ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА

ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА


RU (11) 2299794 (13) C1

(51) МПК
B23K 9/09 (2006.01)
B23K 9/06 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.05.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005131715/02 
(22) Дата подачи заявки: 2005.10.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.10.13 
(45) Опубликовано: 2007.05.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2043888 C1, 20.09.1995. SU 791488 A, 30.12.1980. RU 2185941 C1, 27.07.2002. JP 2005219106 A, 18.08.2005. US 6344627 A, 05,02.2002. JP 2002079374 А, 19.03.2002. JP 55153676 A, 29.11.1980. 
(72) Имя изобретателя: Тарасов Валерий Тимофеевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Тарасов Валерий Тимофеевич (RU) 
(98) Адрес для переписки: 125222, Москва, ул. Ген. Белобородова, 9, корп.1, кв.18, В.Т. Тарасову 

(54) ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА

Изобретение относится к области сварки, в частности к однофазным сварочным стабилизаторам, и может быть использовано в сварочной технике. Вспомогательный источник питания выходом подключен к электродам сварочной дуги параллельно основному источнику питания и содержит дополнительный трансформатор, мостовой выпрямитель с умножением напряжения, узел индикации напряжения, дроссель, пороговое устройство. Положительный вывод дополнительного мостового выпрямителя через последовательно соединенные первый резистор, второй резистор, реле, выводы анод-катод тиристора выключения подключен к общей шине соединения минусовых выводов мостового выпрямителя с умножением напряжения. В основной источник питания введены дополнительный делитель напряжения, ограничительный резистор, первый и второй выпрямительные диоды. Изобретение позволяет повысить КПД, улучшить зажигание дуги в атмосфере воздуха и в среде защитных газов, свести к минимуму брызгообразование за счет высокой стабильности тока сварки, улучшить массогабаритные показатели устройства, получить возможность плавной регулировки стабилизированного сварочного тока в широком диапазоне. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области электротехники, и может быть использовано в качестве переносного однофазного сварочного стабилизатора тока дуги для качественной сварки с минимальным брызгообразованием в атмосфере воздуха и в среде защитных газов.

Известен источник питания сварочной дуги [1] (RU 2022735 C1, 5 В23К 9/06, 1994 г., Бюл. №21), содержащий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю, выходы обоих выпрямителей соединены параллельно сварочным электродам, в цепь первой вторичной обмотки включено регулировочное сопротивление, выпрямители выполнены однофазными неуправляемыми, трансформатор выполнен однофазным.

В известном устройстве недостатком неуправляемого выпрямителя 4 (основной источник питания) является отсутствие бесконтактной регулировки и стабилизации тока, большой ток К.3 (ограничивается, в основном, только индуктивностью рассеяния обмоток силового трансформатора). Недостатком неуправляемого выпрямителя 5 (вспомогательный источник питания) является большая потеря мощности на балластном резисторе, а также нестационарное горение

Близким по технической сущности является источник питания сварочной дуги серии ВСВУ. См. [2] ("Источники питания сварочной дуги", Браткова О.Н. М.: "Высшая школа", 1982 г., стр.167), содержащий силовой трехфазный трансформатор, имеющий одну первичную обмотку и две вторичные обмотки, соединенные звездой.

Напряжение от второй вторичной обмотки проводится к трехфазному выпрямителю, собранному по мостовой схеме выпрямителя на тиристорах (основной источник питания дуги).

Напряжение от второй вторичной обмотки подводится к трехфазному неуправляемому мостовому выпрямителю через три однофазных линейных дросселя с разъемными ферромагнитными сердечниками, включенному на дугу параллельно с основным (вспомогательный источник питания ВИП).

Недостатком известных источников типа ВСВУ является то, что ток дежурной дуги ВИП необходимо регулировать с помощью зазоров в линейных дросселях, в зависимости от тока основного выпрямителя. Из таблицы 6.4 стр.170 [2] видно, что ток дежурной дуги составляет 1/3 от максимального тока основного источника.

Все это говорит о низкой стабильности дуги ВИП (влияние основного источника на вспомогательный) и недостаточной крутизне его внешней (выходной) характеристики.

Также недостатком известных источников является необходимость наличия трехфазной сети, большие весогабаритные показатели, что затрудняет использование их в качестве переносных.

