Máy một chiều được chia làm 4 kiểu chính:
- Máy hàn một chiều có cuộn kích thích từ độc lập.
- Máy hàn điện một chiều có cuộn kích thích mấc song song và cuộn khử từ mắc nối tiếp.
- Máy hàn điện một chiều có các cực từ lắp rời. - Máy hàn điện một chiều với từ trường ngang.
2.2.3.1 Nguyên lý chung của các máy điện một chiều
Khi dây dẫn chuyển động trong từ trường cắt các đường sức từ lập tức dây dẫn xuất hiện sức điện động cảm ứng.
E = B.l.V.10 -8(V) (1) Trong đó: B là cảm ứng điện từ.
l: độ dài dây dẫn trong điện trường tính bằng (m). V: tốc độ cắt các đường sức từ.
35
Trong máy điện một chiều các dây dẫn được quấn trong kẽ hở của rôto và hai đầu dây dẫn được nối ra ngoài bằng hai vành bán khuyên (vành góp) được cách điện với nhau và được đưa ra chổi điện than.
Giá trị của sức điện động tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn với cảm ứng từ B của từ trường ở các khoảng trống giữa các cực N, S và tỷ lệ thuận với tốc độ cắt các đường sức (V).
Trong thực tế phải tính đến giá trị trung bình của B. Tính B trung bình: B = l . Trong đó : Là từ thông. : Độ lớn cửa cực.
l: Độ dài dây dẫn nằn trong từ trường tỷ lệ thuận với đường kính của rôto và tỷ lệ nghịch đến số đối cực P.
= P D 2 .
Trong đó: d là đường kính của roto P là số đối cực
Nếu số vòng quay của rôto trong từ trường là l thì tốc độ (V) sẽ là: V = (2) 30 . . 60 . . . 2 . 60 . .Dn Pn Pn
Thay (2) vào (1) ta lấy được E trung bình. Etb= Btb.l.V = 30 . . . . . n P l l Etb = 30 . .Pn Nếu gọi k = 30 P thì Etb= k..n và etb = k..n.10-8(V)
2.2.3.2 Máy phát điện hàn có các cực từ lắp rời.
* Cấu tạo:
Máy phát điện một chiều kiểu các cực từ lắp rời dùng để hàn gồm có 4 cực từ, hai cực từ cùng tên được nối song song với nhau. Trên cực điện có lắp 3 tổ chổi điện than hai tổ chổi điện than chính a và B cung cấp điện cho hồ quang, ở giữa lại có lắp chổi điện than phụ c, chổi điện than phụ a và C cung cấp điện cho cộn dây kích từ cửa máy phát điện,ta có thể điều chỉnh điều chỉnh dòng điện của cuộn dây kích từ bằng bộ biến trở lắp ở trên máy hàn, có thẻ dùng tay nắm để di chuyển vị trí của chổi điện than (hình2-24).
36
Hình 2-24: Cấu tạo máy phát điện một chiều có các cực từ lắp rời
* Nguyên lý làm việc
Phản ứng rôto là gì? Theo nguyên lý điện từ khi có dòng điện thông qua rôto của máy phát điện sẽ sinh ra từ thông. Từ thông sinh ra có tác dụng làm yếu từ trường sẵn có trong máy hiện tượng này gọi là phản ứng rôto.
- Khi không tải: Trong rôto của máy phát điện không có dòng điện hàn thông qua, không sinh ra phản ứng rôto, do đó điện thế không tải của máy phát điện hơi cao, rất dễ mồi hồ quang.
- Khi có tải: Trong rôto của máy phát điện có dòng điện hàn thông qua, làm từ thông của máy phát điện sẽ giảm xuống tới mức tương đương với điện thế dùng để đốt cháy hồ quang một cách ổn định. Tùy thuộc vào sự thay đổi chiều dài hồ quang, phản ứng rô to cũng thay đổi làm ảnh hưởng tới điện thế công tác của máy phát điện. Do đó lúc chiều dài của hồ quang tăng, thì điện thế công tác của máy phát điện cũng sẽ tăng theo, như vậy đáp ứng được nhu cầu khi hàn.
