专题四十五 直流弧焊发电机（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题四十五 直流弧焊发电机（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.能准确阐述直流弧焊发电机的能量转化逻辑，清晰说明“电磁感应产交流电”“换向器整流为直流电”两个核心环节。

2.能完整、无错漏地写出直流弧焊发电机的四类专属分类。

3.能针对四类分类的核心特性，准确匹配典型焊接场景。

4.能判断与直流弧焊发电机原理、分类相关的常见错误表述。

二、知识点梳理

一、直流弧焊发电机的基本工作原理

直流弧焊发电机是一种特殊的直流发电机,它的基本工作原理与普通他励直流发电机相同。也是通过原动机带动电枢绕组旋转切割磁感线产生感应电动势,再经过换向器整流,由电刷输出直流电。

由于直流弧焊发电机大多应用于手工电弧焊,所以具有较高的空载电压,以保证引弧;具有陡降的外特性,以保证电弧稳定燃烧及限制短路电流;具有均匀、较宽的电流调节范围,以满足焊接工艺的要求;以及具有良好的动特性等一些特殊性质。

1.陡降外特性的获得

图7-48 所示为直流弧焊发电机电路原理图，由图可以引出焊接电压平衡方程式

         Uh = E - Ih(Ra + Rz)                （7-31）

式中Uh——焊接回路的电压;Ih——焊接回路的电流;Ra——发电机电枢电阻;Rz——降压用的镇定电阻。

当空载时,Ih=0 则 Uh =U0=E。

此式说明,弧焊发电机空载时,输出空载电压等于感应电动势,故空载电压U0较高。当有负载时,从平衡方程式可知,输出电压Uh随负载电流Ih的增大而减小。因此,获得了陡降的外特性。当短路时,Uh =0,短路电流Id=Ih,则

      O = E - Id(Ra + Rz)            或  Id = E/Ra + Rz              （7-32）

此式称为短路电流方程式。

2.调节特性

弧焊发电机的调节特性,主要是指焊接电流的调节特性。下面以三绕组弧焊发电机为例,说明改变哪些参数可以调节焊接电流。

三绕组弧焊发电机电路原理图如图7-52所示。

图中,N1为他励绕组,它产生励磁磁通Φ1,Nb为并励绕组,它产生励磁磁通Φb,Nc为串联去磁绕组,它产生去磁磁通Φc,Φai为电枢反应磁通,它相当于等效匝数Nai产生的磁通。

空载时,无负载电流,Ih=0。串联去磁磁通Φc 及电枢反应磁通Φai均为零,因此,空载电压为

                     U0 = E = KΦ =K/Rm(ItNt + IbNb)              （7-33）

有负载时,Ih≠0,Φc,Φai存在并起作用,致使工作磁通Φ减小。如果忽略发电机内阻压降的影响,则输出电压为

               Uh = E'= KΦ’ = K/Rm(ItNt + IbNb - IhNc - IhNai )          （7-34）

短路时，输出电压Uh=0，并励电流Ib=0，负载电流Ih等于短路电流Id，则短路电流为          Id = ItNt/Nc + Nai                        （7-35）

3.动特性

用于手工电弧焊的直流电弧发电机,要求在额定时的动特性符合两项指标：从空载至短路时瞬间短路电流与稳态短路电流之比Isd/Ihd<2.5;短路至空载恢复电压最低值Umin≥30V。

二、直流弧焊发电机的分类

直流弧焊发电机按原动机不同分为直流弧焊发电机和直流弧焊柴(汽)油发电机。按外特性不同分为平外特性弧焊发电机和陡隆外特性弧焊发电机。但通常是根据获得外特性的方法分类,可分为差复励式、裂极式、换向极式和加(积)复励式四种。

1.差复励式弧焊发电机

差复励式弧焊发电机采用他励或并励绕组励磁,串联去磁绕组去磁,它的工作磁通是他励(或并励)磁通与串联去磁磁通之差,所以称为差复励式弧焊发电机。

其陡降外特性是靠串联去磁绕组的去磁作用获得的,用他励绕组励磁的弧焊发电机有AX-5-500、AXT-500AX9-500型等;用并励绕组励磁的弧焊发电机有AX1-165、AX1-500型等

2.裂极式弧焊发电机

裂极式弧焊发电机采用并励绕组励磁,依靠电枢反应去磁作用获得陡降外特性,它没有串联去磁绕组,不需要另外的磁装置,此类产品有AX-165、AX320型等。

3.换向极式弧焊发电机

换向极式弧焊发电机由他励绕组励磁,依靠换向极去磁作用获得陡降的外特性,因此而得此类产品有AX3-300-2(如图7-56所示)AX4-300型等。

4.加复励式弧焊发电机

加复励式弧焊发电机又称积复励式发电机。它采用并励绕组励,串联绕组加,外特性为平特性,故称加复励式。此类产品有AP-1000、AP1-350型等。

三、真题练讲

1.（2021年河北省统一考试）下列关于加复励式弧焊发电机的说法，正确的是（ ）

A. 电流调节灵活性差

B. 属于直流弧焊发电机的基本分类

C. 仅适用于低压焊接

D. 结构比裂极式更简单

答案：B

解析：加复励式是直流弧焊发电机四类基本分类之一；A选项其电流调节灵活，C选项适用电压与其他类型相近，D选项结构比裂极式复杂，均错误。