Наиболее близким к основному источнику питания является тиристорный стабилизатор тока [3], см. RU №2259627 С2, Н02М 3/335, 07.08.2005 г., содержащий тиристорный регулирующий элемент в цепи первичной обмотки силового трансформатора, к вторичной обмотке которого через датчик тока подключен силовой выпрямитель, к выходу которого подключена нагрузка,

маломощный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения сети, а вторичная обмотка подключена к входу мостового выпрямителя,

фазоимпульсную схему управления, выполненную в виде микроэлектронного стабилизатора напряжения и компаратора,

при этом:

выход микроэлектронного стабилизатора напряжения подключен через интегрирующую цепь к инвертирующему входу компаратора, который через диод синхронизации подключен к положительному выводу мостового выпрямителя, к выходу которого подключен резистивный делитель из двух резисторов, общая точка которых через резистор смещения подключена к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения,

неинвертирующий вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения,

вывод обратной связи микроэлектронного стабилизатора напряжения через делитель напряжения подключен к положительному выводу датчика тока, который через последовательно соединенные ограничивающий резистор и диод сравнения подключен к источнику опорного напряжения,

последовательно соединенные светодиоды оптронных тиристоров подключены к выходу компаратора, а питание микроэлектронного стабилизатора напряжения, компаратора и источника опорного напряжения осуществляется через развязывающий диод, подключенный к положительному выводу мостового выпрямителя.

Недостатком известного тиристорного стабилизатора тока является то, что он не может быть самостоятельно использован для питания сварочной дуги. Объясняется это тем, что повторное зажигание дуги затруднено из-за происходящей деионизации дугового промежутка в паузах между импульсами тока, особенно при малых средневыпрямленных его значениях (больших углах включения силовых тиристоров), когда длительность паузы составляет большую часть полупериода выходного напряжения.

Также недостатком тиристорного стабилизатора тока при работе его на сварочную дугу, параллельно вспомогательному источнику питания, является отсутствие регулировки напряжениям холостого хода Uxx. Без нагрузки Uxx имеет максимальное значение, что при зажигании дуги приводит к большому броску тока.

К недостаткам его, при работе на однофазный двухполупериодный выпрямитель на силовых тиристорах, можно отнести возможность возникновения при больших токах нагрузки автоколебательного режима из-за одновременного открывания двух силовых тиристоров в режиме перекрытия их анодных токов, вызванных индуктивностью рассеяния обмоток силового трансформатора [4] (Рогинский В.Ю. Л.: "Энергия", 1970 г.,с.124, 125).

Целью изобретения являются:

повышение КПД,

улучшение зажигания дуги в атмосфере воздуха и в среде защитных газов,

сведение к минимуму брызгообразования за счет высокой стабилизации тока сварки (Jдуги=Jк.з.),

улучшение массогабаритных показателей устройства,

повышение надежности и простоты в эксплуатации,

возможность плавной регулировки в широком диапазоне высокостабилизированного сварочного тока.

Поставленная цель достигается с помощью того, что в однофазном сварочном стабилизаторе тока, содержащем:

основной источник питания, состоящий из

силового трансформатора с одной первичной обмоткой и двумя вторичными обмотками, подключенными через датчик тока к однофазному двухполупериодному выпрямителю на силовых тиристорах, к выходу которого подключены электроды сварочной дуги,

маломощного трансформатора с первичной обмоткой, соединенной с выводами для подключения сети и первой и второй вторичными обмоткамй, первая из которых первым и вторым выводами подключена к входу мостового выпрямителя,

фазоимпульсной схемы управления в виде микроэлектронного стабилизатора напряжения и компаратора, в которой выход микроэлектронного стабилизатора напряжения подключен через интегрирующую цепь к инвертирующему входу компаратора, который через диод синхронизации подключен к положительному выводу мостового выпрямителя, к выходу которого подключен резистивный делитель из двух резисторов, общая точка которых через резистор смещения подключена к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения, при этом неинвертирующий вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения,

вывод обратной связи микроэлектронного стабилизатора напряжения через делитель напряжения подключен к положительному выводу датчика тока, а питание микроэлектронного стабилизатора напряжения, компаратора и источника опорного напряжения осуществляется через развязывающий диод, подключенный к положительному выводу мостового выпрямителя,

и вспомогательный источник питания, выход которого подключен к электродам сварочной дуги параллельно основному источнику питания, последний выполнен в виде дополнительного трансформатора, мостового выпрямителя с умножением напряжения, узла индикации напряжения, дросселя, порогового устройства,

