直流弧焊发电机与硅弧焊整流器.ppt

第4章 直流弧焊发电机与硅弧焊整流器
直流弧焊发电机的基本原理和分类
典型的直流弧焊发电机
硅弧焊整流器的组成和分类
普通硅弧焊整流器
磁放大器式弧焊整流器
有反馈磁放大器式弧焊整流器
交直流两用及脉冲式硅弧焊整流器
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内容提要
本章介绍直流弧焊发电机、硅弧焊整流器的组成和分类，结构特点，基本工作原理，重点分析它们如何获得的外特性形状和调节特性。简介内燃驱动的弧焊发电机、简单的硅弧焊整流器、交直流两用式和脉冲式硅弧焊整流器及有关典型产品等。
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硅弧焊整流器的特点：
硅弧焊整流器在单相或三相变压器的基础上，以硅二极管作为整流元件，将交流电整流成直流电。它与直流弧焊发电机相比有以下优点：
1）易造好修，节省材料，减轻重量，降低成本，提高效率。
2）无动力机和发电机的机械转动部分，噪声小。
3）磁放大器式硅弧焊整流器改变了机械调节方式，采用电磁控制方式。
4）易于获得不同形状的外特性，以满足不同焊接工艺的要求。同时，也可以实现交直流两用和脉冲焊接。
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弧焊发电机的基本原理和分类
基本原理
通常称之为直流弧焊机的，是指由一台电动机（或柴油、汽油驱动的其他原动机）和弧焊发电机组成的机组。在弧焊电源学****中，主要讨论发电机部分，它基于一般发电机原理，为满足弧焊工艺要求而有其特殊结构和电气性能。
目前弧焊发电机主要用于焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊，因此需具有下降的外特性。此外，也需具有良好的调节性能和动特性。
获得下降外特性有以下几种办法：
1．在电枢电路中串联镇定电阻
如图4-1所示，Rz即镇定电阻器，发电机本身外特性近于平的，即Ua≈E≈U0。负载电压Uf与负载电流If （亦即电枢电流Ia）的关系是
Uf＝U0－IfRz=E－If (Ra+Rz)= Uo－If (Ra+Rz)
由上式可知，当If增大将引起电阻压降增大，并使Uf减小而得到下降外特性。改变Rz值可调节外特性。这种方法的缺点是能量损耗大，只用于多站式直流弧焊发电机。例如AP-1000型多站弧焊发电机本身具有平的外特性，配备6个镇定电阻箱则可供6名焊工同时施焊。
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图4-1 串联镇定电阻的电路
2．改变磁极磁通Φ
由式（4-1）可知，电枢电动势E与Φ成正比，因而只要设法让Φ随If的增大而减小就可获得下降外特性。
只要去磁作用与负载电流成正比，就可以等效为在电枢串联了电阻。这样既可获得下降外特性又不增加能量损耗。
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分类
1. 根据产生去磁磁通的不同方法分类
1）差复励式（用串联绕组去磁）。
2）裂极式（用电枢反应去磁）。
3）换向极去磁式（用换向极绕组去磁）。
2. 按原动机不同分类
（1）直流弧焊发电机 它以三相异步电动机为原动机。电动机与发电机同轴共壳组成一体化结构。例如AX1-500型弧焊发电机，其外形如图4-2所示。
(2) 直流弧焊柴(汽)油发电机 它用柴油机或汽油机驱动发电机，可组装成汽车式，用汽车的发动机驱动一台或两台发电机。如图4-3所示为AXQ2-2×250型直流弧焊汽油发电机的外形照片，它由轻便型越野车驱动两台弧焊发电机。
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图4-2 AX1-500型弧焊发电机外形图
图4-3 AXQ2-2×250型直流弧焊汽油发电机外形图
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典型的直流弧焊发电机
本节介绍差复励式及换向极式弧焊发电机的基本原理、结构、性能特点、电流调节方式及应用。差复励式弧焊发电机一般用串联去磁绕组以获得下降外特性，但励磁绕组有它励与并励之分，将分述于下。另外，简单介绍新型内燃机驱动的直流弧焊发电机等发展。
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它励差复励式弧焊发电机
工作原理
它的原理如图4-4所示。 为它励绕组，WE为串联去磁绕组，二者产生的磁通与方向是相反的。
图4-4 它励差复励式弧焊发电机原理图
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1．空载  这时If=0， =0，空载电压只由 来建立
(4-2-1)
2．负载
这时有负载电流If流过WE产生了ΦE。在磁路不饱和的情况下，电枢反应去磁作用可以不计。根据式(4-1-3)有：
Uf= U0—IfRb
式中，