление (фиг. 185). На схеме фиг. 185 показаны значения сварочных токов, которые устанавливаются при отдельном включении каждой из указанных пяти секций. При помощи пяти рубильников, расположенных на кожухе реостата, можно включать параллельно различные комбинации отдельных сек­ ций, что дает 20 ступеней регулирования сварочного тока в преде­ лах от 10 до 200 а, через каждые 10 а, для номинального рабочего напряжения поста 30 в. Если рабочее напряжение поста будет больше или меньше номинального значения, то сварочный ток для данного значения сопротивления балластного реостата соответственно изме­ нится [см. уравнение (254)1.