ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2008152

СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Имя изобретателя: Гнусин Б.П.; Фурсов С.П.; Сафронов И.И.; Трещев Л.И.; Емельянова Л.И. 
Имя патентообладателя: Трещев Лев Иванович
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1991.09.27 

Использование: изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам тока сварочной дуги, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства и в быту для ручной дуговой электросварки постоянным током. Сущность изобретения: устройство представляет собою понижающий однофазный трансформатор с броневым катушечным пространственным магнитопроводом с магнитным шунтом. От вторичных обмоток трансформатора питаются два выпрямителя, работающие совместно. Один - неуправляемый выпрямитель включен всегда, имеет мягкую внешнюю характеристику и повышенное напряжение холостого хода. Этот выпрямитель используется для сварки тонких деталей и для стабилизации сварочной дуги второго управляемого выпрямителя. Второй - управляемый выпрямитель имеет жесткую внешнюю характеристику, меньшее напряжение и используется для сварки более массивных деталей совместно с первым. Величина сварочного тока второго выпрямителя регулируется с помощью блока управления. Конструкция трансформатора с броневым пространственным катушечным магнитопроводом позволяет уменьшить массу, габариты и стоимость за счет использования при изготовлении магнитопровода отходов электротехнической стали при изготовлении синхронных явнополюсных машин. Магнитопровод защищает обмотки трансформатора от механических повреждений со всех сторон.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к переносным источникам тока сварочной дуги, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при ремонте, санитарно-технических монтажных работах на строительстве и в быту для ручной дуговой электросварки.

Известен однофазный сварочный выпрямитель (авт. св. N 1547987), трансформатор которого собран на стержневом П-образном магнитопроводе и содержащий два диода, четыре тиристора и блок управления, выполненный в виде потенциометра-регулятора тока, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, компаратора, четырех элементов И, двух элементов ИЛИ, двух блокинг-генераторов, переключателя режимов (сварка, заряд, пуск).

Однако сложность блока управления снижает надежность устройства.

Известен источник питания сварочной дуги (авт. св. N 1397210) в котором с целью повышения стабильности сварочной дуги используется понижающий трансформатор с жесткой внешней характеристикой и низким напряжением холостого хода и выпрямительный блок с удвоением выпрямленного напряжения. В источнике используется шесть диодов, два конденсатора и переключатель. В этом устройстве удвоитель напряжения используется только для повышения устойчивости сварочной дуги выпрямителя с низким напряжением холостого хода, мощность удвоителя мала для самостоятельной сварочной дуги.

Целью изобретения является расширение области использования устройства путем использования неуправляемого выпрямителя с мягкой внешней характеристикой как для сварки тонких изделий, так и для стабилизации дуги параллельного управляемого выпрямителя с жесткой внешней характеристикой.

Это достигается тем, что используется два выпрямителя на разные напряжения, имеющие мягкую и жесткую внешние характеристики за счет вторичных обмоток трансформатора с броневым пространственным магнитопроводом катушечного типа с магнитным шунтом. В выпрямителе использовано два диода и два тиристора, которые управляются от блока управления.

принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя магнитный шунт, продольный разрез.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя; на фиг. 2 - магнитный шунт, продольный разрез.

Выпрямитель состоит из понижающего трансформатора 1 на броневом пространственном катушечном магнитопроводе с магнитным шунтом, первичная обмотка которого 2 намотана на стержне пространственного катушечного магнитопровода, 3.4 - магнитных шунтов 3 и 4 - вторичной обмотки 5 с "жесткой" внешней характеристикой, вторичной обмотки 6 с "мягкой" внешней характеристикой, тиристора 7, 8, диода нагрузки 9, блока 10 управления, вторичной обмотки 11 для питания блока управления с жесткой внешней характеристикой.

Вторичные обмотки 5, тиристоры 7 и блок 10 управления образуют регулируемый выпрямитель с "жесткой" внешней характеристикой, вторичные обмотки 6 и диоды 8 - нерегулируемый выпрямитель с "мягкой" внешней характеристикой. Оба выпрямителя работают на общую нагрузку 9 - сварочную дугу. Блок управления 10 позволяет регулировать составляющую тока выпрямителя с "жесткой" внешней характеристикой в общем токе сварочного выпрямителя. Блок управления собран по известной схеме. Диоды 8 и тиристоры 7 служат для выпрямления переменного тока и регулирования его величины.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении сварочного выпрямителя в питающую сеть на выходных зажимах выпрямителя нагрузки еще нет, дуга не горит, и напряжение холостого хода первого выпрямителя (с "мягкой" внешней характеристикой) 60. . . 70 В, что достаточно для легкого возбуждения дуги и не превышает нормы безопасности. Возбуждение сварочной дуги происходит при соприкосновении конца электрода и свариваемой детали. Ток короткого замыкания 45. . . 50 А, рабочий ток 30. . . 35 А, напряжение на сварочной дуге при ее горении 20. . . 40 В, при величине дугового промежутка равной 2. . . 4 мм.

Первый выпрямитель на диодах 8 служит для сварки тонких деталей и для стабилизации дуги второго выпрямителя (с "жесткой" внешней характеристикой), который включается и регулируется с помощью блока 10 управления. Напряжение холостого хода второго выпрямителя 25. . . 35 В близко к рабочему напряжению сварки 20. . . 25 В. Рабочий ток второго выпрямителя на тиристорах 7 регулируется в пределах 30. . . 100 А, а ток короткого замыкания 45. . . 150 А. Этот выпрямитель используется для основной сварки более массивных деталей, оба выпрямителя при этом работают вместе - параллельно.

Использование в выпрямителе понижающего трансформатора с броневым пространственным катушечным магнитопроводом обеспечивает минимальные габариты и массу устройства, представляет возможность использования отходов электротехнической стали электромашиностроительного производства при изготовлении синхронных явнополюсных машин, что наряду с минимальным использованием диодов и тиристоров способствует снижению стоимости устройства. Броневой пространственный катушечный магнитопровод надежно защищает обмотки трансформатора от внешних механических повреждений. (56) Сварка в машиностроении. Справочник. Под ред. Зорина Ю. Н. М. : Машиностроение, 1979, том 4, с. 85-88, рис. 53.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий понижающий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и блок управления, причем первая вторичная обмотка через управляемый выпрямитель, а вторая вторичная обмотка через неуправляемый выпрямитель подключен к дуговому промежутку, отличающийся тем, что магнитопровод трансформатора выполнен броневым пространственным с магнитным шунтом.

Версия для печати


вверх