Сварочный преобразователь: устройство и принцип работы

Принцип работы

Строение у всех видов сварочных преобразователей типовое:

  • подводимый к асинхронному электродвигателю ток после включения установки преобразуется в механическую, которая подается на вал генератора;
  • генератор выдает необходимую частотность токовых параметров, в работе использован метод электромагнитной индукции, на вал насажен якорь с обмотками;
  • коллектор выполняет функцию выпрямителя, подает питание на выходные клеммы.

Сварочный преобразователь по сути – это комбинация электродвигателя, работающего от сети 220 или 380 В и генератора постоянного тока. Надежность преобразователя снижают вращающиеся узлы, велики энергопотери в процессе преобразования электротока.

Оборудование ценится за стабильность токовых характеристик вне зависимости от скачков подаваемого на двигатель напряжения. Регулятором рабочих характеристик является реостат, меняя число витков независимой обмотки изменяют ампераж. Выходной ток регулируется вручную по амперметру.

Недостатки

Однако конструктивные особенности определяют и основные недостатки сварочных преобразователей, из-за которых их, по крайней мере, в бытовой сфере (сварочные работы в мелком бизнесе, на даче, в гараже) вытеснили инверторы. В первую очередь это:

  • большие габариты и масса (она может доходить до полутонны и выше);
  • низкий КПД;
  • повышенная электрическая опасность;
  • шумность работы;
  • необходимость в сервисном обслуживании.

Принцип их действия — переход электрической энергии в механическую и обратно — подразумевает большие энергетические затраты на вращение вала. Этим обусловлен очень высокий расход электроэнергии, делающий устройство невыгодным для «домашнего» применения.

Кроме того, наличие вращающихся с высокой скоростью деталей уменьшает степень надежности машины. Узким местом варочного преобразователя, как и самого электродвигателя, являются шарикоподшипники, на которых закреплен вал.

Они нуждаются в периодической проверке и замене масла 1-2 раза в год. Также необходимо контролировать состояние коллектора и щеток токосъемников.

Под повышенной электрической опасностью имеется в виду тот факт, что перед началом сварочных работ преобразователь обязательно должен быть заземлен, подключение его к сети по правилам должно проводиться только электриком.

Отличие от сварочного агрегата генератора

Начинающие сварщики нередко “теряются” между сварочным агрегатом и преобразователем. Эти виды сварочных аппаратов имеют много общих черт: их устройство и основы работы в целом похожи.

Но они бы не назывались по-разному, если бы не было различий между ними. В первую очередь это касается типа двигателя, который используется для создания течения тока.

У данного аппарата это электрический двигатель, поэтому его нужно подсоединять к сети или другому источнику питания.

У агрегата – это двигатель на топливе (бензине или дизеле), потому для сварки таким оборудованием не нужно иметь рядом розетку. Агрегат можно использовать где угодно.

Сварочные преобразователи делят на группы по разным критериям.

Количество сварочных постов

В преобразователе может быть один или несколько сварочных постов. Однопостовые могут обеспечить питанием лишь одну сварочную электродугу.

То есть, варить в одно время сможет только один человек. Многопостовая машина может обеспечить работой несколько мастеров одновременно, поэтому такие варианты часто встречаются на заводах.

Преобразователь со множеством сварочных постов имеет много полюсов. К нему подсоединяется много кабелей питания, поэтому создавать конструкции можно нескольким людям.

Так производство экономит на ремонте и техническом обслуживании оборудования, выполняет больше работы за один день. Коэффициент полезного действия многопостового аппарата меньше, чем у аппарата с одним постом.

Поэтому то, сколько постов выбирать при покупке, зависит от того, чего ожидают от оборудования.

Иногда мощности однопостового преобразователя недостаточно, хотя он может подходить по всем остальным критериям.

В этой ситуации к дуге одновременно подключают два преобразовательных прибора, для которых настраивают одинаковые характеристики напряжения и электрического тока.

Способ установки и характеристики

Преобразователь для сварки можно устанавливать стационарно, есть и модели, которые можно перемещать. Перед тем, как закрепить прибор на одном месте, нужно создать фундамент, чтобы поверхность, на которой будет стоять преобразователь, не прогнулась и не сломалась под его весом. Для передвижного аппарата нужно сделать раму на колёсах.

Характеристики напряжения и тока могут быть падающие, падающие полого, жесткие и комбинированные.

Функционал

Большинство устройств многофункциональны и подходят для многих типов сварки. Например, электродуговой ручной, полуавтоматической в среде инертных газов или сварки автоматом с использованием флюса.

Для того, чтобы преобразователь “осилил” всё это, его вольтамперные характеристики должны быть совмещёнными: быть в состоянии работать с зафиксированным и падающим напряжением.