при этом:

к входу мостового выпрямителя с умножением напряжения, состоящего из первого и второго тиристоров, первого и второго конденсаторов, подключена вторичная обмотка дополнительного трансформатора,

узел индикации напряжения подключен к выходу мостового выпрямителя с умножением напряжения, который через дроссель подключен к электродам сварочной дуги параллельно основному источнику питания,

дополнительный мостовой выпрямитель своим входом подключен ко второй вторичной обмотке маломощного трансформатора,

положительный вывод дополнительного мостового выпрямителя через последовательно соединенные первый резистор, второй резистор, реле и анод-катод тиристора выключения подключен к общей шине соединения минусовых выводов мостового выпрямителя с умножением напряжения, однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах и дополнительного мостового выпрямителя,

точка соединения первого и второго резисторов через анод-катод диода выключения подключена к положительному выводу однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах,

управляющий электрод тиристора выключения через последовательно соединенные анод-катод стабилитрона, катод-анод динистора и анод-катод диода разряда подключен к положительному выводу однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах,

точка соединения анода динистора и анода диода разряда через конденсатор задержки подключена к катоду тиристора выключения, а параллельно диоду разряда включен резистор задержки выключения,

первые нормально замкнутые контакты реле включены между анодом первого тиристора и его управляющим электродом через первый развязывающий диод,

вторые нормально замкнутые контакты реле включены между анодом второго тиристора и его управляющим электродом через второй развязывающий диод,

а в основной источник питания введены:

дополнительный делитель напряжения,

ограничительный резистор,

первый и второй выпрямительные диоды,

причем:

дополнительный делитель напряжения основными выводами подключен к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения, а движком через последовательно соединенные нормально разомкнутые контакты реле и ограничительный резистор подключен к входу коррекции микроэлектронного стабилизатора напряжения,

первый вывод первой вторичной обмотки маломощного трансформатора через последовательно соединенные анод-катод вновь введенного первого выпрямительного диода, анод-катод светодиода первого оптронного тиристора и токоограничивающий резистор подключен к выходу компаратора,

второй вывод первой вторичной обмотки маломощного трансформатора через последовательно соединенные анод-катод вновь введенного второго выпрямительного диода, анод-катод светодиода второго оптронного тиристора подключен к точке соединения катода светодиода первого оптронного тиристора и токоограничивающего резистора,

фототиристор первого оптронного тиристора включен в цепь анод - управляющий электрод первого силового тиристора,

фототиристор второго оптронного тиристора включен в цепь анод - управляющий электрод второго силового тиристора.

Однофазный сварочный стабилизатор тока содержит:

основной источник питания (1), состоящий из

силового трансформатора (2) с одной первичной обмоткой и двумя вторичными обмотками, подключенными через датчик тока (3) к однофазному двухполупериодному выпрямителю тиристорах (4, 5), к выходу которого подключены электроды сварочной дуги (6)

маломощного трансформатора (7) с первичной обмоткой, соединенной с выводами для подключения сети и первой (8) и второй (9) вторичными обмотками, первая из которых первым (10) и вторым (11) выводами подключена к входу мостового выпрямителя (12),

фазоимпульсной схемы управления в виде микроэлектронного стабилизатора напряжения (13) и компаратора (14), в которой выход микроэлектронного стабилизатора напряжения (13) подключен через интегрирующую цепь (15) к инвертирующему входу компаратора (14), который через диод синхронизации (16) подключен к положительному выводу мостового выпрямителя (12), к выходу которого подключен резистивный делитель (17) из двух резисторов, общая точка которых через резистор смещения (18) подключена к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения (13), при этом неинвертирующий вход компаратора (14) подключен к источнику опорного напряжения (19),

вывод обратной связи микроэлектронного стабилизатора напряжения (13) через делитель напряжения (20) подключен к положительному выводу датчика тока (3), а питание микроэлектронного стабилизатора напряжения (13), компаратора (14) и источника опорного напряжения (19) осуществляется через развязывающий диод (21), подключенный к положительному выводу мостового выпрямителя (12), и вспомогательный источник питания (22), выход которого подключен к электродам сварочной дуги (6) параллельно основному источнику питания (1), выполненный в виде

дополнительного трансформатора (23),

мостового выпрямителя (24),

узла индикации напряжения (25),

дросселя (26),

порогового устройства (27)

при этом:

к входу мостового выпрямителя с умножением напряжения (24), состоящего из первого (28) и второго (29) тиристоров, первого (30) и второго (31) конденсаторов, подключена вторичная обмотка дополнительного трансформатора (23).

