Пересувний зварювальний генератор . зварювальний генерат . зварювальний

14.07.2015

Пересувний зварювальний генератор
ВИНАХІД

Патент Російської Федерації RU2139172
Область діяльності(техніки), до якої відноситься описуваний винахід

Ноу-хау розробки, а саме цей винахід автора відноситься до електротехніки, зокрема до автономним зварювальним пристроїв, сочленяемым з зовнішнім приводним двигуном і призначений для живлення одного зварювального поста при ручному дуговому зварюванні, різанні і напрямку металу плавким електродом.

ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ

Відомий «Асинхронний генератор з пристроєм для збудження» (СРСР, а. с. N 797000, МПК H 02 K 17/42, 1979 р.), що включає магнітопровід статора з встановленою в його пазах статора обмоткою, до якої підключені нерегульовані і регульовані групи конденсаторів пристрої збудження. В спинці магнітопроводу статора по його довжині виконані прямокутні пази, число яких дорівнює числу пар полюсів, з відношенням висоти паза до його ширини, визначеним діапазоном 12-25, і розташовані проти пазів якірної обмотки, і т.д.

Проте зазначений генератор має наступні недоліки: в його електричну схему включені кілька нерегульованих і регульованих конденсаторів з притаманними конденсаторів недоліками, які знижують надійність електричної схеми генератора при інтенсивної його експлуатації, а магнітопровід статора технологічно ускладнений.

Відомий також «Зварювальний генератор змішаного збудження» (СРСР, а.с. 228833, кл. 21h 3204. 1966 р.) містить ланцюг збудження з незалежної і шунтовой обмотками збудження, включеними відповідно, і обмотки додаткових плюсів. У ланцюг збудження введений транзисторний підсилювач, вхід якого підключений до обмотки додаткових полюсів, а вихід — до однієї з обмоток збудження.

Цей зварювальний генератор має також недоліки: порівняно невелику потужність, а його електрична схема ускладнена, оскільки включає кілька різних обмоток і регульованих резисторів, транзисторний підсилювач, додаткові полюси і т. д.

Найбільш близьким до пропонованого винаходу за своєю технічною суттю є «Переносний зварювальний апарат, оснащений двигуном внутрішнього згорання» (Великобританія, заявка N 2219154, МПК B 23 K 9/10, 1989 р.), що містить ДВС, генератор змінного струму (240 B), понижуючий трансформатор, в якому є відведення у вигляді другого виходу (110 B). Вторинна обмотка трансформатора має третій вихід, до якого підключають зварювальну машину. Магнітне поле генератора збуджують ненавантаженим конденсатором і зовнішнім трансформатором. Є регульований потенціометр, з’єднаний з вторинною обмоткою трансформатора.

Проте зазначений зварювальний апарат має такі суттєві недоліки:

— за своєю електричною схемою апарат є двофазним генератором змінного струму, фактично є лише джерелом цього струму для живлення зварювального трансформатора, використовуваного для одержання електричної дуги на зварювальних електродів, а значить якість зварювального шва значно знижений;

— оскільки генератор двофазний, то його потужність порівняно невелика, що знижує його функціональні можливості;

— стандартна частота (50 Гц), що отримується в генераторі, не забезпечує достатньо високу рівномірність зварювального шва:

— знижена також надійність і дещо ускладнена електрична схема системи самозбудження генератора. оскільки в ній використані конденсатор, другий, додатковий трансформатор і ін

Завданням пропонованого винаходу є створення автономного зварювального генератора підвищеної потужності, також не потребує стороннього джерела електричної енергії, який виробляє змінний струм підвищеної частоти і подає в зварювальний ланцюг постійний струм, з надійними системами самозбудження і регулювання, технічним результатом чого є підвищення ККД зварювального генератора, його потужності, розширення його функціональних можливостей і підвищення якості шва.

Поставлена задача досягається тим, що генератор виконаний у вигляді двухпакетной трифазної індукторного електричної машини високої частоти, з дводіапазонною силовий обмоткою статора, з самозбудженням і з випрямленням робочого струму, а також з можливістю приведення в обертання ротора від валу відбору потужності зовнішнього двигуна.