Справка

Сварочные преобразователи

Устройство преобразователей

В настоящее время применяют преобразователи ПСО-315 и ПСО-300-2 на номинальный сварочный ток 315А. Они предназначены для питания постоянным током одного сварочного поста для ручной дуговой сварки, наплавки и резки металлов штучными электродами, а также для питания сварочным током установок механизированной сварки под флюсом. В этих преобразователях применены сварочные генераторы ГСО-300М и ГСО-300, которые представляют собой четырехполосные коллекторные машины постоянного тока с самовозбуждением, отличающиеся друг от друга только частотой вращения. Для работы на номинальном сварочном токе 500 А используется более мощный преобразователь ПД-502. В отличие от генератора ГСО-300 генератор ГД-502 преобразователя ПД-502 имеет независимое возбуждение. Обмотка независимого возбуждения питается от сети переменного тока трехфазного тока через специальный индуктивно- емкостный преобразователь напряжения, который одновременно служит стабилизатором тока при колебаниях напряжения в сети. Плавное регулирование сварочного тока в пределах каждого диапазона осуществляется реостатом обмотки возбуждения, смонтированным на выносном пульте дистанционного управления и подсоединенным штепсельным разъемом к доске зажимов генератора, на этой же доске переключаются диапазоны на 125, 300 и 500А.

Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с электродвигателями

Тип Приводной электродвигатель на напряжение сети 220/380В Коэффициент Габариты, мм Масса, кг Исполнение
Преобразователя или агрегата Генератора Тип Мощность кВт Частота вращения, об/мин Коэффициент полезного действия Мощности
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ПСО-120 ГСО-120 АВ-42-2 7,2 2900 0,55 0,83 1055х550х730 155 Однокорпусный, передвижной на колесах
ПСО-300 ГСО-300 АВ2-62-4 14 1450 0,7 0,88 1015х590х980 400
ПСО-300-2 4АВ-160А4 1450 1069х620х822 435
ПСО-300-3 ГСО-300/3 АВ2-61-4 13 1450 1062х590х800 400
ПСО-300А ГСО-300А А-62/4 12,5 2890 0,6 1020х608х996 305
ПСО-300М ГСО-300М 14 2890 0,7 550х645х300 300
ПСО-500 ГСО-500 АВ2-71-2 30 2890 0,54 0,89 1075х650х1085 540
ПСГ-500 ГСО-500 АВ-71-2 28 2890 0,65 0,89 1055х580х920 500
ПСГ-500/1 ГСО-500-1 АВ-71-2 30 2830 1050х590х870 460
ПСМ-100-П СГ-100 АД-94/4 75 1450 0,74 0,89 1520х820х910 1600
ПСМ-100-П СГ-100 АД-91/4 75 1450 0,74 0,89 1520х820х910 1600 Однокорпусный, передвижной на колесах
ПСМ-100-4 ГСМ-1000-4 А2-82/2 75 2925 0,73 0,9 1430х620х820 950
ПСУ-300 ГСУ-300 АВ-52-2 10 2890 0,63 0,83 1160х490х470 300
ПСУ-500-2 ГСУ-500-2 АВ2-71-2 30 2930 0,63 0,9 1075х1085х650 545

Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с бензиновыми и дизельными двигателями

Тип Приводной двигатель Габариты,мм Масса, кг Исполнение
агрегата генератора тип Мощность кВт Частота вращения об/мин
1 2 3 4 5 6 7 8
АБС-120 ГСО-120-2 УД-2 6,6 1900 1290х645х935 300 Общая рама с крышкой
АСБ-300М ГСО-300М 408 14,7 3000 1660х1095х935 565 Общая рама с крышкой, стенки съемные
АСБ-300-7 ГСО-300-5 ГАЗ-320 29,4 2000 1955х895х1250 640
АСБ-300 ГСО-300-8 ГАЗ-320 29,4 2000 1915х895х1250 640
АСБГ-300 ГСО-300-5 ГАЗ-320Ж 18,4 2000 1915х895х1655 860
АСД-3-1 СГП-3-VIII ЯАЗ-М69-20 44 1500 2820х1100х2115 2500 Общая рама с крышкой, стенки откидные
АСД-300 ГСО-300 5П4-44-8,5/1 17,7 1500 1885х875х1470 980 Общая рама с крышкой. Стенки съемные
АСД-300М ГСО-300 5П4-44-8,5/1 17,7 1500 1885х875х1470 980
АСДП-500 СГП-3-VIII ЯАЗ-М20-4Г 44 1500 5380х1930х2600 4400 Общая рама с крышкой на четырехколесном прицепе. Стенки съемные
ПАС-400-VI СГП-3-VI ЗИЛ-164А 48 1600 2950х1920х880 1900 Общая рама с крышкой, стенки откидные
ПАС-400VIII СГП-3-VI ЗИЛ-164А 48 1600 1900
Читайте также:  Держак для сварочного аппарата: виды и классификация, как сделать электрододержатель своими руками

