Penjana kimpalan

Penjana kimpalan adalah sebahagian daripada penukar kimpalan dan unit kimpalan.

Penukar kimpalan mengandungi motor elektrik tiga fasa pemacu, penjana kimpalan arus terus dan peranti kawalan arus kimpalan.

Pengimpal mengandungi enjin pemacu pembakaran dalaman, penjana elektrik kimpalan DC dan peranti kawalan arus kimpalan.

Penjana kimpalan Mereka dibahagikan dengan reka bentuk manifold dan injap dan dengan prinsip operasi pada penjana teruja sendiri dan teruja bebas.

Penjana dikimpal pengumpul dengan pengujaan bebas yang digunakan dalam penukar kimpalan, yang pengeluarannya di negara kita telah dihentikan pada tahun 90-an abad ke-20, tetapi masih beroperasi di beberapa organisasi.

Jenis penjana lain kini merupakan sebahagian daripada mesin kimpalan.

Penjana pengumpul untuk kimpalan

Penjana pengumpul ialah mesin DC yang mengandungi pemegun dengan kutub magnet dan belitan, dan pemutar dengan belitan yang hujungnya menuju ke plat pengumpul.

Apabila pemutar berputar, lilitan belitannya melintasi garisan daya medan magnet dan di dalamnya EMF disebabkan.

Berus grafit membuat sentuhan boleh alih dengan plat pengumpul. Berus mesin terletak pada neutral elektrik (geometrik) pengumpul, di mana EMF dalam selekoh mengubah arahnya. Jika anda mengalihkan berus dari neutral, voltan penjana akan berkurangan dan pensuisan gegelung akan berlaku di bawah voltan, yang dalam penjana kimpalan di bawah beban akan menyebabkan pengumpul mencairkan dengan cepat oleh arka elektrik.

EMF pada berus penjana kimpalan adalah berkadar fluks magnetdicipta oleh kutub magnet E2 = cF, dengan F ialah fluks magnet; c ialah pemalar penjana, ditentukan oleh reka bentuknya dan bergantung kepada bilangan pasangan kutub, bilangan lilitan dalam belitan angker, kelajuan putaran angker.

Voltan keluaran penjana di bawah beban U2 = E2 — JсвRr, di mana U2 — voltan keluaran terminal penjana di bawah beban; Jw - arus kimpalan; Rg ialah jumlah rintangan bahagian angker dalam penjana dan sesentuh berus.

Oleh itu, ciri statik luaran penjana sedemikian jatuh sedikit. Untuk mendapatkan ciri statik luaran yang jatuh dengan curam dalam penjana pengumpul, prinsip penyahmagnetan dalaman mesin digunakan, yang disediakan oleh gegelung penyahmagnetan stator. Jika perlu untuk mendapatkan ciri statik luaran yang tegar, belitan stator magnetisasi digunakan.

Penjana kimpalan teruja bebas dengan gegelung degaussing

nasi. 1 Skema penjana kimpalan dengan pengujaan bebas dan gegelung penyahmagnetan

Ciri tersendiri penjana sedemikian ialah dua gegelung magnet terletak pada kutub magnet. Satu (magnetizing) dikuasakan oleh sumber kuasa luar (independently excited) manakala satu lagi (demagnetizing) digunakan untuk arus kimpalan.

Gegelung degaussing, bertindak sebagai rintangan yang disambungkan secara bersiri dengan arka, memberikan ciri terkulai penjana, dan apabila berpecah, melaraskan arus dalam langkah.

Kemasukan semua lilitan gegelung degaussing dalam operasi memberikan peringkat arus yang rendah, dan kemasukan sebahagian daripada lilitan memberikan peringkat arus yang tinggi.

Pelarasan lancar arus kimpalan dijalankan dengan menukar voltan litar terbuka, yang mana rheostat R digunakan dalam litar magnet gegelung. Peningkatan dalam rintangan R membawa kepada penurunan dalam arus magnetisasi, penurunan dalam fluks magnetisasi Fn, voltan litar terbuka penjana, dan akhirnya kepada penurunan dalam arus kimpalan.

Penjana menyediakan ciri statik luaran yang jatuh hanya apabila berputar dalam satu arah, ditunjukkan oleh anak panah pada perumahan. Dengan penukar kimpalan, adalah perlu untuk memeriksa arah putaran motor elektrik yang betul sebelum mengimpal pada kelajuan terbiar.

Penjana kimpalan permulaan sendiri dengan gegelung penyahmagnetan

Perbezaan utama antara jenis penjana ini ialah gegelung medan magnet dikuasakan bukan oleh sumber luaran, tetapi oleh penjana itu sendiri. Oleh itu, mereka dipanggil penjana teruja sendiri.

nasi. 2. Gambar rajah skematik dan susunan sistem magnet bagi penjana teruja sendiri empat kutub

Dalam penjana kimpalan pengumpul, sebagai tambahan kepada tiang utama dan gegelung, terdapat dua tiang tambahan, di mana gegelung siri tambahan diletakkan di sepanjang selekoh. Ini adalah perlu untuk mengimbangi fluks magnet daripada tindak balas angker dan untuk mengekalkan kedudukan neutral elektrik mesin apabila beban berubah.

