Generadores de soldadura
Los generadores de soldadura forman parte de los convertidores de soldadura y las unidades de soldadura.
Un convertidor de soldadura contiene un motor eléctrico trifásico, un generador de soldadura de corriente continua y un dispositivo de control de corriente de soldadura.
Una soldadora contiene un motor impulsor de combustión interna, un generador eléctrico de soldadura de CC y un dispositivo de control de corriente de soldadura.
Generadores de soldadura Se dividen por diseño de colector y válvula y por el principio de funcionamiento en generadores autoexcitados e independientes.
Generadores de colector soldado con excitación independiente utilizados en convertidores de soldadura, cuya producción en nuestro país se suspendió en los años 90 del siglo XX, pero todavía están en funcionamiento en algunas organizaciones.
Actualmente, otros tipos de generadores forman parte de las máquinas de soldar.
Generadores colectores para soldadura
Los generadores colectores son máquinas de CC que contienen un estator con polos magnéticos y bobinados, y un rotor con bobinados cuyos extremos conducen a las placas colectoras.
Cuando el rotor gira, las vueltas de su devanado cruzan las líneas de fuerza del campo magnético y en ellas inducida por campos electromagnéticos.
Los cepillos de grafito hacen contacto móvil con las placas colectoras. Los cepillos de la máquina están ubicados en el neutro eléctrico (geométrico) del colector, donde el EMF en los giros cambia su dirección. Si mueve las escobillas de neutral, el voltaje del generador disminuirá y la conmutación de las bobinas se producirá bajo voltaje, lo que en generadores de soldadura bajo carga hará que el colector se funda muy rápidamente por un arco eléctrico.
El EMF en los cepillos del generador de soldadura es proporcional flujo magnéticocreado por los polos magnéticos E2 = cF, donde F es el flujo magnético; c es la constante del generador, determinada por su diseño y dependiendo del número de pares de polos, el número de vueltas en el devanado del inducido, la velocidad de rotación del inducido.
Voltaje de salida del generador bajo carga U2 = E2 — JсвRr, donde U2 — voltaje de salida de los terminales del generador bajo carga; Jw — corriente de soldadura; Rg es la resistencia total de la sección del inducido en el generador y los contactos de las escobillas.
Por lo tanto, la característica estática externa de dicho generador cae ligeramente. Para obtener una característica estática externa de fuerte caída en los generadores de colector, se aplica el principio de desmagnetización interna de la máquina, que proporciona la bobina de desmagnetización del estator. Si es necesario obtener una característica estática externa rígida, se utiliza un devanado de estator magnetizante.
Generador de soldadura de excitación independiente con bobina de desmagnetización
Arroz. 1 Esquema de un generador de soldadura con excitación independiente y bobina desmagnetizadora
Una característica distintiva de dicho generador es que dos bobinas magnéticas están ubicadas en los polos magnéticos. Uno (magnetización) es alimentado por una fuente de alimentación externa (excitada independientemente) mientras que el otro (desmagnetización) se usa para la corriente de soldadura.
La bobina de desmagnetización, que actúa como una resistencia conectada en serie con el arco, proporciona una característica de caída del generador y, cuando se divide, ajusta la corriente en pasos.
La inclusión de todas las vueltas de la bobina de desmagnetización en funcionamiento da una etapa de corriente baja, y la inclusión de parte de las vueltas da una etapa de corriente alta.
El ajuste suave de la corriente de soldadura se lleva a cabo cambiando el voltaje de circuito abierto, para lo cual se usa el reóstato R en el circuito de magnetización de la bobina. Un aumento en la resistencia R conduce a una disminución en la corriente de magnetización, una disminución en el flujo de magnetización Fn, el voltaje de circuito abierto del generador y finalmente una disminución en la corriente de soldadura.
El generador proporciona una característica estática externa descendente solo cuando gira en una dirección, indicada por una flecha en la carcasa. Con los convertidores de soldadura, es necesario comprobar el correcto sentido de giro del motor eléctrico antes de soldar al ralentí.
Generador de soldadura de arranque automático con bobina desmagnetizadora
La principal diferencia entre este tipo de generadores es que la bobina de campo magnético no es alimentada por una fuente externa, sino por el propio generador. Por lo tanto, se denominan generadores autoexcitados.
