Embedded Files
Принцип перетворювання в генераторі механічної енергіі приводного двигуна в електричну базується на законі електромагнітної індукції. У рамці, що обертається у постійному магнітному полі, виникає ЕРС. Ця ЕРС синусоїдна, тому струм у навантаженні буде змінним.
Синусоїдну ЕРС можна випрямити за допомогою колекторного пристрою.
Для цього кінці рамки з'єднують з двома половинками розрізного кільця, яке обертається разом з рамкою. На кільце спираються дві нерухомі щітки, що знімають ЕРС генератора та подають їх на навантаження Rн. Поки рамка робить півоберт в інтервалі а = 0...180", щітка Щ1 ковзає по півкільцю, яке в даному інтервалі має позитивний потенціал і тому є позитивною вихідною клемою генератора. В інтервалі а = 180...3600 напрям ЕРС в активних провідниках а та б зміниться, але щітка Щ1 буде з'єднана вже з півкільцем а, яке в даному інтервалі змінило свій потенціал на позитивний. Тому щітка Щ1 і в цьому інтервалі залишається позитивною клемою генератора. Отже, по навантаженню йде струм ін одного напряму. Проте струм у найпростішому генераторі — пульсуючий, характеристика генератора — жорстка, а величина струму нерегульована. Тому реальний зварювальний генератор має більш складну конструкцію.
Колекторний зварювальний генератор. Тут ЕРС наводиться в обмотці 6, намотаній на сталевий циліндр — якір 7. Для зменшення пульсацій струму число витків обмотки призначають достатньо великим, відповідно зростає й кількість пластин колектора 4, до яких припаяні виводи витків обмотки. Частина магнітного потоку генератора створюється на-магнічувальною обмоткою 2, намотаною на полюсі 8, яка живиться постійним струмом. Інша частина потоку створюється послідовною обмоткою 3, по якій йде такий самий струм, що й по навантаженню. Магнітний потік генератора проходить по полюсах та якорю і замикається по корпусу 1 генератора. Зварювальний струм знімається з колектора щітками 5.
Колекторний зварювальний генератор:
а — будова; б — принципова схема генератора з незалежним збудженням; в — те саме з паралельним збудженням
Режим неробочого ходу генератора спостерігається при розімкнених вихідних клемах генератора. У генераторі з незалежним збудженням на-магнічувальна обмотка живиться від стороннього джерела. У генераторі із самозбудженням вона одержує живлення від обмотки якоря паралельно навантаженню і називається паралельною обмоткою. При пропусканні струму по намагнічувальній обмотці створюється намагнічуючий потік Фн. Цей потік пронизує обертову обмотку якоря та наводить там ЕРС, яка дорівнює напрузі неробочого ходу і пропорційна сталій С генератора:
U0 = СФН.
Режим навантаження встановлюється при підключенні дуги до вихідних клем генератора. З'ясуємо, як саме в зварювальному генераторі формується спадаюча зовнішня характеристика. При навантаженні послідовною обмоткою проходить зварювальний струм Ід, і та обмотка створює потік Ф . У генераторах із спадаючою зовнішньою характеристикою потік послідовної обмотки напрямлений протилежно потоку намагнічувальної обмотки, тобто є розмагнічуючим. Тому ЕРС, що наводиться в обмотці якоря й дорівнює на виході генератора UT, пропорційна різниці потоків намагнічувальної та розмагнічувальної обмоток:
UT=C(Фн -Фр) = U0-СФр,
тобто менша, ніж напруга неробочого ходу U0.
Чим більший зварювальний струм Ід, тим більший потік Ф і менша напруга генератора UT. Таким чином, рівняння спадаючої зовнішньої характеристики генератора має вигляд
Ur=U0-I„Re,
де Re — опір, еквівалентний розмагнічуючий дії послідовної обмотки.
Способи регулювання струму можна розглянути, якщо, прийнявши напругу дуги Uд рівною напрузі генератора Uг, визначити силу струму з рівняння
Ia=(U0-Un)/Re
Грубе регулювання здійснюється зміною числа витків секційованої обмотки. Із зростанням числа витків послідовної обмотки підсилюється її розмагнічуюча дія, тобто зростає потік Ф , що еквівалентно збільшенню опору Re При цьому струм зменшується.
Струм плавно регулюють реостатом R у колі намагнічувальної обмотки. Із збільшенням струму намагнічувальної обмотки збільшується її потік Фн, а тому й напруга неробочого ходу U0. Як витікає з рівняння, це спричинює зростання струму.
Генератор з жорсткою зовнішньою характеристикою також має на-магнічувальну (незалежну або паралельну) та послідовну обмотки. Але на відміну від раніше розглянутої конструкції послідовна обмотка тут ввімкнута так, що є підмагнічувальною — напрям її потоку збігається з напрямом потоку намагнічувальної обмотки. Отже, сумарний потік із зростанням струму дещо збільшується. Цей надлишок потоку використовується для компенсації спаду напруги всередині генератора, який із зростанням струму збільшується. Тому на вихідних клемах генератора напруга підтримується постійною незалежно від струму навантаження, тобто зовнішня характеристика генератора виходить жорсткою. Робоча напруга генератора регулюється реостатом у колі намагнічувальної обмотки.
Приблизно таку ж будову мають і універсальні генератори. Із включанням їхньої послідовної обмотки на розмагнічення зовнішні характеристики спадаючі, із включанням на підмагнічування — характеристики жорсткі.
Вентильний зварювальний генератор принципово відрізняється від колекторного. Він є комбінацією генератора змінного струму та випрямного блока . Частіше за все використовується так званий індукторний генератор змінного струму . Його обмотка збудження 3, так само, як і робочі обмотки І, розташовані на нерухомому зубчастому статорі /. Обертовий зубчастий ротор-індуктор 4 не має обмоток. Обмоткою збудження проходить постійний струм, проте утворюваний нею намагнічуючий потік Ф має синусоїдальний характер. Він максимальний, якщо збігаються зубці ротора і статора, коли магнітний опір на шляху потоку найменший, і мінімальний, якщо збігаються зубці ротора і западина статора. Отже, ЕРС, яка наводиться цим потоком у робочих обмотках, також синусоїдальна.
Три робочі обмотки розташовані на статорі із зсувом на 120°, тому на виході індукторного генератора маємо трифазну змінну напругу. Ця напруга подається до випрямного блока, складеного, наприклад, за трифазною мостовою схемою.
Звичайно вентильний генератор має спадаючі зовнішні характеристики. Вони формуються завдяки більшому індуктивному опору генератора змінного струму або введенню через обмотку збудження негативного зворотного зв'язку за струмом. Плавне регулювання струму виконується реостатом у колі обмотки збудження.
На відміну від колекторного генератора у вентильного немає ковзних контактів невисокої стійкості. Тому вентильний генератор більш надійний, має менші масу та габарити.
Google Sites
Report abuse