СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ


RU (11) 2069128 (13) C1

(51) 6 B23K9/00 

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

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

(14) Дата публикации: 1996.11.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 94001014/08 
(22) Дата подачи заявки: 1994.01.12 
(45) Опубликовано: 1996.11.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 1639907, кл. B 23 K 9/09, 1991. 2. Авторское свидетельство СССР N 1815054, кл. B 23 K 9/00, 1993. 
(71) Имя заявителя: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) 
(72) Имя изобретателя: Бенедиктов Г.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) 

(54) СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ 

Использование: изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для питания дуги при автоматической и ручной сварке. Сущность изобретения: выпрямитель содержит трансформатор с разделенной на три части вторичной обмоткой, устройство регулирования тока на тиристорах, выпрямительный блок, соединенный с первой частью вторичной обмотки и со сварочной нагрузкой. Тиристоры соединены со второй частью вторичной обмотки и со сварочной нагрузкой. Конденсатор соединен с третьей частью вторичной обмотки и с первыми выводами диодов, вторые выводы которых соединены со сварочной нагрузкой. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для питания дуги при автоматической и ручной сварке. Известен источник питания сварочной дуги, содержащий силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками, мостовой неуправляемый и управляемый выпрямитель, соединенные с выходом источника питания, при этом неуправляемый выпрямитель соединен с обмоткой трансформатора через конденсатор (А. с. СССР N 1639907, кл. В 23 К 9/09, 1991). К недостаткам известного источника питания относится большое значение емкости конденсаторов, необходимых для обеспечения устойчивой работы устройства при фазовом регулировании тиристоров управляемого выпрямителя. Коэффициент мощности имеет низкое значение.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является сварочный выпрямитель для дуговой сварки, содержащий однофазный трансформатор с первичной обмоткой и разделенной на части вторичной обмоткой, устройство регулирования сварочного тока, выпрямительный блок, вывода которого соединены с выводами сварочного выпрямителя, при этом выводы переменного тока выпрямительного блока соединены с выводами первой части вторичной обмотки, устройство регулирования сварочного тока выполнено в виде двух тиристоров, при этом объединенные анод и катод двух тиристоров соединены с выводом второй части вторичной обмотки, которая соединена последовательно с первой частью, а вторые выводы тиристоров соединены с выводами сварочного выпрямителя (см. А. с. СССР N 1815054, кл. В 23 К 9/00, 1993 г). Недостатком известного устройства является малые значения коэффициента мощности и большие искажения тока, потребляемого из сети.

Уменьшение потребления энергии и улучшение качества сварочного шва является задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство. Уменьшение потребляемой энергии при сварочном процессе может достигаться за счет уменьшения потребляемой от сети реактивной мощности, и уменьшения потребляемой активной мощности. Значение реактивной мощности уменьшается за счет приближения формы тока сети к идеальной синусоидальной форме. Уменьшение потребляемой активной мощности достигается за счет улучшения процесса расплавления металла электрода и мелкокапельного переноса его в сварочную ванну. При мелкокапельном переносе металла достигается улучшение качества шва за счет уменьшения разбрызгивания.

Предлагаемый выпрямитель для дуговой сварки позволяет уменьшить значения тока, потребляемого из питающей сети, за счет улучшения формы, уменьшения активной и реактивной составляющий тока. Малые значения потребляемого тока позволяют использовать устройство в различных областях народного хозяйства, в бытовых условиях и в условиях малых предприятий и хозяйств. Устройство позволяет уменьшить расход электрической энергии на производство сварочных работ.

Этот технический результат может быть получен, если использовать сварочный выпрямитель для дуговой сварки, содержащий однофазный трансформатор с первичной обмоткой и разделенной на части вторичной обмоткой, устройство регулирования сварочного тока, выпрямительный блок, выводы которого соединены с выводами сварочного выпрямителя, при этом выводы переменного тока выпрямительного блока соединены с выводами первой части вторичной обмотки, устройство регулирования сварочного тока выполнено в виде двух тиристоров, при этом объединенные анод и катод тиристоров соединены с выводом второй части вторичной обмотки, которая соединена последовательно с первой частью, а вторые выводы тиристоров соединены с выводами сварочного выпрямителя. Вторичная обмотка выполнена с дополнительной третьей частью, и введены конденсатор и два диода. Первый вывод дополнительной третьей части вторичной обмотки соединен с первым выводом конденсатора, а второй вывод конденсатора соединен с объединенными катодом и анодом двух введенных диодов. Вторые выводы диодов соединены с выходными выводами сварочного выпрямителя. Второй вывод дополнительной третьей части вторичной обмотки соединен с выводом последовательно соединенных двух частей вторичной обмотки.

Напряжение холостого хода обеспечивается суммарным значением напряжений трех частей вторичной обмотки, которое передается через конденсатор, введенные диоды и диоды вентильного блока к выводам выпрямителя. Напряжение имеет допустимые по условиям электробезопасности и достаточное для зажигания дуги. При зажигании дуги обеспечивается минимальное значение сварочного тока за счет работы первой части вторичной обмотки и выпрямительного блока. Значение тока ограничивается индуктивным сопротивлением обмоток трансформатора. Значение тока обеспечивает сварку на электродах малых диаметров. При работе тиристоров устройства регулирования сварочного тока обеспечивается работа с электродами больших диаметров. При минимальном угле регулирования обеспечивается максимальный сварочный ток. Ток первичной обмотки определяется результирующими ампервитками трех частей вторичной обмотки. Конденсатор, подключенный к третьей части вторичной обмотки, обеспечивает опережающую составляющую тока при работе выпрямителя. Напряжение на третьей части вторичной обмотки имеет наибольшее значение. Это обеспечивает компенсацию реактивной составляющей тока и малые значения первичного тока при максимальном сварочном токе. Пульсирующий характер тока в сварочной нагрузке обеспечивает мелкокапельный перенос металла и малые значения тока, потребляемого при сварке.