Суть винаходу полягає в тому, що генератор включає корпус машини, статор, на якому розташована трифазна двохдіапазонна силова обмотка, ротор, що складається з двох зубчастих пакетів, виконаних з електротехнічної сталі, розташованих на одному загальному валу, причому зубці (полюса) одного з пакетів зрушені на π ел. град. щодо зубців (полюсів) другого пакета, систему самозбудження генератора, що складається з обмотки збудження, розташованої між пакетами ротора, жорстко прикріпленою до корпусу машини, трансформатора струму збудження, чотирьох малопотужних діодів, налаштованого резистора і регулювального реостата, випрямного блоку з плюсовим і мінусовим висновками випрямленого струму, розташований усередині додаткового жорсткого кожуха-корпуси з вентиляційною сіткою, укріпленого на одному з торців корпуса машини, допоміжний шунтовой резистор, підключений між плюсовими та мінусовими висновками випрямного блоку і до ланцюга зварювальних проводів, і коробку розподільних пристроїв, в якій розміщені елементи розподільних пристроїв, в т. ч. перемикач силової обмотки, тобто діапазонів зварювального струму, трансформатор струму системи самозбудження, затиски для підключення зварювальних проводів, діоди системи збудження, регулювальний реостат та ін. Між выпрямительным блоком і торцем корпусу машини, всередині додаткового кожуха-корпусу, на кінці валу ротора встановлено осьовий вентилятор, а на протилежному торці корпусу машини може бути встановлений перехідний фланець, пристосований для можливого зчленування з фланцем конкретного приводного двигуна. Знизу корпус машини забезпечений опорними елементами, наприклад, у вигляді стійок або полозів.

Відмінними ознаками пропонованого винаходу є наступні ознаки:

— генератор виконаний за схемою трифазної електричної машини, що сприяє підвищенню його потужності і ККД:

— обмотка статора виконана дводіапазонною з перемикачем діапазонів зварювального струму, ніж розширюються функціональні можливості зварювального генератора, дозволяючи проводити зварку в діапазоні малих або в діапазоні великих струмів;

— ротор генератора виконаний двухпакетным, що забезпечує можливість розміщення обмотки збудження між пакетами, що дозволяє їй працювати одночасно на обидва пакети і сприяє спрощенню конструкції машини;

— пакети ротора виконані многозубцовыми (многоплюсными) зі зрушенням зубців одного покеті на πел. град. щодо зубців (полюсів) другого пакета, чим забезпечується висока частота змінного струму і згладжування пульсації постійного струму:

— генератор обладнаний пристроєм випрямлення струму в ланцюзі живлення зварювальних електродів, завдяки чому підвищується якість зварного шва;

— в системі самозбудження застосована електрична схема з слабкострумовими діодами і відбором на обмотку збудження малих струмів за допомогою додаткового малогабаритного трансформатора, що сприяє підвищенню ККД генератора і спрощення його конструкції;

— спрощена електрична система регулювання і настройки генератора;

— в ланцюзі живлення електродів постійним струмом застосований шунтувальний резистор, чим досягається збільшення часу холостого ходу генератора і згладжування електродинамічних імпульсів на початку, при перериванні зварювання, при холостому ході генератора.

На фіг. 1 схематично зображено поздовжній розріз зварювального генератора; на фіг. 2 — вид генератора з боку вентиляційної решітки; на фіг.3 схематично показаний частковий поздовжній розріз торця електричної машини на стороні вхідного кінця вала ротора з фланцем для приєднання до конкретного приводного двигуна (до дизельному двигуну типу Д-144 Володимирського тракторного заводу); на фіг. 4 зображена принципова електрична схема генератора; на фіг.5 — принципова схема налаштування і регулювання величини напруги холостого ходу і величини зварювального струму при крайніх положеннях стрілки реостата.

Пересувний зварювальний генератор включає корпус (1) електричної машини, статор (2), на якому розташована трифазна двопозиційна силова обмотка статора — (ОС) (3), ротор (4), що складається з двох багатополюсних зубчастих пакетів (5 і 6), виконаних з електротехнічної сталі, розташованих на одному загальному валу (7), причому зубці (полюса) одного пакета зрушені на π ел. град. щодо зубців (полюсів) другого пакета, систему збудження, що складається з обмотки збудження — (ІВ) (8), розташованої між пакетами ротора, жорстко прикріпленою до корпусу машини, трансформатора (Т)(9) струму збудження, чотирьох миломощных діодів (V1-V4) (10-13), настрочені резистора R1(14) і регулювального реостата R2(15), випрямний блок (VD) (16) з плюсовим і мінусовим вводами (17 і 18), розташований всередині додаткового жорсткого кожуха-корпусу (19) з вентиляційною сіткою (20), укріпленого на одному з торців (21) корпусу машини, допоміжний шунтовой резистор (R3) (22), підключений своїми входом-виходом відповідно до плюсового і мінусового висновків випрямного блоку і до ланцюга зварювальних проводів, і коробку (23) розподільних пристроїв, в якій розміщені перемикач (S) (24) силової обмотки, т.е. діапазонів зварювального струму, трансформатор (9) струму системи збудження, затискачі (25-26) для підключення зварювальних проводів, діоди (10-13) системи збудження, регулювальний реостат (15) та ін. Між выпрямительным блоком (16) і торцем (21) машини всередині додаткового кожуха-корпусу (19) на кінці (7) ротора встановлено осьовий вентилятор (27), а на протилежному торці (28) корпусу машини може бути встановлений перехідний фланець (29), пристосований для можливого зчленування з конкретним двигуном, наприклад з дизельним двигуном типу Д-144 Володимирського тракторного заводу. Корпус машини знизу забезпечений опорними елементами (30), наприклад стійками або полозами.

