Пересувний зварювальний генератор

1 Пересувний зварювальний генератор, який містить генератор змінного струму, систему самозбудження генератора і систему регулювання, який відрізняється тим, що генератор струму виконаний як двопакетна трифазна індукторна електрична машина змінного струму високої частоти з самозбудженням, з випрямленням струму і з можливістю приведення ротора до обертання від вала відбору потужності зовнішнього двигуна і містить корпус машини, статор, на якому розташована трифазна дводіапазонна силова обмотка, ротор, який складається з двох зубчатих пакетів, виконаних з електротехнічної сталі, розташованих на спільному валу, причому зубці (полюси) одного з пакетів зсунуті на Ж електричних градусів відносно зубців (полюсів) другого пакета, систему збудження, яка складається з обмотки збудження, розташованої між пакетами ротора і жорстко прикріпленої до корпусу машини, допоміжного трансформатора струму, чотирьох малопотужних ДІОДІВ, настрою вального резистора та регулювального реостата, випрямний блок з плюсовим і мінусовим виводами випрямленого струму, розташований усередині додаткового жорсткого кожухакорпусу з вентиляційною решіткою, установленого на одному з торців корпусу машини, допоміжний шунтовий резистор, підключений своїм входомвиходом ВІДПОВІДНО до плюсового і мінусового виводів випрямленого струму в колі зварювальних проводів, і коробку розподільних пристроїв, в якій розміщені перемикач діапазонів силової обмотки, допоміжний трансформатор струму системи збудження, затискачі для підключення зварювальних проводів, діоди системи збудження, регулювальний реостат та решта елементів регулювання 2 Генератор за п 1, який відрізняється тим, що між випрямним блоком і торцем корпусу машини на валу ротора установлений осьовий вентилятор 3 Генератор за п 1, який відрізняється тим, що з торця входу вала ротора установлений перехідний фланець для можливого зчленування з фланцем приводного двигуна 4 Генератор за п 1, який відрізняється тим, що корпус знизу обладнаний опорними полозами О ю Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до автономних зварювальних пристроїв, які сполучаються з ЗОВНІШНІМ приводним двигуном, і призначений для живлення одного зварювального поста при ручному дуговому зварюванні, різанні та наплавленні металу електродом, який плавиться Відомий асинхронний генератор з пристроєм для збудження [1], який включає магнітопровід статора з установленою в його пазах статорною обмоткою, до якої підключені нерегульовані групи конденсаторів пристрою збудження У спинці магнітопроводу статора по його довжини виконані прямокутні пази, число яких рівне числу пар полю сів, з відношенням висоти до його ширини, які визначаються діапазоном 12 - 25, і розташовані проти якірної обмотки Проте зазначений генератор має наступні недоліки до його електричної схеми включено декілька нерегульованих і регульованих конденсаторів з властивими конденсаторам недоліками, які знижують надійність електричної схеми генератора під час інтенсивної його експлуатації, магнітопровід статора технологічно ускладнений Відомий також зварювальний генератор змішаного збудження[2], який містить ланцюг збудження з незалежною і шунтовою обмотками збу 45992 дження, підключеними узгоджено, і обмотки додавідносно зубців (полюсів) другого пакету, систему ткових плюсів До ланцюга збудження впровасамозбудження генератора, яка складається з обджено транзисторний підсилювач, вхід якого мотки збудження, розташованої між пакетами ропідключено до обмотки додаткових полюсів, а витора, жорстко прикріпленої до корпусу машини, хід - до однієї з обмоток збудження трансформатора струму збудження, чотирьох малопотужних ДІОДІВ, настрою вального резистора і Цей зварювальний генератор має також недорегулювального реостата, випрямний блок з плюліки порівняно невелику потужність, а його електсовим і мінусовим виводами випрямленого струму, рична схема ускладнена, тому що містить декілька розташований усередині додаткового жорсткого різноманітних обмоток і регульованих резисторів, кожуха-корпусу з вентиляційною решіткою, закріптранзисторний підсилювач, додаткові полюси та леного на одному з торців корпусу