Технические характеристики преобразователей с электродвигателем

Показатель ПСО-315М ПСО-300-2 ПД-502 ПД-305
Номинальный сварочный ток, А 315 500 315
Пределы регулирования сварочного тока, А 100-315 75-500 45-350
Напряжение холостого хода генератора, В, не более 90
Мощность генератора, кВт 10,2 10,2 20 10,2
Линейное напряжение трехфазной питающей сети, В 380 220 или 380
Мощность электродвигателя, кВТ 17 15 30 10
Габариты, мм 1225х485х780 1030х590х830 1665х650х935 1200х537х845
Масса, кг 393 435 500 280

Многопостовые сварочные преобразователи предназначены для одновременного питания сварочным током нескольких постов ручной дуговой сварки. Применение их целесообразно в цехах металлоконструкций, где сосредоточено несколько рабочих мест (постов) сварщиков, а также при сооружении крупных металлоемких сварных объектов, расположенных компактно на строительной площадке, например доменной печи, резервуарного парка и др. Многопостовый преобразователь ПСМ-1000 состоит из генератора СГ-1000 и асинхронного двигателя.

В промышленных цехах еще можно встретить преобразователи старой конструкции ПСО-500, имеющие генераторы с независимым возбуждением, и ПСО- 300 с генераторами с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой, но они постепенно заменяются преобразователями ПД-502, ПСО-315М и ПСО-300-2.

Промышленность выпускает однопостовый преобразователь ПД-305 для ручной дуговой сварки, имеющий вентильный генератор ГД-317, представляющий собой трехфазную индукторную электрическую машину, вырабатывающую переменный ток частотой 300 Гц. Машина оснащена выпрямительным устройством из кремниевых вентилей и дистанционным управлением.

Для питания одного поста дуговой автоматизированной и механизированной сварки в защитном газе плавящимся электродом предназначен преобразователь ПСГ-500-1, внешне похожий на преобразователь ПД-502. Сварочный генератор ГСГ-500 этого преобразователя представляет собой четырехполосную машину с самовозбуждением и обмоткой, расположенной на всех главных полюсах. Генератор не имеет размагничивающей последовательной обмотки, его внешние характеристики имеют пределы от 50 до 500 А с наклоном не более + 0,04 В/А, что обеспечивает стабильную механизированную сварку в защитном газе.

Чем отличается сварочный преобразователь от генератора

Генерирующие установки схожи по принципу формирования рабочего тока для сварки. Генератор работает от жидкого топлива, двигатель устанавливают бензиновый или дизельный. Топливный принцип работы необходим для полевых условий, когда приходится варить вдали от электромагистралей. Тепловая энергия трансформируется в электрическую без перехода в механическую.

Сварочный преобразователь оснащается только электромотором, подключаемым к однофазной или трехфазной сети. Установка сложнее генераторной, мотор и генератор тока связаны опосредовано – валом, передающим механическую энергию, получаемую из электрической.

Пример оборудования


В качестве примера можно рассмотреть широко известный в профессиональных кругах сварочный преобразователь ПСО-500.

Он состоит из сигарообразного корпуса, на котором сверху закреплен блок с контрольной аппаратурой, управляющими элементами (пакетным выключателем и реостатным регулятором) и контактами для подключения электродов, а внутри на одном вращающемся валу смонтированы асинхронный двигатель и генератор, разделенные вентилятором охлаждения.

Прямая электрическая связь между генератором и двигателем отсутствует. Двигатель, запускаемый от питающей сети, начинает с высокой скоростью вращать вал, с которым связан его ротор.

На этот вал насажен и якорь генератора. В результате вращения якоря в его обмотках индуцируется переменный ток, который коллектором преобразуется в постоянный и подается на сварочные клеммы.

ПСО-500 относится к однопостовым сварочным преобразователям мобильного типа. Он смонтирован на трехколесной тележке. Величина сварного тока, выдаваемого ПСО-500, может достигать 300 или 500 А — в зависимости от перемычки, соединяющей одну из клемм с последовательной обмоткой генератора.

Выходной ток регулируется вручную, с помощью верньера, связанного с реостатом (устройством изменения сопротивления). Контроль тока производится по встроенному амперметру.

Числовой индекс в маркировке — 350, 500, 800, 1000 — означает максимальный постоянный ток, на работу с которым рассчитан данный преобразователь. Некоторые модели с помощью верньера могут быть настроены так, чтобы выдавать сварочный ток больше номинального, но работа в таком режиме чревато перегревом и быстрым выходом аппарата из строя.

Стационарные и передвижные преобразователи.

Итак, сварочные преобразователи могут быть стационарными или передвижными. Посты для сварки изделий стационарного вида располагают в небольших сварочных кабинах. Как правило, стационарные посты располагают для сварки небольших изделий.