Сам генератор зварювальний (ГД-400 У2) в двох конструктивних виконаннях.

Виконання 00 — базове, універсальний, призначений для приводу від двигуна будь-якого типу (ДВС, електродвигуна, а від валу відбору потужності тощо) за допомогою ремінної або іншої передачі, через муфту або що-небудь інше, виготовлений самим користувачем, виходячи з його завдань і можливостей.

Пересувний зварювальний генератор . зварювальний генерат . зварювальний
схематично показаний частковий поздовжній розріз торця електричної машини на стороні вхідного кінця вала ротора з фланцем для приєднання до конкретного приводного двигуна (до дизельному двигуну типу Д-144 Володимирського тракторного заводу)

Виконання 01 — призначений для приєднання до дизельному двигуну типу Д-144 Володимирського тракторного заводу. Має з’єднувальний чавунний фланець оброблений під замок картера маховика згаданого двигуна.

В обох варіантах в якості елементів схеми генератора переважно використовувати:

R1 — елемент опору (ніхром 1h10-C X15 H 60 ГОСТ 12766, 1-77

R2 — регулювальний реостат

R3 — резистор C-5-35B-25-1 Ком ±5% ОЖО 467.541 ТУ;

S — перемикач ПВП14-27-100602 ТУ16-526.517-83;

V1. V4 — діод напівпровідниковий Д248Б aAO.336.206 ТУ;

VD — блок NF 023+8.460 NF 091 ТУ або 6 діодів Д161-200 з охолоджувачами 0171.

У схемі (фіг.4) показані точки (31 і 32) для пояснення принципу роботи системи збудження.

Генератор зварювальний працює наступним чином

Магнітний потік у повітряному зазорі зварювального генератора утворюється обмоткою збудження (ІВ), обтічної постійним струмом системи збудження і розподіляється так, що один пакет заліза ротора має тільки північні полюси, а інший — тільки південні. Так як південні полюси зрушені відносно північних полюсів на π ел. град. при обертанні ротора кожен виток обмотки статора пронизується магнітним потоком, який періодично змінює свою величину. В результаті цього в кожній з трьох фаз обмотки статора (ОС) наводяться змінні ЕРС, які зсунуті між собою на 2 π/3 ел. град. Виникаючий при цьому змінний струм має високу частоту, оскільки пакети ротора багатополюсні. Трифазний змінний струм за допомогою випрямного блоку (16) перетворюється в постійний струм, що знімається з затискачів (25 і 26) в зварювальну ланцюг. Генератор працює з самозбудженням від двох фаз трифазного ланцюга змінного струму до їх приєднання до входу в випрямний блок допомогою малогабаритного трансформатора Т і випрямляється для живлення обмотки збудження малопотужними діодами (V1. V4). Початкове збудження — від залишкового магнетизму магнітної ланцюга електричної машини. Далі процес збудження здійснюється в наступному порядку: після запуску ненавантаженого генератора на затискачах обмотки статора з’являється ЕРС величиною 2-3 Ст. Під дією цієї напруги по ланцюгу: затискач (31)- діод (10) — обмотка збудження (8), резистор (R1) (14) затискач (32) потече струм, що приводить до порушення генератора і зростання напруги на затискачах генератора до величини холостого ходу. З появою навантаження (а цьому сприяє шунтовой резистор (22) обмотку збудження починає живити трансформатор (9) через діоди (12 і 13). З ростом навантаження напруга, що подається на обмотку збудження від затискачів (31 і 32), зменшується, а від трансформатора (9) — збільшується (в результаті роботи діода (11), шунтуючого обмотку збудження).

Для ведення зварювання необхідно:

— підключити зварювальні дроти до затискачів (25 і 26) генератора;

— переконатися, що кінці зварювальних приводів не замкнуті між собою;

— встановити регулювальний реостат (15) в положення мінімального опору;

— встановити перемикач (24) діапазонів в бажане положення;

— пустити приводний двигун;

— по закінченні пускового періоду, тобто після збудження генератора, встановити за допомогою резистора R1 (14) потрібний орієнтовний зварювальний струм і приступити до зварювання.

У разі, коли після пуску зварювальний генератор не порушується, слід на 1-2 з закоротити зварену ланцюг, замикаючи електрод на виріб з різким відривом електрода від виробу. Цю операцію повторити кілька разів. Якщо і при цьому генератор не порушується, то поставити перемикач діапазонів в положення «великих струмів», вивести реостат і виконати те ж саме.