машини, допоінше міжний шунтовий резистор, підключений своїми Найбільш близьким до пропонованого винавходом-виходом ВІДПОВІДНО до плюсового і мінусоходу за своєю технічною суттю є переносний звавого виводів випрямленого струму в ланцюзі зварювальний апарат, обладнаний двигуном внутрішрювальнихпроводів, і коробку розподільних принього згоряння [3], який містить ДВС, генератор строїв, в котрій розміщені елементи розподільних змінного струму (240В), понижуючий трансформапристроїв, в т ч перемикач силової обмотки, тор, у якому є ВІДВІД у вигляді другого виходу тобто діапазонів зварювального струму, трансфо(110В) Вторинна обмотка трансформатора має рматор струму системи самозбудження, затиски, третій вихід, до якого підключають зварювальну для підключення зварювальних проводів, діоди машину Магнітне поле генератора збуджують несистеми збудження, регулювальний реостат та навантажним конденсатором і ЗОВНІШНІМ трансфоінше Між випрямним блоком і торцем корпусу рматором Є регульований потенціометр, з'єднамашини, усередині додаткового кожуха-корпусу, ний із вторинною обмоткою трансформатора на КІНЦІ вала ротора установлено осьовий вентиПроте зазначений зварювальний апарат має лятор, а на протилежному торці корпусу машини наступні ІСТОТНІ недоліки може бути установлений перехідний фланець, - за своєю електричною схемою апарат є двопристосований для можливого зчленування із фазним генератором змінного струму, фактично є фланцем конкретного приводного двигуна Знизу лише джерелом цього струму для живлення звакорпус машини обладнаний опорними елеменрювального трансформатора, який використається тами, наприклад, у вигляді стійок або полозів для отримання електричної дуги на зварювальних електродах, а це означає значне зниження якості ВІДМІННИМИ ознаками пропонованого винаходу зварювального шва, є наступні ознаки - оскільки генератор двофазний, його потуж- генератор виконаний за схемою трифазної ність порівняно невелика, що знижує його функціелектричної машини, що сприяє підвищенню його ональні МОЖЛИВОСТІ, потужності і ККД, - стандартна частота (50Гц), одержана в гене- обмотка статора виконана дводіапазонною з раторі, не забезпечує достатньо високу рівномірперемиканням діапазонів зварювального струму, ність зварювального шва, завдяки чому розширяються функціональні можливості зварювального генератора і дозволяється - знижена також надійність і ускладнена елекпроводити зварювання в діапазоні малих або в трична схема самозбудження генератора, оскільки діапазоні великих струмів, в ній використані конденсатор, другий, додатковий, трансформатор та інше - ротор генератора виконаний двопакетним і забезпечує можливість розміщення обмотки збуЗадачею винаходу є створення автономного дження між пакетами, що дозволяє їй працювати зварювального генератора підвищеної потужності, одночасно на обидва пакета і сприяє спрощенню який також не потребує стороннього джерела елеконструкції машини, ктричної енергії, виробляє змінний струм підвищеної частоти і подає в зварювальний ланцюг постій- пакети ротора виконані багатозубцевими (баний струм, з надійними системами самозбудження гатополюсними) із усувом зубців одного пакета на і регулювання, технічним наслідком чого є підвитт електричних градусів відносно зубців (полюсів) щення ККД зварювального генератора, його потудругого пакета, чим забезпечується висока часжності, розширення його функціональних можлитота змінного струму і згладжування пульсації повостей і підвищення якості шва стійного струму, Поставлена задача вирішується тим, що гене- генератор обладнаний пристроєм випрямратор виконаний у вигляді двопакетної трифазної лення струму в ланцюзі живлення зварювальних індукторної електричної машини високої частоти, з електродів, завдяки чому підвищується якість звадводіапазоновою силовою обмоткою статора, із рювального шва, самозбудженням робочого струму, а також з мож- в системі самозбудження застосовується ливістю приведення обертання ротора від вала електрична схема із слабкострумовими діодами і відбору потужності зовнішнього двигуна відбором на обмотку збудження малих струмів за допомогою додаткового малогабаритного трансСуть винаходу полягає в тому, що