Générateurs de soudage
Les générateurs de soudage font partie des convertisseurs de soudage et des unités de soudage.
Un convertisseur de soudage contient un moteur électrique triphasé d'entraînement, un générateur de soudage à courant continu et un dispositif de contrôle du courant de soudage.
Une soudeuse contient un moteur d'entraînement à combustion interne, un générateur électrique de soudage à courant continu et un dispositif de contrôle du courant de soudage.
Générateurs de soudage Ils sont divisés par la conception du collecteur et de la vanne et par le principe de fonctionnement sur les générateurs auto-excités et indépendamment excités.
Générateurs soudés par collecteur à excitation indépendante utilisés dans les convertisseurs de soudage, dont la production dans notre pays a été interrompue dans les années 90 du XXe siècle, mais qui sont toujours en service dans certaines organisations.
D'autres types de générateurs font actuellement partie des machines à souder.
Générateurs collecteurs pour le soudage
Les générateurs à collecteur sont des machines à courant continu contenant un stator avec des pôles magnétiques et des enroulements, et un rotor avec des enroulements dont les extrémités mènent aux plaques collectrices.
Lorsque le rotor tourne, les spires de son enroulement croisent les lignes de force du champ magnétique et en elles CEM induit.
Les balais en graphite établissent un contact mobile avec les plaques collectrices. Les balais de la machine sont situés sur le neutre électrique (géométrique) du collecteur, où la FEM dans les virages change de direction. Si vous déplacez les balais du neutre, la tension du générateur diminuera et la commutation des bobines se produira sous tension, ce qui, dans les générateurs de soudage sous charge, fera fondre le collecteur très rapidement par un arc électrique.
La FEM sur les balais du générateur de soudage est proportionnelle Flux magnétiquecréé par les pôles magnétiques E2 = cF, où F est le flux magnétique ; c est la constante du générateur, déterminée par sa conception et en fonction du nombre de paires de pôles, du nombre de tours dans l'enroulement d'induit, de la vitesse de rotation de l'induit.
Tension de sortie du générateur sous charge U2 = E2 — JсвRr, où U2 — tension de sortie des bornes du générateur sous charge ; Jw — courant de soudage ; Rg est la résistance totale de la section d'induit dans le générateur et les contacts balais.
Par conséquent, la caractéristique statique externe d'un tel générateur diminue légèrement. Pour obtenir une caractéristique statique externe en forte baisse dans les générateurs à collecteur, le principe de démagnétisation interne de la machine est appliqué, qui est fourni par la bobine de démagnétisation du stator. S'il est nécessaire d'obtenir une caractéristique statique externe rigide, un enroulement statorique magnétisant est utilisé.
Générateur de soudage à excitation indépendante avec bobine de démagnétisation
Riz. 1 Schéma d'un générateur de soudage à excitation indépendante et bobine de démagnétisation
Une caractéristique distinctive d'un tel générateur est que deux bobines magnétiques sont situées sur les pôles magnétiques. L'un (magnétisation) est alimenté par une source d'alimentation externe (excitée indépendamment) tandis que l'autre (démagnétisation) est utilisé pour le courant de soudage.
La bobine de démagnétisation, agissant comme une résistance connectée en série avec l'arc, fournit une caractéristique tombante du générateur et, lorsqu'elle est divisée, ajuste le courant par étapes.
L'inclusion de toutes les spires de la bobine de démagnétisation en fonctionnement donne un étage de courant faible, et l'inclusion d'une partie des spires donne un étage de courant élevé.
Un réglage en douceur du courant de soudage est effectué en modifiant la tension en circuit ouvert, pour laquelle le rhéostat R est utilisé dans le circuit de magnétisation de la bobine. Une augmentation de la résistance R entraîne une diminution du courant magnétisant, une diminution du flux magnétisant Fn, de la tension à vide du générateur, et enfin une diminution du courant de soudage.
Le générateur fournit une caractéristique statique externe décroissante uniquement lorsqu'il tourne dans un sens, indiqué par une flèche sur le boîtier. Avec les convertisseurs de soudage, il est nécessaire de vérifier le bon sens de rotation du moteur électrique avant de souder au ralenti.
Générateur de soudage à démarrage automatique avec bobine de démagnétisation
La principale différence entre ce type de générateurs est que la bobine de champ magnétique n'est pas alimentée par une source externe, mais par le générateur lui-même. Par conséquent, ils sont appelés générateurs auto-excités.