Arroz. 2. Diagrama esquemático y disposición del sistema magnético de un generador autoexcitado de cuatro polos
En los generadores de soldadura de colector, además de los polos principales y las bobinas, hay dos polos adicionales, en los que se coloca una bobina en serie adicional a lo largo del giro. Esto es necesario para compensar el flujo magnético de la reacción del inducido y para mantener la posición de neutralidad eléctrica de la máquina cuando cambia la carga.
Para el funcionamiento normal de un generador autoexcitado, es necesario que el voltaje aplicado a la bobina de magnetización no cambie durante el proceso de soldadura, es decir no depende del modo de soldadura. Para ello, se instala un tercer cepillo adicional en el generador, que se encuentra entre los dos cepillos principales.
El voltaje que alimenta la bobina de magnetización resulta ser independiente de la corriente de soldadura. La característica de caída del generador se debe al efecto de desmagnetización de la bobina de desmagnetización, que se produce debajo de la segunda mitad de los polos.
Una característica de los generadores de soldadura autoexcitados es que solo se pueden iniciar cuando la armadura se gira en una dirección, indicada por la flecha en la cubierta del extremo del estator. Esto se debe a que la excitación inicial del generador en su arranque se debe a la magnetización residual de los polos.
Cuando la armadura se gira en la dirección opuesta, fluirá una corriente inversa en la bobina de excitación, que con su campo magnético creciente en un cierto punto en el tiempo compensa la magnetización residual de los polos, es decir el flujo magnético total debajo de los polos será cero. En este caso, para excitar el generador, es necesario conectar temporalmente la bobina de magnetización a una fuente de corriente continua independiente.
Generadores de soldadura de válvulas
Los generadores de soldadura de este tipo aparecieron a mediados de los años 70 del siglo XX después del desarrollo de la producción de válvulas de silicio de potencia. En estos generadores, la función de corregir la corriente en lugar del colector la realiza un rectificador semiconductor, al que se le suministra la tensión alterna del generador.
En las unidades de soldadura, se utilizan generadores de tres tipos de construcción de alternador: inductor, síncrono y asíncrono. En Rusia, los dispositivos de soldadura se producen con generadores de excitación de inducción mixtos y excitación independiente y autoexcitantes.
Arroz. 3. Esquema de un generador de válvulas con autoexcitación
En un generador de inductor, la bobina de campo estacionaria recibe corriente continua, pero el flujo magnético creado por ella es de naturaleza variable. Es máxima cuando los dientes del rotor y del estator coinciden, cuando la resistencia magnética en la trayectoria del flujo es mínima, y es mínima cuando las cavidades del rotor y del estator coinciden, por lo que la FEM inducida por este flujo también es variable.
Tres devanados de trabajo con un desplazamiento de 120 ° están ubicados en el estator, por lo que se genera un voltaje alterno trifásico en la salida del generador. La característica de caída del generador se obtiene debido a la gran resistencia inductiva del propio generador. El reóstato en el circuito de excitación se usa para ajustar suavemente la corriente de soldadura.
La ausencia de contactos deslizantes (entre las escobillas y el colector) hace que el funcionamiento de este generador sea más fiable. Además, tiene mayor eficiencia, menor peso y dimensiones que el generador colector.
Arroz. 4. Diagrama esquemático de un generador de soldadura tipo válvula del tipo GD-312 con autoexcitación
Para garantizar el funcionamiento sin carga, la bobina de excitación es alimentada por un transformador de tensión y para alimentarla en modo de cortocircuito por un transformador de corriente. En el modo de carga, soldadura, se aplica a la bobina de excitación una señal de control mixta proporcional a la parte del voltaje de salida y proporcional a la corriente. Los generadores de válvulas se fabrican bajo la marca GD-312 y se utilizan para la soldadura manual de metales como parte de los bloques ADB.
Arroz. 5. Diagrama esquemático del generador de soldadura GD-4006
En Rusia, se producen varios diseños de unidades de posiciones múltiples con un número de posiciones de 2x a 4x. Existen unidades universales en el mercado para varios métodos de soldadura o soldadura y corte por plasma. En particular, el módulo ADDU-4001PR.
La formación de una unidad VSH artificial ADDU-4001PR es proporcionada por una fuente de alimentación de tiristores con control por microprocesador. Se proporcionan posibilidades tecnológicas más amplias mediante el uso de unidades de potencia de inversor en unidades, como en la unidad Vantage 500.