На фигуре приведена схема сварочного выпрямителя для дуговой сварки. Сварочный выпрямитель для дуговой сварки содержит однофазный трансформатор 1 с первичной обмоткой 2. Вторичная обмотка разделена на части. Выводы первой части 3 соединены с выводами переменного тока вентильного блока 4. Вторая часть 5 соединена согласно последовательно с первой частью 3. К выходу второй части 5 подключены тиристоры 6 устройства регулирования. Третья часть 7 вторичной обмотки соединена согласно с первой 3 и второй 5 частями обмоток. К выводам третьей части 7 присоединен конденсатор 8, который через диоды 9 соединен с выходными выводами сварочного выпрямителя 10. Тиристоры 6 управляются сигналами от системы управления 11.

Трансформатор 1 сварочного выпрямителя для дуговой сварки имеет первичную и разделенную на три части 3, 5, 7 вторичную обмотку. Напряжение на части 3 имеет значение, достаточное для сварки на электродах малого диаметра. Устойчивая работа сварочного выпрямителя обеспечивается дополнительной частью 7, которая через конденсатор 8 питает малым током в моменты времени, в которые ток от части 3 обмотки и блока 4 имеет недостаточные для поддержания дуги значения. Суммарное напряжение на двух частях 3 и 5 обеспечивает значение сварочного тока при открытых тиристорах 6, которое позволяет работать с штучными электродами средних диаметров (3 4 мм). Устойчивая работа устройства в моменты, при которых мгновенное значение тока от тиристоров 6 близко к нулю, поддерживается за счет тока конденсатора 8 и диодов 9.

Сварочный выпрямитель для дуговой сварки работает следующим образом. При включении в питающую сеть устройства на трех частях 3, 5, 7 вторичной обмотки создается напряжение, которое после выпрямления не превосходит 100 В, допустимых при ручной сварке. Возбуждают дугу за счет касания электродом изделия. После возбуждения дуги сопротивление дугового промежутка резко падает, что приводит к появлению тока в трех частях 3, 5, 7 вторичной обмотки, вентильном блоке 4, конденсаторе 8, диодах 9 и сварочной нагрузке, подключенной к выводам 10. Ток ограничивается реактивным сопротивлением обмоток 2 и 3. Ток через обмотки 5, 7 ограничивается реактивным сопротивлением конденсатора 8. Ток в обмотке 3 и вентильном блоке 4 имеет активно-индуктивную реакцию. Ток в обмотках 5, 7 и конденсаторе 8 имеет емкостную реакцию. Мгновенное значение тока дуги всегда отлично от нулевого значения. Коммутация диодов 9 и вентилей блока 4 происходит в разные моменты времени. При работе системы управления 11 тиристоры 6 открываются с различным запаздыванием от момента открытия вентилей блока 4. После открытия тиристоров 6 вентили блока 4, подключенные к общей точке частей 3, 5, закрываются. Мгновенное значение сварочного тока увеличивается. Изменение моментов включения тиристоров 6 позволяет изменять среднее значение сварочного тока в нагрузке. Регулирование среднего значения сварочного тока возможно за счет изменения числа витков в частях 3, 5 вторичной обмотки. В простейших случаях это можно выполнить путем исключения вентилей либо тиристоров в вентильном блоке, соединенных с общей точкой 3 и 5 частей, либо за счет исключения тиристоров 6.

При малых значениях напряжения на обмотке 3 и 5 угол сдвига между токов в обмотках 3 и 5 и токов в части 7 вторичной обмотки имеет значение, близкое к 90o. В этом случае минимальные значения тока сварочной нагрузки от обмоток 3 и 5 совпадают по времени с максимальными значениями тока в третьей части 7 вторичной обмотки, который имеет фазовый сдвиг, определяемый конденсатором.

Это позволяет использовать конденсаторы относительно малой емкости. Обеспечивается сварочный ток с большим значением переменной составляющей, что обеспечивает мелкокапельный перенос металла при небольших значениях сварочного тока. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Сварочный выпрямитель для дуговой сварки, содержащий однофазный трансформатор с первичной обмоткой и разделенной на части вторичной обмоткой, устройство регулирования сварочного тока, выпрямительных блок, выводы которого соединены с выходными выводами сварочного выпрямителя, при этом выводы переменного тока выпрямительного блока соединены с выводами первой части вторичной обмотки, устройство регулирования сварочного тока выполнено в виде двух тиристоров, при этом объединенные анод и катод тиристоров соединены с выводом второй части вторичной обмотки, которая соединена последовательно с первой частью, а другие выводы тиристоров соединены с выходными выводами сварочного выпрямителя, отличающийся тем, что вторичная обмотка выполнена с дополнительной третьей частью, введены конденсатор и два диода, при этом третья часть вторичной обмотки соединена последовательно с второй частью, а первый вывод третьей части вторичной обмотки с первым выводом конденсатора, второй вывод конденсатора соединен с объединенными катодом и анодом двух диодов, вторые выводы диодов с выходными выводами сварочного выпрямителя.




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