Riz. 2. Schéma de principe et disposition du système magnétique d'un générateur auto-excité à quatre pôles
Dans les générateurs de soudage à collecteur, en plus des pôles principaux et des bobines, il existe deux pôles supplémentaires, sur lesquels une bobine série supplémentaire est placée le long de la spire. Ceci est nécessaire pour compenser le flux magnétique de la réaction d'induit et pour maintenir la position de neutralité électrique de la machine lorsque la charge change.
Pour le fonctionnement normal d'un générateur auto-excité, il est nécessaire que la tension appliquée à la bobine de magnétisation ne change pas pendant le processus de soudage, c'est-à-dire ne dépend pas du mode de soudage. A cet effet, une troisième brosse supplémentaire est installée dans le générateur, qui est située entre les deux brosses principales.
La tension alimentant la bobine magnétisante s'avère indépendante du courant de soudage. La caractéristique de chute du générateur est fournie en raison de l'effet de démagnétisation de la bobine de démagnétisation, qui se produit sous la seconde moitié des pôles.
Une caractéristique des générateurs de soudage auto-excités est qu'ils ne peuvent être démarrés que lorsque l'armature est tournée dans un sens, indiqué par la flèche sur le couvercle d'extrémité du stator. Ceci est dû au fait que l'excitation initiale du générateur à son démarrage est due à l'aimantation résiduelle des pôles.
Lorsque l'armature est tournée dans le sens opposé, un courant inverse circule dans la bobine d'excitation qui, avec son champ magnétique croissant à un certain moment, compense l'aimantation résiduelle des pôles, c'est-à-dire le flux magnétique total sous les pôles sera nul. Dans ce cas, pour exciter le générateur, il est nécessaire de connecter temporairement la bobine magnétisante à une source de courant continu indépendante.
Générateurs de soudage de vannes
Les générateurs de soudage de ce type sont apparus au milieu des années 70 du XXe siècle après le développement de la production de vannes de puissance en silicium. Dans ces générateurs, la fonction de correction du courant à la place du collecteur est assurée par un redresseur à semi-conducteur, auquel la tension alternative du générateur est fournie.
Dans les unités de soudage, des générateurs de trois types de construction d'alternateur sont utilisés: inducteur, synchrone et asynchrone. En Russie, les appareils de soudage sont fabriqués avec des générateurs d'excitation auto-excitants, indépendants et à induction mixte.
Riz. 3. Schéma d'un générateur de vannes avec auto-excitation
Dans un générateur inductif, la bobine de champ stationnaire est alimentée en courant continu, mais le flux magnétique créé par celle-ci est de nature variable. Elle est maximale lorsque les dents du rotor et du stator coïncident, lorsque la résistance magnétique dans le chemin du flux est minimale, et minimale lorsque les cavités du rotor et du stator coïncident.Par conséquent, la FEM induite par ce flux est également variable.
Trois enroulements de travail avec un décalage de 120 ° sont situés sur le stator, de sorte qu'une tension alternative triphasée est générée à la sortie du générateur. La caractéristique de chute du générateur est obtenue en raison de la grande résistance inductive du générateur lui-même. Le rhéostat dans le circuit d'excitation est utilisé pour régler en douceur le courant de soudage.
L'absence de contacts glissants (entre les balais et le collecteur) rend ce générateur plus fiable en fonctionnement. De plus, il a un rendement plus élevé, un poids et des dimensions inférieurs à ceux du générateur à collecteur.
Riz. 4. Schéma de principe d'un générateur de soudage à vanne de type GD-312 avec auto-excitation
Pour assurer un fonctionnement à vide, la bobine d'excitation est alimentée par un transformateur de tension, et pour l'alimenter en court-circuit par un transformateur de courant. En mode charge - soudage - un signal de commande mixte proportionnel à la partie de la tension de sortie et proportionnel au courant est appliqué à la bobine d'excitation. Les générateurs de vannes sont fabriqués sous la marque GD-312 et sont utilisés pour le soudage manuel des métaux dans le cadre des blocs ADB.
Riz. 5. Schéma de principe du générateur de soudage GD-4006
En Russie, plusieurs conceptions d'unités multi-positions avec un nombre de positions de 2x à 4x sont produites. Il existe sur le marché des unités universelles pour plusieurs méthodes de soudage ou soudage et coupage plasma. En particulier, le module ADDU-4001PR.
La formation d'une unité VSH artificielle ADDU-4001PR est assurée par une unité d'alimentation à thyristors avec commande par microprocesseur. Des possibilités technologiques plus larges sont fournies par l'utilisation d'unités de puissance à onduleur dans des unités, telles que l'unité Vantage 500.