Якщо до тоді генератор не порушується, необхідно короткочасно (на 1-2 с) підключити до обмотці збудження стороннє джерело постійного струму не вище 15 B, тобто затискач «+» підключити до радіатора малопотужних діодів (в коробці (22) розподільних пристроїв), а затиск«-» — до вихідного кінця резистора R1 (14).

Пересувний зварювальний генератор . зварювальний генерат . зварювальний
принципова схема налаштування і регулювання величини напруги холостого ходу і величини зварювального струму при крайніх положеннях стрілки реостата.

Напруга холостого ходу в межах 85-95 і зварювальний струм регулюється на заводі-виробнику положенням хомутиків на резисторі R1 (14) за схемою на фіг.5, тобто переміщенням хомутика налаштування струму в бік виходу до реостату регулировочному R2 (15) збільшується струм, а переміщенням хомутика налаштування напруги в напрямку до затискача (32) збільшується напруга. Так само проводиться подрегулировка в процесі експлуатації генератора.

Реостатом R2 (15) проводиться плавне регулювання зварювального струму в межах діапазонів.

Реалізація пропонованого винаходу дозволяє створити зварювальний генератор підвищеної потужності, має високий ККД, підвищену надійність і розширену функціональність, що забезпечує проведення дугового зварювання, різання і наплавлення металу постійним струмом плавким електродом з високою якістю зварного шва, в тому числі і в умовах відсутності зовнішнього джерела електроенергії при наявності валу відбору потужності працездатного двигуна будь-якого типу.

Формула винаходу

1. Пересувний зварювальний генератор, виконаний у вигляді генератора змінного струму, що складається з розташованих в корпусі статора і ротора, з можливістю обертання від зовнішнього приводного двигуна, системи самозбудження з допоміжним трансформатором струму і системою регулювання, який відрізняється тим, що він виконаний трифазним двухпакетным і забезпечений выпрямительным блоком з плюсовим і мінусовим висновками, додатковим жорстким кожухом-корпусом з вентиляційною сіткою, встановленим на одному з торців корпуса генератора, допоміжним шунтовым резистором, підключеним між плюсовим і мінусовим висновками випрямного блоку і до ланцюга зварювальних проводів, і коробкою розподільних пристроїв, при цьому статор виконаний з трифазною дводіапазонною силовий обмоткою з перемикачем діапазонів, ротор виконаний у вигляді двох зубчастих пакетів з електротехнічної сталі, розташованих на валу полюси одного з яких зміщені на π ел. град. щодо полюсів другого пакету, система самозбудження виконана у вигляді обмотки збудження, розташованої між пакетами ротора і жорстко прикріпленою до корпусу генератора, система регулювання включає чотири малопотужних діода, настроювальний резистор і регулювальний реостат, причому в коробці розподільних пристроїв розміщені перемикач діапазонів силової обмотки, допоміжний трансформатор, затиски для підключення зварювальних проводів, діоди і регулювальний реостат.

2. Генератор п. 1, який відрізняється тим, що він забезпечений осьовим вентилятором, встановленим на валу ротора між выпрямительным блоком і торцем корпусу генератора.

3. Генератор п. 1, який відрізняється тим, що він забезпечений перехідним фланцем, для забезпечення можливості зчленування з фланцем приводного двигуна, встановленим з торця входу валу ротора.

4. Генератор п. 1, який відрізняється тим, що корпус знизу забезпечений опорними полозами.

Ім’я винахідника: Зайнашев Ігор Кутдусович (UA); Перел Володимир Олександрович (UA); Агарков Яків Григорович (UA)

Ім’я патентовласника: Акціонерне товариство закритого типу «Укрзварювання» (UA)

Поштова адреса для листування: 340000, Донецьк, пр-т Дзержинського, д.8, кв. 100, Захарову Володимиру Павловичу

Дата початку відліку дії патенту: 1997.06.17

Розмістив статтю: search

Дата публікації: 27-09-2003, 15:51

Короткий опис статті: зварювальний генератор Ноу-хау розробки, а саме цей винахід автора відноситься до електротехніки, зокрема до автономним зварювальним пристроїв, сочленяемым з приводним двигуном, і призначене для піт, зварювальний генерат, зварювальний генератор пересувний зварювальний генератор, збудження, генератора, зварювального, електричної, трансформатора, винаходи, розподільних, перемикач, трансформатор, регулювальний, самозбудження, змінного, зварювальний генерат, зварювальний генератор

Джерело: Пересувний зварювальний генератор | зварювальний генерат | зварювальний генератор

Також ви можете прочитати