ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ


RU (11) 2162777 (13) C1

(51) 7 B23K9/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - может прекратить свое действие 

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

(14) Дата публикации: 2001.02.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 99111040/02 
(22) Дата подачи заявки: 1999.05.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.05.26 
(45) Опубликовано: 2001.02.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 1699737, 23.12.1991. RU 2060125 C1, 20.05.1996. US 5130516 A, 14.07.1992. GB 1591185, 17.06.1981. GB 2005933 A, 25.04.1979. 
(71) Имя заявителя: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет 
(72) Имя изобретателя: Кузнецов В.П. 
(73) Имя патентообладателя: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет 
(98) Адрес для переписки: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина 27, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, проректору по НР А.И. Евстигнееву 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электросварки штучными электродами в условиях небольших мастерских и в быту, так как имеет небольшие массу и габариты и не требует мощной электросети. Технический результат - снижение выходного напряжения источника на холостом ходу до безопасного значения и повышение надежности за счет уменьшения переменной составляющей тока перезаряда электролитических конденсаторов. Согласно изобретению в источнике питания для ручной дуговой сварки, содержащем мостовой выпрямитель, силовой понижающий трансформатор, сглаживающий дроссель и два блока конденсаторов, вторые выводы которых подключены к одному и тому же выводу вторичной обмотки трансформатора, сглаживающий дроссель с расщепленными обмотками включен между плечами диодного моста. Тем самым уменьшается напряжение холостого хода и улучшается режим работы электролитических конденсаторов. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электросварки и предназначено для ручной дуговой сварки в условиях небольших мастерских и в быту.

Авторское свидетельство СССР N 1699737, М. кл. В 23 К 9/067 защищает источник питания для ручной дуговой сварки, содержащий понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель и два блока конденсаторов, причем второй вывод первого блока подключен через вторичную обмотку трансформатора к второму выводу второго блока конденсаторов.

Указанный источник питания обладает следующими недостатками. В режиме холостого хода источник работает как утроитель амплитуды напряжения вторичной обмотки трансформатора. Согласно [Закс М.И. Сварочные выпрямители. - Л. : Энергоатомиздат, 1983 г. - 94 с.] в режиме горения сварочной дуги величина среднего значения выходного напряжения источника составляет 20+0,04* Id В, где Id - ток сварочной дуги. Так, при токе сварки Id= 100 А это напряжение составляет 24 В. С учетом потерь напряжений в сопротивлениях трансформатора, соединительных проводниках и сварочных кабелях, а также в диодах выпрямительного моста это напряжение обычно составляет не менее 32 В. С учетом коэффициента схемы, равного 1,11 [Справочник по преобразовательной технике / Под. ред. И.М. Чиженко. - Киев: Техника, 1978 г. - 378 с.], амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора составит 32 1,11 2 = 50 В. В режиме холостого хода это напряжение утраивается, что дает 150 В на выходе источника питания. Такое напряжение является опасным для сварщика и, согласно ГОСТ 13821-77 на однопостовые выпрямители ддя дуговой сварки, не должно превышать 100 В.

Другой недостаток связан с режимом работы конденсаторов. При указанных в авторском свидетельстве значениях их емкости они могут быть только электролитическими. Через эти конденсаторы проходит однополярный пульсирующий ток, т.е. он содержит постоянную и переменную составляющие.

Переменная составляющая оказывает неблагоприятное воздействие на режим работы электролитических конденсаторов и ее величина всегда регламентируется в технических условиях их эксплуатации. В источниках питания для электросварки амплитуда этой составляющей тока может составлять десятки ампер, что снижает надежность и срок службы конденсаторов.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является снижение выходного напряжения сварочного выпрямителя на холостом ходу до безопасного значения и улучшение режима работы конденсаторов за счет уменьшения переменной составляющей проходящего через них тока.

Требуемый технический результат достигается тем, что в предлагаемом источнике питания, состоящем из понижающего трансформатора и диодного моста, батареи конденсаторов подключены к одному и тому же выводу вторичной обмотки трансформатора, а между плечами диодного моста установлен сглаживающий дроссель с расщепленными обмотками.

На чертеже приведена принципиальная схема источника питания.

Схема содержит понижающий трансформатор 1, диодный мост на диодах VD1-VD4, конденсаторы C1 и C2 и сглаживающий дроссель L. Диодный мост образует основную схему выпрямления, работающую в режиме горения сварочной дуги. В рабочем режиме конденсаторы C1 и C2 совместно с диодным мостом образуют схему удвоения выпрямленного напряжения, которая работает на холостом ходу и в режиме зажигания сварочной дуги. Сглаживающий дроссель содержит две обмотки, включенные между плечами диодного моста, и служит для сглаживания пульсаций как сварочного тока, так и перезарядных токов конденсаторов.

Устройство работает следующим образом.

Для зажигания дуги электродом касаются свариваемых изделий и быстро отводят от них. При разрыве нагрузки источник переходит в режим холостого хода и работает как удвоитель выпрямленного напряжения благодаря конденсаторам C1 и C2. При этом его выходное напряжение достаточно для ионизации воздушного промежутка между электродом и изделиями и возникает сварочная дуга. Ток нагрузки источника увеличивается, напряжение на конденсаторах падает и дуга поддерживается работой диодного моста.

Использование схемы удвоения позволяет легко зажечь дугу после касания и отвода электрода от свариваемых деталей, а также уложиться в требование ГОСТ 13821-77 по допустимому напряжению холостого хода.

Включение сглаживания дросселя между плечами диодного моста позволяет сгладить не только выходной ток выпрямителя, но и токи перезаряда конденсаторных батарей. Это уменьшает амплитуду переменной составляющей тока конденсаторов и повышает надежность их работы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Источник питания для ручной дуговой сварки, содержащий мостовой выпрямитель на диодах, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора, две батареи конденсаторов, подключенных параллельно диодам одного плеча мостового выпрямителя, отличающийся тем, что батареи конденсаторов присоединены к одному и тому же выводу вторичной обмотки трансформатора, а между плечами мостового выпрямителя установлен сглаживающий дроссель с расщепленными обмотками.