Передвижные посты применяют для сварки достаточно больших конструкций: водо- и нефтепроводов, металлоконструкций и т.д. При этом для защиты рабочих от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, распространяющихся от сварочной дуги, устанавливают щиты высотой около полутора метров, их выполняют из несгораемых материалов.

Сварочные преобразователи рационально использовать при больших объемах сварочных работ.

Сварочный преобразователь создает постоянный ток для сварки, а сама величина постоянного тока регулируется при помощи балластных реостатов. Передвижные сварочные посты используются обычно при монтаже и проведении ремонтных работ. При этом сварочный преобразователь устанавливается в прицепы или закрытые автомобили, они снабжены рубильниками, которые потом подключаются к оборудованию.

Устройство и сфера применение сварочного преобразователя

Специфическая разновидность сварочного аппарата, применяемая в основном в промышленности, а также в некоторых видах строительно-монтажных работ – это и есть сварочный преобразователь.

Он называется так потому, что преобразовывает переменный ток от бытовой или промышленной сети в постоянный ток, оптимально подходящий для большинства видов сварки.

Принцип действия

Несмотря на суть конечного результата — постоянный ток — преобразователь действует по совершенно иному принципу, чем выпрямитель или инвертор.

Его конструкция предполагает удлиненную цепочку прохождения энергии. Сначала переменный ток переходит в механическую энергию, а она в свою очередь преобразуется обратно в электрическую, но уже постоянного характера.

Конструктивно преобразователь состоит из электродвигателя, как правило, асинхронного, и генератора постоянного тока, объединенных в одном корпусе. Поскольку генератор, использующий принцип электромагнитной индукции, также вырабатывает переменный ток, в схеме присутствует коллектор, преобразующий его в постоянный.

Пример оборудования

В качестве примера можно рассмотреть широко известный в профессиональных кругах сварочный преобразователь ПСО-500.

Он состоит из сигарообразного корпуса, на котором сверху закреплен блок с контрольной аппаратурой, управляющими элементами (пакетным выключателем и реостатным регулятором) и контактами для подключения электродов, а внутри на одном вращающемся валу смонтированы асинхронный двигатель и генератор, разделенные вентилятором охлаждения.

Прямая электрическая связь между генератором и двигателем отсутствует. Двигатель, запускаемый от питающей сети, начинает с высокой скоростью вращать вал, с которым связан его ротор.

На этот вал насажен и якорь генератора. В результате вращения якоря в его обмотках индуцируется переменный ток, который коллектором преобразуется в постоянный и подается на сварочные клеммы.

ПСО-500 относится к однопостовым сварочным преобразователям мобильного типа. Он смонтирован на трехколесной тележке. Величина сварного тока, выдаваемого ПСО-500, может достигать 300 или 500 А — в зависимости от перемычки, соединяющей одну из клемм с последовательной обмоткой генератора.

Выходной ток регулируется вручную, с помощью верньера, связанного с реостатом (устройством изменения сопротивления). Контроль тока производится по встроенному амперметру.

Числовой индекс в маркировке — 350, 500, 800, 1000 — означает максимальный постоянный ток, на работу с которым рассчитан данный преобразователь. Некоторые модели с помощью верньера могут быть настроены так, чтобы выдавать сварочный ток больше номинального, но работа в таком режиме чревато перегревом и быстрым выходом аппарата из строя.

Достоинства

Как и любое другое оборудование, сварочные преобразователи (которые исторически появились гораздо раньше инверторов) имеют определенные преимущества, и одновременно несут ряд определенных неудобств. К их достоинствам можно отнести:

  • большой сварочный ток — у некоторых моделей, в частности, ПСО-500 и ПСГ-500, он доходит до 500 А, есть и более мощные устройства;
  • неприхотливость в работе;
  • нечувствительность к перепадам входного напряжения;
  • сравнительно высокая надежность при квалифицированном обслуживании;
  • хорошая ремонтопригодность, удобство сервисного обслуживания.
Читайте также:  Роботы для сварки: обзор сварочных роботизированных комплексов, устройство промышленных роботов-манипуляторов, особенности роботизации сварки

Током, который способны выдавать эти устройства, можно варить очень толстые швы, порядка 10-30 мм. Это еще одно важное преимущество, благодаря которому используют сварочные преобразователи.

Недостатки

Однако конструктивные особенности определяют и основные недостатки сварочных преобразователей, из-за которых их, по крайней мере, в бытовой сфере (сварочные работы в мелком бизнесе, на даче, в гараже) вытеснили инверторы. В первую очередь это:

  • большие габариты и масса (она может доходить до полутонны и выше);
  • низкий КПД;
  • повышенная электрическая опасность;
  • шумность работы;
  • необходимость в сервисном обслуживании.