Узел индикации напряжения (25) подключен к выходу мостового выпрямителя с умножением напряжения (24), который через дроссель (26) подключен к электродам сварочной дуги (6) параллельно основному источнику питания (1),

дополнительный мостовой выпрямитель (32) своим входом подключен к второй вторичной обмотке (9) маломощного трансформатора (7),

положительный вывод дополнительного мостового выпрямителя (32) через последовательно соединенные первый резистор (33), второй резистор (34), реле (35), выводы анод-катод тиристора выключения (36) подключен к общей шине соединения минусовых выводов мостового выпрямителя с умножением напряжения (24), однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах (4, 5) и дополнительного мостового выпрямителя (32),

точка соединения первого (33) и второго (34) резисторов через выводы анод-катод диода выключения (37) подключена к положительному выводу однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах (4, 5),

управляющий электрод тиристора выключения (36) через последовательно соединенные выводы анод-катод стабилитрона (38), выводы катод-анод динистора (39), выводы анод-катод диода разряда (40) подключен к положительному выводу однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах (4, 5),

точка соединения анода динистора (39) и анода диода разряда (40) через конденсатор задержки (41) подключена к катоду тиристора выключения (36), а параллельное диоду разряда (40) включен резистор задержки выключения (42),

первые нормально замкнутые контакты (43) реле (35) включены между анодом первого тиристора (28) и его управляющим электродом через первый развязывающий диод (44),

вторые нормально замкнутые контакты (45) реле (35) включены между анодом второго тиристора (29) и его управляющим электродом через второй развязывающий диод (46),

а также вновь введенные в основной источник питания (1)

дополнительный делитель напряжения (47)

ограничительный резистор (48)

первый (49) и второй (50) выпрямительные диоды

причем:

дополнительный делитель напряжения (47) основными выводами подключен к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения (13), а движком через последовательно соединенные нормально разомкнутые контакты (51) реле (35) и ограничительный резистор (48) подключен к входу коррекции микроэлектронного стабилизатора напряжения (13),

первый вывод (10) первой вторичной обмотки (8) маломощного трансформатора (7) через последовательно соединенные анод-катод вновь введенного первого выпрямительного диода (49), анод-катод светодиода первого оптронного тиристора (52) и токоограничивающий резистор (53) подключен к выходу компаратора (14),

второй вывод (11) первой вторичной обмотки (8) маломощного трансформатора (7) через последовательно соединенные анод-катод вновь введенного второго выпрямительного диода (50), анод-катод светодиода второго оптронного тиристора (54) подключен к точке соединения катода светодиода первого оптронного тиристора (52) и токоограничивающего резистора (53), фототиристор первого оптронного тиристора (52) включен в цепь анод - управляющий электрод первого силового тиристора (4),

фототиристор второго оптронного тиристорв (54) включен в цепь анод - управляющий электрод второго силового тиристора (5).

Однофазный сварочный стабилизатор тока работает следующим образом:

в первоначальный момент, после подключения его к сети, при разомкнутых электродах сварочной дуги (6) на выходе микроэлектронного стабилизатора напряжения (13) появляется напряжение, близкое к своему максимальному значению. В результате этого с выхода интегрирующей цепи (15) на инвертирующий вход компаратора (14) начинает поступать с удвоенной чистотой сети пилообразное напряжение, синхронизированное с сетью через диод синхронизации (16) в момент перехода через нуль полупериодов, выпрямленного напряжения мостового выпрямителя (12).

В свою очередь, с выхода микроэлектронного стабилизатора напряжения (13) через резистор смещения (18) на общую точку резистивного делителя (17) поступает напряжение смещения, определяющее постоянную составляющую пилообразного напряжения.

Так как в этот момент напряжение смещения имеет максимальное значение и превышает опорное напряжение, поступающее на неинвертирующий вход компаратора (14), то последний открыт и через первый выпрямительный диод 49 и светодиод первого оптронного тиристора 52 протекает ток в один полупериод, а через второй выпрямительный диод 50 и светодиод второго оптронного тиристора 54 протекает ток в другой полупериод переменного напряжения первой вторичной обмотки (8) маломрщного трансформатора (7).

