ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2018424 (13) C1

(51) 5 B23K9/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.08.30 
(21) Регистрационный номер заявки: 5013799/08 
(22) Дата подачи заявки: 1991.11.28 
(45) Опубликовано: 1994.08.30 
(56) Аналоги изобретения: Авторское свидетельство СССР N 725833, кл. B 23K 9/00, 1978. 
(71) Имя заявителя: Мишачев Александр Петрович; Романов Алексей Васильевич; Бардин Александр Иванович 
(72) Имя изобретателя: Мишачев Александр Петрович; Романов Алексей Васильевич; Бардин Александр Иванович 
(73) Имя патентообладателя: Мишачев Александр Петрович; Романов Алексей Васильевич; Бардин Александр Иванович 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к малогабаритным аппаратам для сварки электрической дугой постоянного тока. Цель - повышение качества сварного шва, КПД и надежности источника, что позволяет пропорционально увеличивать сварочный ток при параллельном соединении и использовании для питания источника как трехфазную, так и однофазную сети. Источник содержит входной выпрямительный блок, силовой преобразователь напряжения, состоящий из полупроводниковых ключей и силового трансформатора, выходные выпрямитель и дроссель, устройство управления с управляющим трансформатором, ограничивающий дроссель, трансформатор тока, пороговое устройство. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электродуговой сварке в части, к малогабаритным источникам питания для сварки электрической дугой постоянного тока.

Цель изобретения - повышение потребительских качеств источника питания сварочной дуги постоянного тока, улучшение качества сварного шва, повышение КПД и надежности, пропорциональное увеличение величины сварочного тока параллельным соединением источников и использование для питания источника как трехфазной, так и однофазной сети.

На чертеже представлена схема источника питания сварочной дуги постоянного тока.

Источник содержит входной выпрямительный блок 1, силовой преобразователь 2, состоящий из полупроводниковых ключей 3 и сварочного трансформатора 4, выходной выпрямитель 5, дроссель 6, включенный в сварочную цепь, устройство 7 управления с задающим генератором 8 и формирователем 9, выход которого связан с управляющим трансформатором 10, ограничивающий дроссель 11, включенный последовательно с первичной обмоткой 12 трансформатора 4, цепи 13 запуска, токовая и дополнительная обмотки 14 и 15 трансформатора 10, пороговое устройство 16, дуговой промежуток 17, трансформатор 18 тока с выходной обмоткой 19, источник 20 вспомогательных напряжений, дополнительные обмотки 21 и 22 соответственно дросселя 11 и трансформатора 4, задатчик 23 тока дуги.

При подключении источника к первичной сети выпрямительный блок 1 обеспечивает выпрямление и при необходимости сглаживание переменного сетевого напряжения. Выпрямленное сетевое напряжение с выхода блока 1 поступает на силовой преобразователь 2, который осуществляют преобразование постоянного напряжения в импульсное напряжение высокой частоты.

Преобразователь 2 может работать в автоколебательном режиме либо в режиме независимого возбуждения. Автоколебательный преобразователь 2 при поступлении на него напряжения с выхода блока 1 самовозбуждается благодаря наличию цепей 13 запуска и обмоток 14, 15, 21 и 22, обеспечивающих замыкание контура положительной обратной связи преобразователя 2, и начинает работать в автоколебательном режиме. При этом вход источника 20 вспомогательных напряжений может быть подключен к обмоткам 21, 22. Источник 20 осуществляет подачу питающих напряжений на узлы (8, 9, 16, 23) путем выпрямления и стабилизации переменного импульсного напряжения с последовательно соединенных обмоток 21 и 22, что позволяет обеспечить питание этих узлов вне зависимости от режима работы источника питания сварочной дуги (холостой ход, короткое замыкание дугового промежутка 17, рабочий режим) и избавиться от дополнительного сетевого трансформатора.

Если преобразователь 2 работает в режиме независимого возбуждения, то требуется введение дополнительного согласующего устройства, например сетевого трансформатора, через который источник 20 должен подключаться непосредственно к входу (или выходу) блока 1. В этом случае необходимости в цепях 13 запуска нет и могут отсутствовать также обмотки 21, 22 и 15. При подключении источника питания сварочной дуги к питающей сети устройство 7 управления вырабатывает импульсы управления ключами 3 и преобразователь 2 начинает работать в режиме назависимого возбуждения.

И в случае автоколебательного преобразователя 2, и в случае преобразователя с независимым возбуждением частота преобразования задается генератором 8, выходные импульсы которого усиливаются и формируются формирователем 9. Для снижения потерь энергии на управление ключами 3 вводится токовая обмотка 14, которая передает основную мощность управления и обеспечивает ток управления ключами 3, пропорциональный току в сварочной цепи. При этом потери энергии на управление мощными полупроводниковыми ключами 3 существенно сокращаются за счет пропорционально-токового управления и отсутствия ограничительных резисторов во входных цепях ключей 3. Формирователь 9, воздействуя через трансформатор 10 на ключи 3, управляет их переключениями с частотой, задаваемой генератором 8.