Принцип их действия — переход электрической энергии в механическую и обратно — подразумевает большие энергетические затраты на вращение вала. Этим обусловлен очень высокий расход электроэнергии, делающий устройство невыгодным для «домашнего» применения.

Кроме того, наличие вращающихся с высокой скоростью деталей уменьшает степень надежности машины. Узким местом варочного преобразователя, как и самого электродвигателя, являются шарикоподшипники, на которых закреплен вал.

Они нуждаются в периодической проверке и замене масла 1-2 раза в год. Также необходимо контролировать состояние коллектора и щеток токосъемников.

Под повышенной электрической опасностью имеется в виду тот факт, что перед началом сварочных работ преобразователь обязательно должен быть заземлен, подключение его к сети по правилам должно проводиться только электриком.

Что собой представляет преобразователь?

Преобразователь для проведения сварочных работ — это комбинация нескольких устройств. Здесь используется связка электрического двигателя переменного тока и специальный сварочный аппарат с постоянным током. Процесс преобразования энергии выглядит следующим образом. Электрическая энергия, поступающая от сети переменного тока, воздействует на электродвигатель, заставляя вал вращаться, создавая механическую энергию за счет электрической. Это первая часть преобразования. Вторая часть работы сварочного преобразователя заключается в том, что во время вращения вала генератора, вырабатываемая механическая энергия будет создавать постоянный электрический ток.

сварочный преобразователь

Однако сразу стоит отметить, что использование таких устройств не слишком популярно, так как коэффициент полезного действия их невелик. К тому же, в двигателе имеются вращающиеся части, что делает его использование не очень удобным.



Устройство

Детально рассмотреть устройство оборудования можно на примере стационарного сварочного преобразователя ПСО 500, выдающего два рабочих режима с максимальными токовыми характеристиками 300 или 500 ампер. Между ротором электромотора и якорем генератора, расположенными на одном валу, размещен вентилятор с крыльчаткой, обеспечивающей направленное охлаждение контактной зоны, где большая сила трения. Подшипники размещены в корпусе преобразователя, он обязательно заземляется.

Устройство сварочного преобразователя ПСО-500
Устройство сварочного преобразователя ПСО-500

Катушечный якорь генератора с 4-мя независимыми обмотками соединен с коллектором, пластины выпрямителя подключены к концам якорных обмоток. При вращении катушек между полюсами магнитов, возникает электромагнитная индукция, наводится переменный ток. Для обмотки используют отожженную медную или алюминиевую проволоку – металлы с хорошей электропроводностью. Для защиты от внешних электромагнитных полей и вихревых, возникающих при работе преобразователя, предусмотрен «фильтр» – электроемкость (два конденсатора, стабилизирующие напряжение).

Блок управления у преобразователя модульный. Для запуска сварочного преобразователя вмонтирован пакетник. Рядом размещен амперметр, по которому определяют токовые параметры. Прибор подключен к реостату, регулирующему рабочие токовые показатели (измеряет ампераж в цепи независимой обмотки возбуждения).

После включения преобразователя важно проверять направление вращения обмоток генератора. При необходимости запитывающие клеммы меняют местами, чтобы ротор вращался против часовой стрелки. Для требуемой величины рабочего тока перемычка фиксируется в положении «300 А» или «500 А» (это максимальное значение генерируемого электротока).

Преобразователь ПО-500 2*ой серии предназначен для преобразования постоянного тока напряжением 27в в переменный однофазный ток напряжением 115в частотой 400 гц и служит для питания аппаратуры переменного тока. Преобразователь ПО-500 2-ой серии состоит из двух машин, собранных в одном корпусе, одна из которых — двигатель постоянного тока, другая — синхронный однофазный генератор. Преобразователь представляет собой агрегат защищенного исполнения о проточной самовентиляцией. Двигатель преобразователя — четырехполюсный, с обмотками возбуждения расположенными на полюсах. Синхронный преобразователь имеет четырехполюоную неподвижную магнитную систему и вращающийся якорь с двумя контактными кольцами для отвода переменного тока. Ротор двигателя и якорь преобразователя расположены на одном валу машины. Элементы управления преобразователем установлены в коробке, прикреплённой к его корпусу. . Принятая для генератора электросхема дает возможность частичной стабилизации выходного напряжения при изменении нагрузки путем последовательного включения ротора двигателя и одной из обмоток возбуждения генератора. Точная регулировка напряжения обеспечивается магнитным усилителем, воздействующим на скорость вращения преобразователя. Для снижения уровня радиопомех, создаваемых преобразователем, в коробке управления установлен фильтр. На валу преобразователя установлен центробежный выключатель, выключающий преобразователь при увеличении числа оборотов свыше установленного значения.