генератор форматора, що сприяє підвищенню ККД генерамістить корпус машини, статор, на якому розташотора і спрощенню його конструкції, вана трифазна дводіапазонна силова обмотка, ротор, який складається з двох зубчатих пакетів, - спрощена електрична схема регулювання і виконаних із електричної сталі, розташованих на настройки генератора, одному спільному валу, причому зубці (полюси) - в ланцюзі живлення електродів постійним одного з пакетів зсунуті на тт електричних градусів струмом застосовано шунтуючий резистор, чим 45992 досягається збільшення часу холостого ходу генератора і згладжування електродинамічних імпульсів на початку і переривання під час холостого ходу генератора На фіг 1 схематично зображений поздовжній розріз зварювального генератора, на фіг 2 - вид генератора з боку вентиляційної решітки, на фіг З схематично показаний частковий поздовжній розріз торця електричної машини на боці вхідного кінця вала ротора з фланцем для приєднання до конкретного приводного двигуна (до дизельного двигуна типу Д-144 Володимирського тракторного заводу), на фіг 4 зображена принципова електрична схема генератора, на фіг 5 - принципова схема настройки і регулювання величини напруги холостого ходу і величини зварювального струму при крайніх положеннях стрілки реостата Пересувний зварювальний генератор містить корпус 1 електричної машини, статор 2 , на якому розташована трифазна двопозиційна силова обмотка статора (ОС) 3, ротор 4, який складається з двох багатополюсних зубчатих пакетів 5 і 6, виконаних з електротехнічної сталі, розташованих на одному спільному валі 7, причому зубці (полюси) одного пакета зсунуті на тт електричних градуса відносно зубців (полюсів) другого пакета, систему збудження, яка складається з обмотки збудження (ОВ) 8, розташованої між пакетами ротора, жорстко прикріпленої до корпусу машини, трансформатора (Т) 9 струму збудження, чотирьох малопотужних ДІОДІВ (V1 - V4) 10 - 13, настроювального резистора R1 14 і регулювального реостата 15, випрямний блок (VD) 16 з плюсовим і мінусовим виводами 17 і 18 випрямленого струму, розташований усередині додаткового жорсткого кожухакорпусу 19 з вентиляційною решіткою 20, закріпленого на одному з торців 21 корпусу машини, допоміжний шунтовий резистор (R3) 22, підключений своїми входом-виходом ВІДПОВІДНО до плюсового і мінусового виводів випрямленого в ланцюзі проводів струму, і коробку 23 розподільних пристроїв, в якій розміщені перемикач (S) 24 силової обмотки, тобто діапазонів зварювального струму, трансформатор 9 струму системи збудження, затискачі 25 - 26 для підключення зварювальних проводів, діоди 1 0 - 1 3 системи збудження, регулювальний реостат 15 та інше Між випрямним блоком 16 і торцем 21 машини усередині додаткового кожуха-корпусу 19 на КІНЦІ 7 ротора установлений осьовий вентилятор 27, а на протилежному торці 28 корпусу машини може бути установлений перехідний фланець 29, пристосований для можливого зчленування з конкретним двигуном, наприклад з дизельним двигуном типу Д-144 Володимирського тракторного заводу Корпус машини знизу обладнаний опорними елементами ЗО, наприклад стійками або полозами Сам генератор зварювальний (ГД-400 У2) в двох конструктивних виконаннях Виконання 00-базове, універсальне, призначене для привода від двигуна будь-якого типу (ДВС, електродвигуна, від валу відбору потужності та інше) за допомогою ремінної або іншої передачи, через муфту або що-інше, виготовлене самих користувачем, виходячи з його задач і можливостей Виконання 01 - призначене для приєднання до конкретного приводного двигуна (наприклад, до дизельного двигуна типу Д-144 Володимирського тракторного заводу) В обох виконаннях, як елементи схеми генератора, слід переважно використовувати Ri - елемент опору (ніхром Ih10-CX15Н60 ДЕСТ 12766 1-77), R2 - реостат регулювальний, Кз - резистор С-5-35В-25-1 Ком ±5% ОЖО467 541ТУ, S - перемикач ПВП14-27-100602ТУ16-526 51783, V1 - V4 - діод напівпровідниковий Д248Б АО 336 206ТУ, VD- блок NF 023+8 460NF091 ТУ або 6 ДІОДІВ Д161 - 200 з охолоджувачем 0171 У схемі (фіг 4) показані точки 31 и 32 для пояснення принципу роботи системи збудження Генератор зварювальний працює наступним чином