弧焊电源及其数字化控制 教学课件 作者 黄石生 第4章 直流弧焊发电机与硅弧焊整流器.pdf

第4章 直流弧焊发电机与硅弧焊 整流器 4.1 直流弧焊发电机的基本原理和分类 4.2 典型的直流弧焊发电机 4.3 硅弧焊整流器的组成和分类 4.4 普通硅弧焊整流器 4.5 磁放大器式弧焊整流器 4.6 有反馈磁放大器式弧焊整流器 4.7 交直流两用及脉冲式硅弧焊整流器 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。 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。 4.1 弧焊发电机的基本原理和分类 4.1.1 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。在弧焊电源学习中，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，R 即镇定电阻器，发电机本身外特性近于平的，即 z U ≈E≈U 。负载电压U 与负载电流I （亦即电枢电流I ）的关系是 a 0 f f a U ＝U －I R =E －I (R +R )= U －I (R +R ) f 0 f z f a z o f a z 由上式可知，当I 增大将引起电阻压降增大，并使U 减小而得到下降外 f f 特性。改变R 值可调节外特性。这种方法的缺点是能量损耗大，只用于多 z 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。 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。 4.1.2 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。 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