Работа преобразователя Схема электрических соединений преобразователя обеспечивает: — дистанционный запуск преобразователя; — понижение уровня радиопомех; — стабилизацию выходного напряжения и частота переменного тока; — отключение питания преобразователя при увеличении числа оборотов в интервале 14000…15000 об/мин’. — включение запасного преобразователя; Преобразователь предназначен для использования в однопроводных системах питания, поэтому минусовые точки цепей постоянного тока соединены с корпусом преобразователя. Цепь переменного тока изолирована ох корпуса.

Снижение уровня радиопомех (фиг. 4.3) Для снижения уровня радиопомех, создаваемых преобразователем, установлен фильтр, состоящий из последовательно включенной индуктивности (роль которой выполняет сериесная обмотка генератора) двух параллельно включенных конденсаторов С1 и одного проходного конденсатора С5. Для этой же цели, между плюсовыми щетками двигателя и корпусом преобразователя включены два конденсатора С5. Снижение уровня помех в сети переменного тока и в цепи транзита осуществляется с помощью проходных конденсаторов С6 и С7.

Стабилизация напряжения и частоты переменного тока (фиг. 4.3) Стабилизация частоты и переменного непряжевия преобразователя осуществляется путем регулировки возбуждения генератора, изменения тока возбуждения в управляющей обмотке генератора (ШОГ) с помощью электрического резонансного контура, и изменения тока возбуждения в управляющей обмотке двигателя (УО) с помощью системы управления.

Генератор преобразователя имеет две обмотки возбуждения: — управляющую обмотку (ШОГ), включаемую селеновым выкрямителем Д4 (обмотка ШОГ имеет параллельно включенный конденсатор С10, служащий для сглаживания пульсаций выпрямленного переменного тока); — сериесную обмотку (СОГ).

Двигатель преобразователя имеет также две обмотки возбуждения: — сериесную (СО), служащую для улучшения условий запуска преобразователя; — управляющую (УО), включаемую через селеновый выпрямитель Д1 и магнитный усилитель ДО-12-70Н на переменное напряжение. Резонансный контур, от которого питается обаотка генератора (ШОГ), состоит из последовательно соединенного конденсатора С9 и индукционного дросселя ДК-20. Резонансный контур настраивается на резонанс, при частоте выше номинальной, и равной 430-480 гц.

В управляющую цепь входят следующие, элементы: — магнитный усилитель ДО-12-70Н; — электромагнитный стабилизатор ЭМС-2Б; — селеновые выпрямители Д1, Д2, Д5; — конденсаторы С1, СЗ, С4, С8; — сопротивления R1, R7. — реостат РС-4А.

