גנרטורים לריתוך
גנרטורים לריתוך הם חלק מממירי ריתוך ויחידות ריתוך.
ממיר ריתוך מכיל מנוע חשמלי תלת פאזי מניע, מחולל ריתוך זרם ישר ומכשיר בקרת זרם ריתוך.
רתך מכיל מנוע הנע בעירה פנימית, גנרטור חשמלי לריתוך DC ומכשיר בקרת זרם ריתוך.
גנרטורים לריתוך הם מחולקים לפי תכנון סעפת ושסתומים ולפי עקרון הפעולה על גנרטורים הנרגשים בעצמם ומתרגשים באופן עצמאי.
גנרטורים מרותכים אספנים עם עירור עצמאי המשמשים בממירי ריתוך, שייצורם בארצנו הופסק בשנות ה-90 של המאה ה-20, אך עדיין פועלים בחלק מהארגונים.
סוגים אחרים של גנרטורים הם כיום חלק ממכונות ריתוך.
גנרטורים אספנים לריתוך
גנרטורים אספנים הם מכונות DC המכילות סטטור עם קטבים מגנטיים וליפולים, ורוטור עם פיתולים שקצהו מובילים ללוחות הקולטים.
כאשר הרוטור מסתובב, סיבובי הפיתול שלו חוצים את קווי הכוח של השדה המגנטי ובהם EMF המושרה.
מברשות הגרפיט יוצרות מגע נייד עם לוחות האספן. המברשות של המכונה ממוקמות על הנייטרלי החשמלי (גיאומטרי) של הקולט, שם ה-EMF בסיבובים משנה את כיוונו. אם מזיזים את המברשות מנייטרלי, המתח של הגנרטור יקטן והמיתוג של הסלילים יתרחש במתח, מה שבגנרטורים ריתוך בעומס יגרום לקולט להימס מהר מאוד בקשת חשמלית.
EMF על המברשות של מחולל הריתוך הוא פרופורציונלי שטף מגנטינוצר על ידי הקטבים המגנטיים E2 = cF, כאשר F הוא השטף המגנטי; c הוא הקבוע של הגנרטור, שנקבע על פי עיצובו ובהתאם למספר זוגות הקטבים, מספר הסיבובים בפיתול האבזור, מהירות הסיבוב של האבזור.
מתח מוצא של הגנרטור תחת עומס U2 = E2 - JсвRr, כאשר U2 - מתח מוצא של המסופים של הגנרטור תחת עומס; Jw - זרם ריתוך; Rg הוא ההתנגדות הכוללת של קטע האבזור בגנרטור ומגעי המברשת.
לכן, המאפיין הסטטי החיצוני של גנרטור כזה נופל מעט. כדי להשיג מאפיין סטטי חיצוני נופל בתלילות במחוללי אספנים, מיושם עקרון הדה-מגנטיזציה הפנימי של המכונה, אשר מסופק על ידי סליל דה-מגנטיזציה הסטטור. אם יש צורך להשיג מאפיין סטטי חיצוני קשיח, נעשה שימוש בפיתול סטאטור מגנט.
מחולל ריתוך נרגש באופן עצמאי עם סליל דה-גאוס
אורז. 1 סכימה של גנרטור ריתוך עם עירור עצמאי וסליל מגנטית
תכונה ייחודית של גנרטור כזה היא ששני סלילים מגנטיים ממוקמים על הקטבים המגנטיים. אחד (מגנטיזציה) מופעל על ידי מקור מתח חיצוני (מעורר באופן עצמאי) ואילו השני (דה-מגנטיזציה) משמש לזרם הריתוך.
סליל ה-degassing, הפועל כהתנגדות המחוברת בסדרה עם הקשת, מספק מאפיין צניחה של הגנרטור, וכשהוא מפוצל, מתאים את הזרם בשלבים.
הכללת כל הסיבובים של סליל הניתוק בפעולה נותנת שלב זרם נמוך, והכללת חלק מהסיבובים נותנת שלב זרם גבוה.
התאמה חלקה של זרם הריתוך מתבצעת על ידי שינוי מתח המעגל הפתוח, שעבורו משמש ה-Rheostat R במעגל הממגנט של הסליל. עלייה בהתנגדות R מביאה לירידה בזרם הממגנט, לירידה בשטף הממגנט Fn, למתח המעגל הפתוח של הגנרטור ולבסוף לירידה בזרם הריתוך.
הגנרטור מספק מאפיין סטטי חיצוני נופל רק כאשר הוא מסתובב בכיוון אחד, המסומן על ידי חץ על הדיור. עם ממירי ריתוך, יש צורך לבדוק את כיוון הסיבוב הנכון של המנוע החשמלי לפני הריתוך במהירות סרק.
מחולל ריתוך מתניע עצמי עם סליל דה-מגנטיות
ההבדל העיקרי בין סוג זה של גנרטורים הוא שסליל השדה המגנטי מופעל לא על ידי מקור חיצוני, אלא על ידי הגנרטור עצמו. לכן, הם נקראים גנרטורים מתרגשים מעצמם.