Untuk operasi biasa penjana teruja sendiri, adalah perlu bahawa voltan yang digunakan pada gegelung magnetisasi tidak berubah semasa proses kimpalan, i.e. tidak bergantung pada mod kimpalan. Untuk tujuan ini, berus tambahan ketiga dipasang di penjana, yang terletak di antara dua berus utama.

Voltan yang membekalkan gegelung pengmagnetan ternyata bebas daripada arus kimpalan. Ciri kejatuhan penjana disediakan disebabkan oleh kesan penyahmagnetan gegelung penyahmagnetan, yang berlaku di bawah separuh kedua kutub.

Satu ciri penjana kimpalan teruja sendiri ialah ia boleh dimulakan hanya apabila angker diputar ke satu arah, ditunjukkan oleh anak panah pada penutup hujung stator. Ini disebabkan oleh fakta bahawa pengujaan awal penjana pada permulaannya adalah disebabkan oleh kemagnetan sisa kutub.

Apabila angker diputar ke arah yang bertentangan, arus terbalik akan mengalir dalam gegelung pengujaan, yang dengan medan magnet yang semakin meningkat pada masa tertentu mengimbangi kemagnetan sisa kutub, i.e. jumlah fluks magnet di bawah kutub akan menjadi sifar. Dalam kes ini, untuk merangsang penjana, adalah perlu untuk menyambung sementara gegelung magnetisasi ke sumber arus terus bebas.

Penjana kimpalan injap

Penjana kimpalan jenis ini muncul pada pertengahan 70-an abad ke-20 selepas pembangunan pengeluaran injap silikon kuasa. Dalam penjana ini, fungsi membetulkan arus dan bukannya pengumpul dilakukan oleh penerus semikonduktor, yang mana voltan ulang-alik penjana dibekalkan.

Dalam unit kimpalan, penjana tiga jenis pembinaan alternator digunakan: induktor, segerak dan tak segerak. Di Rusia, peranti kimpalan dihasilkan dengan pengujaan diri, pengujaan bebas dan penjana pengujaan aruhan bercampur.

nasi. 3. Skema penjana injap dengan pengujaan sendiri

Dalam penjana induktor, gegelung medan pegun dibekalkan dengan arus terus, tetapi fluks magnet yang dicipta olehnya adalah berubah-ubah. Ia adalah maksimum apabila gigi pemutar dan pemegun bertepatan, apabila rintangan magnet dalam laluan fluks adalah minimum, dan adalah minimum apabila rongga pemutar dan pemegun bertepatan. Oleh itu, EMF yang disebabkan oleh fluks ini juga berubah-ubah.

Tiga belitan kerja dengan offset 120 ° terletak pada stator, jadi voltan bergantian tiga fasa dihasilkan pada output penjana. Ciri kejatuhan penjana diperoleh kerana rintangan induktif besar penjana itu sendiri. Rheostat dalam litar pengujaan digunakan untuk melaraskan arus kimpalan dengan lancar.

Ketiadaan sesentuh gelongsor (antara berus dan pengumpul) menjadikan penjana ini lebih dipercayai dalam operasi. Di samping itu, ia mempunyai kecekapan yang lebih tinggi, kurang berat dan dimensi daripada penjana pengumpul.

nasi. 4. Gambarajah skematik penjana kimpalan jenis injap jenis GD-312 dengan pengujaan sendiri

Untuk memastikan operasi tanpa beban, gegelung pengujaan dibekalkan oleh pengubah voltan, dan untuk membekalkannya dalam mod litar pintas oleh pengubah semasa. Dalam mod beban - kimpalan - isyarat kawalan campuran berkadar dengan bahagian voltan keluaran dan berkadar dengan arus digunakan pada gegelung pengujaan. Penjana injap dihasilkan di bawah jenama GD-312 dan digunakan untuk kimpalan logam manual sebagai sebahagian daripada blok ADB.

nasi. 5. Gambarajah skematik penjana kimpalan GD-4006

Di Rusia, beberapa reka bentuk unit berbilang kedudukan dengan bilangan kedudukan dari 2x hingga 4x dihasilkan. Terdapat unit sejagat di pasaran untuk beberapa kaedah kimpalan atau kimpalan dan pemotongan plasma. Khususnya, modul ADDU-4001PR.

Pembentukan unit VSH buatan ADDU-4001PR disediakan oleh unit bekalan kuasa thyristor dengan kawalan mikropemproses. Kemungkinan teknologi yang lebih luas disediakan dengan penggunaan unit kuasa penyongsang dalam unit, seperti dalam unit Vantage 500.