Автономный сварочный генератор (САГ) – незаменимое устройство при необходимости ремонта или сборки металлоконструкций на удалении от линий электроснабжения, например, при авариях на трубопроводах. Принцип работы и устройство таких генераторов просты и мало отличаются от обычных бензогенераторов. 

Устройство САГ

Принцип работы автономного генератора – преобразование механической энергии бензинового двигателя в сварочный ток. Источником тока является асинхронный (щеточный) генератор, но ряд требований к характеристикам сварочного тока приводят к появлению в конструкции специфических элементов.
Сварочный аппарат должен обеспечивать падающую вольтамперную характеристику: напряжение на электроде должно резко снижаться в момент розжига дуги. Простейшая схема сварочного генератора для обеспечения падающей ВАХ реализуется посредством последовательного возбуждения: одна из обмоток возбуждения (размагничивающая) включается в цепь якоря таким образом, чтобы она создавала магнитное поле противоположной полярности относительно основной обмотке возбуждения (намагничивающей). Таким образом до возникновения дуги возбуждение обеспечивается только основной обмоткой, в момент розжига суммарная намагниченность сердечника падает, снижая напряжение на выходе генератора.
Недостаток такого устройства – в сильной нагрузке на щеточный узел коллектора. Более совершенными являются вентильные генераторы, где для выпрямления тока используется не коллектор генератора, а полупроводниковый выпрямитель. Кроме того, их принцип работы позволяет обойтись без коллектора, так как намагничивание ротора обеспечивает неподвижная обмотка возбуждения, уложенная в паз по окружности сердечника ротора. Крутизну вольтамперной характеристики на вентильных генераторах регулируют варьированием тока возбуждения.
Развитие силовых полупроводниковых схем позволило создать инверторные сварочные генераторы. Фактически они представляют собой обычный электрогенератор, к выходу которого подключен сварочный инвертор. Регулировка напряжения на выходе инвертора обеспечивается изменением скважности высокочастотных импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером преобразователя: чем выше скважность (отношение длины импульса к его периоду), тем выше напряжение, создаваемое преобразователем.

Преимущества инверторных сварочных генераторов

Принцип работы инверторного преобразователя позволяет создавать значительно более совершенные конструкции:

• Возможность произвольного регулирования скважности ШИМ-контроллера дает возможность задавать любую необходимую форму кривой вольтамперной характеристики, реализовывать различные режимы работы: форсаж дуги (увеличение тока в момент розжига, облегчающее работу с ржавым и загрязненным металлом), VRD (снижение напряжения холостого хода для обеспечения электробезопасности при сварке в условиях высокой влажности) и так далее.
• Использование высокооборотных генераторов позволяет снизить затраты меди на обмотки, массу генератора в сборе: если в генераторах классической схемы сварочный ток протекает через сами обмотки генератора, то в инверторных – только через вторичную обмотку трансформатора и выпрямитель инвертора.

Двигатель сварочного генератора

Для привода генератора, как правило, используются карбюраторные бензиновые двигатели благодаря их простоте и легкости запуска при низких температурах, на сварочных генераторах высокой мощности устанавливаются и дизельные моторы.
Бензиновый двигатель распространенных сварочных генераторов – это одноцилиндровый агрегат мощностью от 8 до 13 лошадиных сил, аналогичный используемым на мотоблоках и обычных бензогенераторах. Запуск двигателя осуществляется тросовым стартером, для облегчения ручного проворота коленвала в конструкцию двигателя вводится автоматический декомпрессор – устройство, приоткрывающее выпускной клапан при низких оборотах распределительного вала и снижающее таким образом давление в конце такта сжатия.
Дроссельная заслонка управляется центробежным регулятором – при уменьшении оборотов происходит автоматическое увеличение степени открытия дросселя. На дизельных сварочных генераторах центробежный регулятор встроен непосредственно в топливный насос и регулирует цикловую подачу топлива. Такой принцип работы имеет один большой недостаток: двигатель вынужден постоянно работать на высоких оборотах даже без нагрузки, так как снизить их не дает регулятор. В инверторных генераторах оборотами двигателя управляет электронная схема, сбрасывающая их до холостых при простое и поднимающая во время работы для обеспечения требуемой мощности сварочного тока. Благодаря этому не только снижается расход топлива, но и сберегается ресурс двигателя.