אורז. 2. דיאגרמה סכמטית וסידור של המערכת המגנטית של גנרטור בעל ארבעה קוטבים מעורר עצמי
במחוללי ריתוך אספנים, בנוסף לקטבים הראשיים ולסלילים, ישנם שני קטבים נוספים, עליהם מונח סליל סדרתי נוסף לאורך הסיבוב. זה הכרחי כדי לפצות על השטף המגנטי מתגובת האבזור וכדי לשמור על מיקום הנייטרליות החשמלית של המכונה כאשר העומס משתנה.
לפעולה רגילה של גנרטור מעורר עצמי, יש צורך שהמתח המופעל על סליל הממגנט לא ישתנה במהלך תהליך הריתוך, כלומר. אינו תלוי במצב הריתוך. לצורך כך מותקנת בגנרטור מברשת נוספת שלישית, הממוקמת בין שתי המברשות הראשיות.
המתח המספק את סליל הממגנט מתברר כבלתי תלוי בזרם הריתוך. מאפיין הנפילה של הגנרטור מסופק עקב אפקט הדה-מגנטיזציה של סליל ה-demagnetizing, המתרחש מתחת למחצית השנייה של הקטבים.
תכונה של גנרטורים לריתוך הנלהבים מעצמם היא שניתן להפעיל אותם רק כאשר האבזור מסובב בכיוון אחד, המסומן על ידי החץ על מכסה קצה הסטטור. זאת בשל העובדה שהעירור הראשוני של הגנרטור בתחילתו נובע מהמגנטיזציה השיורית של הקטבים.
כשמסובבים את האבזור בכיוון ההפוך, יזרום בסליל העירור זרם הפוך, אשר בשדה המגנטי הגובר שלו בנקודת זמן מסוימת מפצה על המגנטיזציה השיורית של הקטבים, כלומר. השטף המגנטי הכולל מתחת לקטבים יהיה אפס. במקרה זה, על מנת לעורר את הגנרטור, יש צורך לחבר באופן זמני את סליל הממגנט למקור זרם ישר עצמאי.
גנרטורים לריתוך שסתומים
גנרטורים לריתוך מסוג זה הופיעו באמצע שנות ה-70 של המאה ה-20 לאחר התפתחות הייצור של שסתומי סיליקון כוח. בגנרטורים אלו, הפונקציה של תיקון הזרם במקום הקולט מתבצעת על ידי מיישר מוליכים למחצה, שאליו מסופק מתח החילופין של הגנרטור.
ביחידות ריתוך משתמשים בגנרטורים משלושה סוגים של בניית אלטרנטור: משרן, סינכרוני ואסינכרוני. ברוסיה, מכשירי ריתוך מיוצרים עם גנרטורים של עירור עצמאית ומעוררת אינדוקציה מעורבת.
אורז. 3. סכמטי של מחולל שסתומים עם עירור עצמי
במחולל משרן, סליל השדה הנייח מסופק בזרם ישר, אך השטף המגנטי שנוצר על ידו משתנה באופיו. הוא מקסימום כאשר שיני הרוטור והסטטור חופפים, כאשר ההתנגדות המגנטית בנתיב השטף היא מינימלית, והיא מינימלית כאשר חללי הרוטור והסטטור חופפים. לכן, ה-EMF המושרה על ידי שטף זה משתנה גם הוא.
שלוש פיתולים עובדים עם היסט של 120 מעלות ממוקמים על הסטטור, ולכן מתח חילופין תלת פאזי נוצר במוצא הגנרטור. מאפיין הנפילה של הגנרטור מתקבל עקב ההתנגדות האינדוקטיבית הגדולה של הגנרטור עצמו. ריאוסטט במעגל העירור משמש להתאמה חלקה של זרם הריתוך.
היעדר מגעים הזזה (בין המברשות לאספן) הופך את הגנרטור הזה לאמין יותר בפעולה. בנוסף, יש לו יעילות גבוהה יותר, פחות משקל וממדים מאשר מחולל הקולט.
אורז. 4. תרשים סכמטי של מחולל ריתוך מסוג שסתומים מסוג GD-312 עם עירור עצמי
כדי להבטיח פעולה ללא עומס, סליל העירור מסופק על ידי שנאי מתח, וכדי לספק אותו במצב קצר על ידי שנאי זרם. במצב עומס - ריתוך - אות בקרה מעורב פרופורציונלי לחלק של מתח המוצא ופרופורציונלי לזרם מופעל על סליל העירור. מחוללי שסתומים מיוצרים תחת המותג GD-312 ומשמשים לריתוך מתכת ידני כחלק מגושי ADB.
אורז. 5. תרשים סכמטי של מחולל הריתוך GD-4006
ברוסיה מיוצרים מספר עיצובים של יחידות מרובות עמדות עם מספר עמדות מ-2x עד 4x. ישנן יחידות אוניברסליות בשוק למספר שיטות של ריתוך או ריתוך וחיתוך פלזמה. בפרט, מודול ADDU-4001PR.
היווצרות של יחידת VSH מלאכותית ADDU-4001PR מסופקת על ידי יחידת אספקת כוח תיריסטור עם בקרת מיקרו-מעבד. אפשרויות טכנולוגיות רחבות יותר ניתנות על ידי שימוש ביחידות כוח אינוורטר ביחידות, כמו ביחידת Vantage 500.