Магнітний потік в повітряному зазорі зварювального генератора утворюється обмоткою збудження (ОВ), яка обтається постійним струмом системи збудження і розподіляється так, що один пакет заліза ротора має тільки ПІВНІЧНІ ПОЛЮСИ, а другий - тільки південні Оскільки південні полюси зсунуті відносно ПІВНІЧНИХ полюсів на тт електричних градусів, то під час обертання ротора кожен виток обмотки статора пронизується магнітним потоком, який періодично змінює свою величину Внаслідок цього в кожній з трьох фаз обмотки статора (ОС) наводяться ЗМІННІ ЭРС, які зсунуті між собою на 2тт / 3 електричних градусів Змінний струм, який при цьому виникає, має високу частоту, оскільки пакети ротора багатополюсні Трифазний змінний струм за допомогою випрямного блока 16 перетворюється в постійний струм, який знімається з затиск 25 і 26 в зварювальний ланцюг Генератор працює з самозбудженням від двох фаз трифазного ланцюга змінного струму до їх приєднання до входу в випрямний блок за допомогою малогабаритного трансформатора Т і випрямляється для живлення обмотки збудження малопотужними діодами (V1 - V4) Початкове збудження - від залишкового магнетизму магнітного ланцюга електричної машини Далі процес збудження здійснюється в наступній черзі після запуску не навантаженого генератора на затискачах до обмотки статора з'являється ЕРС величиною 2 ЗВ Під ВПЛИВОМ ЦІЄЇ напруги по ланцюгу затискач 31 - діод 10 - обмотка збудження 8, резистор (R1) 14 - затискач 32 потече струм, який приводить до збудження генератора і зростанню напруги на затискач генератора до величини холостого ходу З появою навантаження (а цьому сприяє шунтовий резистор 22) обмотку збудження починає живити трансформатор 9 через діоди 12 і 13 Із збільшенням навантаження напруга, яка подается на обмотку збудження від затискачів 31 і 32, зменшується, а від трансформатора 9 - збільшується (в наслідок праці діода 11, який шунтує обмотку збудження) Для ведення зварювання необхідно - підключити зварювальні проводи до затискам 25 і 26 генератора, - переконатися, що КІНЦІ зварювальних прово 45992 дів не замкнені між собою, - установити регулювальний реостат 15 в стан мінімального опору, - установити перемикач 24 діапазонів в бажане положення, - пустити приводний двигун, - по закінченні пускового періоду, тобто після збудження генератора, установити за допомогою резистора R1 14 необхідний орієнтовний зварювальний струм і розпочати зварювання У випадку, коли після пуску зварювальний генератор не збуджується, треба на 1 - 2 с закоротити зварювальний ланцюг, замикаючи електрод на виріб з різким відривом електрода від виробу Цю операцію повторити кілька разів Якщо і при цьому генератор не збуджується, треба настроїти діапазони в положення "великих струмів", вивести реостат и зробити те ж саме Якщо і тоді генератор не збуджується, необхідно короткочасно (на 1 - 2с) підключити до обмотки збудження стороннє джерело постійного струму не вище 15В, тобто затискач "+" підключити до радіатора малопотужних ДІОДІВ (у коробці 23 розподільних пристроїв), а затискач "-" до вихід 8 ного кінця резистора R1 14 Напруга холостого ходу в межах 85 - 95В і зварювальний струм регулюються на заводі-виробнику положенням хомутиків на резисторі R1 І4 за схемою на фіг 5, тобто, переміщенням хомутика настройки струму в бік виходу до реостата регулювального R2 15 збільшується струм, а переміщенним хомутика настройки напруги в напрямку до затискача 32 збільшується напруга Так саме робиться підрегулювання в процесі експлуатації генератора Реостатом R2 15 робиться плавне регулювання зварювального струму усередині діапазонів Реалізація пропонованого винаходу дозволяє створити зварювальний генератор підвищеної потужності, який має високий ККД, підвищену надійність і розширену функціональність, забезпечує проведення дугового зварювання, різання і наплавлення металу постійним струмом плавким електродом з високою якістю зварювального шва, у тому числі і в умовах відсутності зовнішнього джерела електроенергії при наявності вала відбору потужності працездатного двигуна будь-якого типу Фиг. 1 45992 Фиг. 2 Фиг. 3 Фиг. 4 10 11 45992 Фиг. 5 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12