Магнитный усилитель является регулируемым реактивным сопротивлением в цепи управляющей обмотки двигателя, величиной которого определяется ток в этой цепи. Магнитный усилитель представляет собой сердечник, на крайних колонках которого располагается обмотка переменного тока, а на средней — обмотки обратной связи, подмагничйвания и компенсации. Обмотка переменного тока, состоящая из двух ветвей (1-6 и 5-10), расположенных на отдельных колонках усилителя, подключена к выпрямителю Д1 так, что в каждой из ее ветвей за период протекает только одна полуволна переменного тока, причем постоянные составляющие этих полуволн, подмагничивая сердечник пропорционально протекающим по ветвям обмотки рабочим токам усилителя, создают эффект обратной связи (внутренняя обратная связь). Выпрямленный по двухполупериодной схеме в выпрямителе Д1 рабочий ток магнитного усилителя протекает по управляющей обмотке двигателя. Конденсаторы С1 на выходе этого выпрямителя сглаживают пульсацию выпрямленного напряжения и повышают его значение. Величина тока в управляющей обмотке (УО) зависит от величины результирующего постоянного поля подмегничивания, создаваемого обмотками, расположенными на средней колонке сердечника, и внутренней обратной связью. Обмотка подмагничивания (2-7), подключенная через селеновый выпрямитель Д2, конденсатор С4 и сопротивление R2 к выходному напряжению генератора, изменяет регулируемое напряжение. Обмотка эта создает поле подмагничивания, пропорциональное выходному. напряжению преобразоветеля. Магнитный поток, создаваемый обмоткой подмагничивания, направлен согласно с потоком внутренней обратной связи, т.е. увеличивает насыщение сеердечника усилителя при увеличении выходного напряжения преобразователя. Конденсатор С4 является реактивным сопротивлением, зависящим от частоты переменною тока, повышает чувствительность схемы осуществляя коррекцию регулируемого напряжения по частоте. Конденсатор С8 служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на обмотке подмагничивания. Компенсационная обмотка (3-4), включенная через сопротивления R4, R5, R7 и реостат РС-41 на стабилизированное напряжение, обеспечивамое электромагнитным стабилизаторам ЭМС-2Б создает постоянный магнитный поток, сохраняющий свое направление и величину при всех изменениях режима работы преобразователя. Магнитный поток, создаваемый компенсационной обмоткой, направлен навстречу потокам подмагничивания и обратной связи, т.е. размагничивает сердечник дросселя. Обмотка электромагнитного стабилизатора напряжения ЭМС-2Б расположена на двухстержнавом сердечнике, стержни которого имеют неодинаковое сечение. На стержне большого сечения намотаны первичная (клеммы 2 и 3) и компенсационная (клеммы 5 и б) обмотки; на насыщенном стержне меньшего сечения намотана вторичная обмотка (клеммы 1 и 4), Первичная обмотка включена на выходное напряжение преобразователя. При изменении этого напряжения, ЭДС на зажимах вторичной обмотки стабилизатора, расположенной на насыщенном стержне сердачника, будет меняться з значительно меньшей степени. Для того, чтобы компенсировать и это небольшое изменение ЗДС, последовательно со вторичной обмоткой стабилизатора и навстречу ей включена компенсационная обмотка, ЭДС которой увеличивается пропорционально увеличению подводимого напряжения. Таким образом, на нагрузку (в данном случав на входе селенового выпрямителя Д1) влияет стабилизованное напряжение, равное разности напряжений вторичной и компенсационной обмоток. Напряжение электромагнитного стабилизатора ЭМО-2Б является эталонным напряжением, с которым сравнивается регулируемое напряжение переменного тока (при помощи обмоток подмагничивания и компенсации). При отклонении выходного напряжения и частоты переменного тока от номинального значения в сторону увеличения (снижение нагрузки или увеличение напряжения, питания) ток в управляющей обмотке (ШОГ) генератора возрастает, что приводит к увеличению выходного напряжения. В результате увеличения напряжения ток в обмотке подмагничивания возрастает, что приводит к насыщению еердечника усилителя ДО-12-70Н и уменьшению индуктивного сопротивления его обмоток, а следовательно, к увеличению тока в управляющей обмотке (УО) двигателя. В результате увеличения тока в управляющей обмотке двигателя (УО) уменьшается его скорость вращения и косвенно — частота и выходное напряжение переменного тока. При отклонении выходного напряжения и частоты, от номинального значения в сторону уменьшения весь процесс протекает в таком же порядке, но в сторону уменьшения токов и увеличения частоты и напряжения. Для повышения чувствительности регулятора напряжения, помимо внутренней обратной связи, в магнитном усилителе ДО-12-70Н имеется обмотка обратной связи (клеммы 8-9). Эта обмотка включена параллельно управляющей обмотке двигателя через сопротивления R1 и R4. Для того, чтобы исключить влияние температуры окружающей среды и собственного нагреве элементов регулятора, расположенных в коробке управления преобразователя, на точность стабилизации напряжения, в схеме предусмотрена температурная компенсация отдельных цепей, осуществляемая константановыми сопротивлениями R1, R5.

Читайте также:  Сварочная маска с принудительной подачей воздуха своими руками (с фильтром для дыхания)

Сопротивления R4 и R5 одновременно являются элементами настройки схемы на номинальное напряжение, а реостат РС-4А служит для поддержания на объекте выходного напряжения на уровне номинального значения. Уровень частоты переменного тока устанавливается с помощью дросселя ДК-20 с переменной индуктивностью. Управляющая обмотка (УО) двигателя питается выпрямленным напряжением. При пропадании переменного напряжения по каким-нибудь причинам имеет место разнос двигателя — число оборотов будет ограничено лишь действием сериесной обмотки. Для защиты преобразователя от разноса установлен центробежный переключатель (П), который, при числе оборотов преобразователя 14600 (+400 -600) об/мин, размыкает нормально замкнутые контакты (3,5), в результате чего происходит отключение преобразователя от сети, выключение сигнальной лампочки и подача плюса на зажим 7 штепсельного разъема для запуска запасного преобразователя. Повторный запуск преобразователя, отключенного центробежным переключателем, возможен только после нажатия возвратной кнопки центробежного переключателя, устанавливающего этот переключатель в первоначальное положение.

Приношу извинения за некоторые артефакты OCR, и за опечатки в исходном материале (например вместо С2 в некоторых местах было напечатано С5)

Достоинства

Как и любое другое оборудование, сварочные преобразователи (которые исторически появились гораздо раньше инверторов) имеют определенные преимущества, и одновременно несут ряд определенных неудобств. К их достоинствам можно отнести:

  • большой сварочный ток — у некоторых моделей, в частности, ПСО-500 и ПСГ-500, он доходит до 500 А, есть и более мощные устройства;
  • неприхотливость в работе;
  • нечувствительность к перепадам входного напряжения;
  • сравнительно высокая надежность при квалифицированном обслуживании;
  • хорошая ремонтопригодность, удобство сервисного обслуживания.

Током, который способны выдавать эти устройства, можно варить очень толстые швы, порядка 10-30 мм. Это еще одно важное преимущество, благодаря которому используют сварочные преобразователи.