Это приводит к поочередному открытию в начале каждого полупериода силовых тиристоров (4, 5) и появлению на выходе основного источника питания (1) и, соответственно, на разомкнутых электродах сварочной дуги (6) максимального выходного напряжения.

Одновременно с этим безопасное напряжение с вторичной обмотки дополнительного трансформатора (23) поступает на выход мостового выпрямителя с умножением напряжения (24). Так как первые нормально замкнутые контакты (43) и вторые нормально замкнутые контакты (45) реле (35) замкнуты, то первый (28) и второй (29) тиристоры работают как диоды и на выходе мостового выпрямителя с умножением напряжения (24) появляется повышенное выходное напряжение согласно выходной характеристике, см. фиг.3, 1.

Это напряжение поступает на узел индикации напряжения (25) и через дроссель (26) на разомкнутые электроды сварочной дуги (6).

При этом в узле индикации напряжения (25) загорается светодиод, фиксирующий повышенное напряжение на разомкнутых электродах сварочной дуги (6).

В этот же момент начинается заряд конденсатора задержки (41) через резистор задержки выключения (42). При достижении на нем через выбранный интервал времени напряжения, достаточного для пробоя динистора (39) и стабилитрона (38), включается тиристор выключения (36).

При этом от дополнительного мостового выпрямителя (32) через первый резистор (33), второй резистор (34), реле (35) и тиристор выключения (36) начинает протекать ток. Реле (35) срабатывает своими нормально замкнутыми контактами (43, 45), выключает первый (28) и второй (29) тиристоры мостового выпрямителя с умножением напряжения (24), нормально разомкнутыми контактами (51) подключает движок дополнительного делителя напряжения (47) через ограничительный резистор (48) к входу коррекции микроэлектронного стабилизатора напряжения (13).

После выключения первого и второго тиристоров (28, 29) первый (30) и второй (31) конденсаторы начинают разряжаться через узел индикации (25). При снижении напряжения до уровня безопасного светодиод узла индикации напряжения (25) гаснет и дальнейший их разряд до амплитудного уровня выходного напряжения Uxx основного источника питания (1) [если оно превышает напряжение с дополнительного мостового выпрямителя (32)] происходит при погасшем светодиоде.

С помощью дополнительного делителя напряжения (47) можно устанавливать любое амплитудное значение напряжения Uxx на первом (30) и втором (31) конденсаторах в пределах выходной вольт-амперной характеристики основного источника питания (1), см. Фиг.3, 2.

При замыкании электродов сварочной дуги (6) конденсатор задержки (41) разряжается через диод разряда (40), а ток от положительного вывода дополнительного мостового выпрямителя (32) начинает протекать по цепи: первый резистор (33), диод выключения (37), электроды сварочной дуги (6), минусовой вывод дополнительного мостового выпрямителя (32).

При этом открытый диод выключения (37) шунтирует последовательную цепь из второго резистора (34), реле (35) и тиристора выключения (36). Поэтому тиристор выключения (36) закрывается, реле (35) выключается и своими нормально замкнутыми контактами (43, 45) включает первый и второй тиристоры (28, 29) и, соответственно, мостовой выпрямитель с умножением напряжения (24), а своими нормально разомкнутыми контактами (51) отключает движок дополнительного делителя напряжения (47).

В это же время первый и второй конденсаторы (30, 31), предварительно заряженные от напряжения холостого хода основного источника питания (1), разряжаются через дроссель (26) и замкнутые электроды сварочной дуги (6).

Размыкание электродов сварочной дуги (6) при включенном мостовом выпрямителе с умножением напряжения (24) приводит к легкому возбуждению дуги даже неплавящимся вольфрамовым электродом. Через сварочную дугу (6) начинает протекать ток. На выходе датчика тока (3) появляется напряжение, которое через делитель напряжения (20) поступает на вывод обратной связи микроэлектронного стабилизатора напряжения (13).

В результате этого последний подзакрывается, пилообразное напряжение, поступающее на инвертирующий вход компаратора (14), начинает превышать опорное напряжение на его неинвертирующем входе не в начале полупериода, а начиная с какого-то угла, определяемого положением движка делителя напряжения (20). После этого начинается автоматическая стабилизация заданного тока дуги. Изменяя положение движка делителя напряжения (20), можно выбрать любой высокостабилизированный ток сварочной дуги (6) в пределах вольт-амперной выходной характеристики, см. фиг.3, 2.