- Khi gắn mạch: Phản ứng rôto rất lớn, khiến cho điện thế của máy phát giảm xuống xấp xỉ trị số không, như vậy hạn chế được dòng điện chập mạch.
* Điều chỉnh dòng điện hàn:
Có hai phương pháp điều chỉnh dòng điện hàn, điều chỉnh sơ và điều chỉnh kỹ. - Điều chỉnh sơ: Cho phép dòng điện hàn thay đổi rất lớn. Thông qua việc di chuyển chổi điện than để thực hiện việc điều chỉnh, lúc di chuyển chổi điện than theo chiều quay của rôto thì phản ứng rôto sẽ tăng, điện thế của máy hàn
37
giảm xuống dòng điện hàn cũng sẽ giảm xuống. Ngược lại, nếu di chuyển chổi điện than theo chiều quay của rô to thì dòng điện hàn sẽ tăng lên.
- Điệu chỉnh kỹ: Cho phép dòng điện hàn thay đổi ít (sau khi điều chỉnh sơ thì tiến hành điều chỉnh kỹ): Bằng cách thay đổi bộ biến trở để thay đổi dòng điện của cuộn dây kích từ, làm tăng giảm từ thông của máy phát điện, khi đó sẽ thay đổi được cường độ dòng điện hàn.
Trên máy hàn một chiều có các cực đấu dây. Căn cứ theo nhu cầu ta có thể thay đổi cách đấu dây, để thay đổi cực tính hàn. Nhà máy chế tạo biến thế của ta đã sản xuất được máy hàn một chiều kiểu máy 2HM-300 là loại máy hàn chế tạo theo nguyên lý máy phát điện một chiều kích thích hỗn hợp có cuộn kích thích nối tiếp khử từ.
2.2.3.3 Máy hàn bằng dòng điện chỉnh lưu
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp bán dẫn trong kỹ thuật hàn ngày càng ứng dụng chỉnh lưu.
Máy hàn bằng dòng chỉnh lưu gồm hai bộ phận chính: máy biến thế (cố cơ cấu điều chỉnh) và bộ phận chỉnh lưu dòng điện. Máy biến thế hoàn toàn giống như các máy biến thế xoay chiều. Bộ phận chỉnh lưu bố trí trên mạch thứ cấp của máy biến thế và thường dùng chỉnh lưu Sêlen, Silic. Tác dụng của chỉnh lưu là biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để hàn.
a. Máy hàn chỉnh lưu một pha.
- Cấu tạo - Nguyên lý
Trong nửa chu kỳ thứ nhất dòng điện đi qua 1 và 3; trong nửa chu kỳ thứ hai dòng điện đi qua 2 và 4. Như vậy trong cả hai chu kỳ, dòng điện hàn chỉ theo một hướng cho nên quá trình hàn
hồ quang cháy ổn định.
b. Máy hàn chỉnh lưu ba pha
Cấu tạo (hình 2-26) Gồm hai nhóm:
+ Nhóm chẵn: 2, 4, 6 có Ca tốt nối chung và nối với cực âm của tải.
+ Nhóm lẻ: 1, 3, 5 có Anốt nối chung và nối với cực dương của tải.
Hình 2-25: chỉnh lưu hàn một pha
38 - Nguyên lý
Trong mỗi một phần sáu chu kỳ có một cặp chỉnh lưu làm việc tuần tự theo nguyên tắc sau:
+ Đối với nhóm lẻ dòng điện sẽ qua điốt khi anốt của nó lớn hơn anốt của hai điốt còn lại.
+ Đối với nhóm chẵn dòng điện sẽ qua điốt khi canốt của nó nhỏ hơn canốt của hai điốt còn lại