Трансформатор 18 осуществляет преобразование тока в первичной обмотке 12 сварочного трансформатора 4 в напряжение, которое снимается с обмотки 19 и поступает на пороговое устройство 16. При превышении этим напряжением порогового значения в режимах, близких к короткому замыканию дугового промежутка 17, пороговое устройство 16, воздействуя на генератор 8, повышает его частоту. При этом индуктивное сопротивление дросселя 11 увеличивается, а амплитуда тока в обмотке 12 не превышает заданного уровня. Второй выход устройства 16 может подключаться к формирователю 9.

Введение в диагональ переменного тока преобразователя 2 последовательно с первичной обмоткой 12 трансформатора 4 ограничивающего дросселя 11 трансформатора 18 тока со связанным с ним пороговым устройством 16 позволяет сформировать требуемую крутопадающую внешнюю характеристику, параметры которой могут регулироваться в широких пределах путем изменения частоты преобразования, осуществить коррекцию ее низкоомного участка в сторону уменьшения тока, что дает возможность избежания бросков тока при уменьшении сопротивления дугового промежутка 17 в процессе переноса металла или при коротких замыканиях, фиксировать ток короткого замыкания на любом заданном уровне. При этом разбрызгивание металла в процессе сварки уменьшается, улучшается качество шва, снижаются потери энергии и устраняются перегрузки в силовых элементах, что в свою очередь ведет к повышению КПД и надежности источника, ток дуги может быть увеличен в соответствующее число раз за счет возможности параллельного соединения источников, а отсутствие связи сварочного трансформатора 4 с нулевым проводом трехфазной сети позволяет выполнять источник различных модификаций: с питанием от трехфазной сети и с питанием от однофазной сети.

К одному и тому же техническому результату в совокупности с другими существенными признаками приводит введение вместо ограничивающего дросселя развитого нормируемого магнитного потока рассеяния сварочного трансформатора 4, который может быть предусмотрен его конструкцией.

Регулирование тока дуги может осуществляться двумя путями. Во-первых, с помощью внешнего управления значением порогового напряжения устройства 16, которое при снижении порога может осуществлять регулирование частоты не только в режимах, близких к короткому замыканию, но и в режиме сварки. Внешняя характеристика источника при этом близка к штыковой. Во-вторых, с помощью специально введенного для этой цели задатчика 23 тока дуги, который внешней ручной регулировкой позволяет регулировать частоту генератора 8, изменяя, например, постоянную времени времязадающей цепи генератора 8. Регулирования частоты преобразования в режиме холостого хода не требуется, поскольку в этом режиме ток дуги отсутствует. Поэтому, чтобы не повышать частоту преобразования при холостом ходе, вход задатчика 23 может быть соединен с выходом выпрямителя 5. В режиме сварки или короткого замыкания в выходном напряжении выпрямителя 5 появляется пауза на нулевом уровне, которая может быть использована как разрешающий сигнал для повышения частоты преобразования в соответствии с выставленной регулировкой только на время дуги или короткого замыкания. Таким образом, при холостом ходе частота генератора 8 и, следовательно, частота преобразования минимальна и не зависит от положения регулировки задатчика 23, а во время сварки частота может быть более высокой, если регулировка выведена в сторону уменьшения тока дуги.

Таким образом введендие новых элементов и связей повышает потребительские качества источника питания сварочной дуги постоянного тока. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий входной выпрямительный блок, выходом подключенный к входу силового преобразователя, состоящего из полупроводниковых ключей и сварочного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выходным выпрямителем, дроссель, включенный в сварочную цепь, устройство управления с управляющим трансформатором, выходами связанное с полупроводниковыми ключами, отличающийся тем, что в него введены ограничивающий дроссель, трансформатор тока, пороговое устройство, причем ограничивающий дроссель и трансформатор тока включены последовательно с первичной обмоткой сварочного трансформатора, выходная обмотка трансформатора тока подключена через пороговое устройство к входу устройства управления.

2. Источник по п.1, отличающийся тем, что устройство управления дополнительно содержит последовательно соединенные задатчик тока дуги, задающий генератор и формирователь, выход которого подключен к входной обмотке управляющего трансформатора, выходные обмотки которого подключены к выходам устройства управления, вход которого соединен с вторым входом задающего генератора, вход задатчика тока дуги соединен с выходом выходного выпрямителя.

3. Источник по п.1, отличающийся тем, что ограничивающий дроссель, сварочный трансформатор и управляющий трансформатор выполнены с дополнительными обмотками, соединенными между собой последовательно.

4. Источник по п.1, отличающийся тем, что управляющий трансформатор выполнен с токовой обмоткой, включенной последовательно с первичной обмоткой сварочного трансформатора.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Технология сварки и сварочное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+сварка -металлов".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сварка" будут найдены слова "газасварка", "электросварка" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("сварка!").



Рейтинг@Mail.ru