По сравнению с известным, в предложенном устройстве вспомогательный источник питания ВИП (22) не боится К.З. за счет емкостного сопротивления первого (30) и второго (31) конденсаторов.

Кроме того, в предложенном устройстве при регулировании тока основного источника питания (1) не требуется никакой регулировки тока ВИП, так как он имеет крутопадающую внешнюю характеристику, см. фиг.3 (1).

В предложенном устройстве легкое зажигание вспомогательной дуги и ее высокая стабильность объясняется тем, что в каждый из полупериодов напряжение одного из предварительно заряженных первого и второго конденсаторов (30, 31) складывается с напряжением полуволны вторичной обмотки дополнительного трансформатора (23), и происходит поочередный перезаряд данных конденсаторов через дроссель (26) и сварочную дугу (6).

Для сварки переменным током (см. [2] стр.33, 34; стр.158, 159).

Известно, что при сварке в среде защитных газов для зажигания дуги требуется повышенное напряжение, см. [2] стр.168.

Большим достоинством предложенного устройства является то, что помимо сварки в атмосфере воздуха, оно дозволяет осуществлять сварку в среде защитных газов без применения специальных устройств (осцилляторов, импульсных возбудителей), избегая прожогов и деформаций при сварке тонколистовых изделий.

Предложенное устройство, по существу, является импульсным источником питания с частотой следования импульсов 100 Гц, а это при аргонодуговой сварке позволяет качественное формирование сварного шва и стабильный перенос металла при сварке плавящимся электродом.

См. [5] (В.П.Фоминых, А.П.Яковлев "Ручная дуговая сварка". - М.: "Высшая школа", 1986 г., стр.95, 96).

В предложенном устройстве высокие динамические свойства основного источника питания (1), а также то, что ток сварочной дуги Jg=Jк.з., позволяют, практически, свести к минимуму брызгообразование при сварке, когда капля расплавленного металла перемыкает межэлектродное пространство дуги.

См. [6] (А.М.Резницкий, B.C.Коцюбинский "Ремонт и наладка электросварочного оборудования". - М.: "Машиностроение", 1991 г., стр.94, 95, 96).

Таким образом, в предложенном устройстве питание маломощной, высокостабильной, стационарно горящей сварочной дуги вспомогательного источника питания (22) с крутопадающей внешней характеристикой, см. фиг.3 (1), высокостабилизированными по средневыпрямленному значению импульсами тока; с крутым передним фронтом основного источника питания (1) с вертикальной выходной характеристикой, см. фиг.3 (2), позволяет получить:

а)высокий КПД;

б) легкое зажигание дуги и ее высокую стабильность в атмосфере воздуха и в среде защитных газов;

в) минимальное брызгообразование при сварке;

г) оптимальные массогабаритные показатели;

д) высокую надежность и простоту в эксплуатации;

плавную: регулировку в широком диапазоне высокостабилизированного сварочного тока.

На фиг.2 изображены в несколько идеализированном виде токи

а) i22 - ток вспомогательного источника питания (22);

б) i1 - ток основного источника питания (1);

с) ig - суммарный ток сварочной дуги (6).

На фиг.3 по внешним (выходным) характеристикам основного источника питания видно, что при сварке сталей обыкновенного качества электродом 2 требуется ток 34 А, а электродом 3 требуется ток 50 А. Эти токи, как минимум, в два раза меньше токов, необходимых при сварке тех же изделий рядовыми выпрямителями (номинальное рабочее напряжение в предложенном устройстве - 25 В, у источников типа типа ВСВУ - 30 В). При этом полный ток (активная + реактивная составляющие), потребляемый из сети при сварке электродом 3, не превышает 10,5 А.

Наличие на вторичной обмотке дополнительного трансформатора (23) безопасного напряжения, а также световая сигнализация о наличии маломощного повышенного напряжения на разомкнутых электродах и отключение его через выбранный промежуток времени (0,8...3 сек) после подключения однофазного сварочного стабилизатора тока к сети, а также после прекращения горения дуги позволяет, при соблюдении элементарных правил, производить безопасную качественную сварку.

При горящей дуге напряжение на ней безопасно, и отключение мостового выпрямителя с умножением напряжения (24) в это время исключено.

Исходя из вышеизложенного, в предложенном устройстве происходит стабилизация выбранного (делитель напряжения 20) тока при горящей дуге и при коротком замыкании, а после погашения дуги через определенный интервал времени осуществляется ограничение напряжения холостого хода (дополнительный делитель напряжения 47).




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Однофазный сварочный стабилизатор тока, содержащий основной источник питания, состоящий из силового трансформатора с одной первичной обмоткой и двумя вторичными обмотками, подключенными через датчик тока к однофазному двухполупериодному выпрямителю на силовых тиристорах, к выходу которого подключены электроды сварочной дуги, маломощного трансформатора с первичной обмоткой, соединенной с выводами для подключения сети, и первой и второй вторичными обмотками, первая из которых первым и вторым выводами подключена к входу мостового выпрямителя, фазоимпульсной схемы управления в виде микроэлектронного стабилизатора напряжения и компаратора, в которой выход микроэлектронного стабилизатора напряжения подключен через интегрирующую цепь к инвертирующему входу компаратора, который через диод синхронизации подключен к положительному выводу мостового выпрямителя, к выходу которого подключен резистивный делитель из двух резисторов, общая точка которых через резистор смещения подключена к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения, неинвертирующий вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения, вывод обратной связи микроэлектронного стабилизатора напряжения через делитель напряжения подключен к положительному выводу датчика тока, а питание микроэлектронного стабилизатора напряжения, компаратора и источника опорного напряжения осуществляется через развязывающий диод, подключенный к положительному выводу мостового выпрямителя, и вспомогательный источник питания, выход которого подключен к электродам сварочной дуги параллельно основному источнику питания, отличающийся тем, что вспомогательный источник питания выполнен в виде дополнительного трансформатора, мостового выпрямителя с умножением напряжения, узла индикации напряжения, дросселя, порогового устройства, при этом к входу мостового выпрямителя с умножением напряжения, состоящего из первого и второго тиристоров, первого и второго конденсаторов, подключена вторичная обмотка дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения сети, узел индикации напряжения подключен к выходу мостового выпрямителя с умножением напряжения, который через дроссель подключен к электродам сварочной дуги параллельно основному источнику питания, дополнительный мостовой выпрямитель, своим входом подключен ко второй вторичной обмотке маломощного трансформатора, положительный вывод дополнительного мостового выпрямителя через последовательно соединенные первый резистор, второй резистор, реле и анод-катод тиристора выключения подключен к общей шине соединения минусовых выводов мостового выпрямителя с умножением напряжения, однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах и дополнительного мостового выпрямителя, точка соединения первого и второго резисторов через анод-катод диода выключения подключена к положительному выводу однофазного полупериодного выпрямителя на силовых тиристорах, управляющий электрод тиристора выключения через последовательно соединенные анод-катод стабилитрона, катод-анод динистора и анод-катод диода разряда подключен к положительному выводу однофазного двухполупериодного выпрямителя на силовых тиристорах, точка соединения анода динистора и анода диода разряда через конденсатор задержки подключена к катоду тиристора выключения, а параллельно диоду разряда включен резистор задержки выключения, первые нормально замкнутые контакты реле включены между анодом первого тиристора и его управляющим электродом через первый развязывающий диод, вторые нормально замкнутые контакты реле включены между анодом второго тиристора и его управляющим электродом через второй развязывающий диод, а в основной источник питания введены дополнительный делитель напряжения, ограничительный резистор, первый и второй выпрямительные диоды, причем дополнительный делитель напряжения основными выводами подключен к выходу микроэлектронного стабилизатора напряжения, а движком через последовательно соединенные, нормально разомкнутые контакты реле и ограничительный резистор подключен к входу коррекции микроэлектронного стабилизатора напряжения, первый вывод первой вторичной обмотки маломощного трансформатора через последовательно соединенные анод-катод светодиода первого оптронного тиристора и токоограничивающий резистор подключен к выходу компаратора, второй вывод первой вторичной обмотки маломощного трансформатора через последовательно соединенные анод-катод вновь введенного второго выпрямительного диода, и анод-катод светодиода второго оптронного тиристора подключен к точке соединения катода светодиода первого оптронного тиристора и токоограничивающего резистора, фототиристор первого оптронного тиристора включен в цепь анод-управляющий электрод первого силового тиристора, фототиристор второго оптронного тиристора включен в цепь анод-управляющий электрод второго силового тиристора.








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