Техника безопасности

При использовании преобразователей нужно соблюдать требования по технике безопасности для электроустановок:

  • корпус обязательно должен быть заземлен; работы, связанные с подключением агрегата к электросети, должен производить исключительно профессиональный электрик;
  • учитывая, что оборудование подключается к источнику питания с напряжением 220/380 В, двигательная клеммная коробка должна быть закрыта и надежно изолирована.

Несмотря на то что сварочные преобразователи расходуют больше электрической энергии из-за низкого КПД, наличия механических связей, сварочный ток всегда стабильный независимо от перепадов сетевого напряжения. Это предоставляет возможность выполнять сварные швы высокого качества.

Также необходимо соблюдать в процессе работы со сварочным преобразователем следующие требования:

  • обязательное заземление корпуса установки;
  • на клеммах двигателя напряжение в 380/220 В считается опасным, они обязательно должны быть надежно изолированы, прикрыты. Соединительные работы осуществляются опытным электриком, у которого есть допуск к работам с высоким напряжением;
  • на клеммах генератора при нагрузке напряжение составляет 40 В, на холостом ходу напряжение генератора марки ГСО-500 может увеличиваться до 85 В. В процессе эксплуатации оборудования в закрытых помещениях с повышенной влажностью, при наличии пыли, на открытом воздухе, при повышенных температурах окружающей среды (более 30 градусов), токопроводящем половом основании, выполнении сварки материалов на конструкциях, сделанных из металла, напряжение более 12 В представляет опасность для человеческой жизни.

При любых неблагоприятных рабочих условиях нужно использовать резиновый коврик и обувь, обязательно работать в резиновых перчатках. Защитные средства от возможного ультрафиолетового излучения, разбрызгивания расплавленных металлических частиц те же, что и для работы со стандартными трансформаторами, инверторами.

Классификация

Производители выпускают преобразователи разных модификаций. При выборе генерирующих установок учитывают вид сварки, предполагаемое место работы. Классификация источников тока для сварных работ проводится по нескольким признакам:

  • Количество сварочных постов. Однопостовые рассчитаны на подключение к одному аппарату, для работы одного сварщика. От многопостовых могут запитаться несколько сварщиков, выполнять работы одновременно на нескольких рабочих участках.
  • Конструктивно различаются по габаритам, виду исполнения. Бывают:

передвижные сварочные установки, оснащаются колесиками или подставными тележками;

стационарными, крепятся к фундаменту или устанавливаются непосредственно у рабочего места сварщика.

  • По количеству корпусов сварочные установки бывают одинарные или сдвоенные.
  • По разновидности токовых показателей:

с падающей вольт-амперной характеристикой (однокорпусные модели ПСО/однопостовые/ и ПСМ/многопостовые/ с асинхронными трехфазными двигателями) предназначены для ручной электродуговой сварки плавящимся или неплавящимся электродом с использованием защитных флюсов или газов;

с жесткой или пологопадающей ВАХ необходимы для аргоновой, полуавтоматической, автоматической сварки (модельный ряд источников тока типа ПСГ);

универсальные, работающие в различных режимах (установки ПСУ с регулируемыми вольт-амперными характеристиками).

От ВАХ зависит функциональность генерирующих установок. При выборе оборудования важно это учитывать.

  • По типу использованной технологии генерации:

якорь с расщепленными полюсами, отдельно монтируются обмотки намагничивания и размагничивания;

раздельные обмотки размагничивания наводят ток от независимого возбуждения.

Физические электромагнитные особенности оборудования несущественно сказываются на КПД.

Источники

  • https://svarkaprosto.ru/oborudovanie/svarochnyj-preobrazovatel
  • https://ArmRinok.ru/oborudovanie/preobrazovatel-pso-500.html
  • https://titan-spec.ru/stanki-i-instrumenty/svarochnye-preobrazovateli-ustrojstvo-i-naznachenie.html
  • https://saiding-v-permi.ru/oborudovanie/preobrazovatel-svarochnyj-pso-300.html
  • https://th-metall.ru/oborudovanie/svarochnyj-preobrazovatel-pso-501.html
  • https://zpu-tmb.ru/oborudovanie/svarochnyj-preobrazovatel-pso-500.html
  • https://fizmatlit.com/svarochnyy-preobrazovatel-ego-stroenie-i-naznachenie/
  • https://MetaloBaza62.ru/instrumenty/preobrazovatel-pso-500.html
  • https://kupite-vorota.ru/instrument/svarochnyj-preobrazovatel-pso-500-tehnicheskie-harakteristiki.html
  • https://svaring.com/welding/prinadlezhnosti/svarochnyj-preobrazovatel
  • https://MetalListen.ru/oborudovanie/pso-500-tehnicheskie-harakteristiki.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию