СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ


RU (11) 2082572 (13) C1

(51) 6 B23K9/00 

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

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

(14) Дата публикации: 1997.06.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 95101874/02 
(22) Дата подачи заявки: 1995.02.21 
(45) Опубликовано: 1997.06.27 
(56) Аналоги изобретения: Патент РФ N 2008150, кл. B 23 K 9/00, 1994. 
(71) Имя заявителя: Селиверстов Вячеслав Константинович; Фанин Николай Иванович; Жуков Александр Григорьевич; Лаврухин Александр Дмитриевич; Фишер Гарри Генрихович; Комонов Петр Сергеевич; Иевлев Вячеслав Иванович; Копылов Александр Сергеевич; Шутков Александр Петрович 
(72) Имя изобретателя: Селиверстов Вячеслав Константинович; Фанин Николай Иванович; Жуков Александр Григорьевич; Лаврухин Александр Дмитриевич; Фишер Гарри Генрихович; Комонов Петр Сергеевич; Иевлев Вячеслав Иванович; Копылов Александр Сергеевич; Шутков Александр Петрович 
(73) Имя патентообладателя: Селиверстов Вячеслав Константинович; Фанин Николай Иванович; Жуков Александр Григорьевич; Лаврухин Александр Дмитриевич; Фишер Гарри Генрихович; Комонов Петр Сергеевич; Иевлев Вячеслав Иванович; Копылов Александр Сергеевич; Шутков Александр Петрович 

(54) СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ 

Использование: изобретение относится к сварке, в частности к электродуговой сварке на переменном токе, и может использоваться при ручной сварке. Сущность изобретения: сварочный аппарат содержит магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, причем дополнительная обмотка установлена на наружной боковой поверхности магнитопровода и последовательно соединена с первичной обмоткой. Предусмотрено выполнение магнитопровода кольцеобразной формы. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области сварки, в частности к электродуговой сварке на переменном токе, и может быть применено при ручной сварке.

Известен сварочный аппарат с отдельным дросселем [1, с. 35, 36, рис. 27] состоящий из понижающего трансформатора и дросселя.

Данное устройство позволяет получить падающую внешнюю характеристику.

Недостатком является то, что создание ЭДС самоиндукции осуществляется при больших изменениях сварочного тока и его больших абсолютных значениях, что вызывает необходимость изготавливать массивные и значительные по габаритам сварочные аппараты это проявляется в изготовлении соизмеримого по габаритам и весу с сердечником (магнитопроводом) трансформатора сердечника дросселя. Кроме того, так как обмотка дросселя находится в сильноточной (сварочной) цепи, то поперечное сечение и вес этой обмотки велики.

Известен сварочный аппарат, содержащий трансформатор, имеющий магнитопровод в виде стержней, на которых расположены по две катушки: одна с первичной обмоткой; вторая со вторичной обмоткой. Катушки обмоток соединены параллельно. Первичная обмотка закреплена неподвижно. Катушки вторичной обмотки перемещаются винтовым механизмом вручную [1, с. 40, 41]

Указанный сварочный аппарат позволяет исключить дроссель, уменьшить габариты и вес за счет образования магнитных потоков рассеяния, которые создают значительное индуктивное сопротивление и обеспечивают получение падающей внешней характеристики.

Однако такие технические решения недостаточно снижают габариты и вес сварочного аппарата ввиду большого расхода обмоточного провода (по две катушки в каждой обмотке) и большой длины стержней магнитопровода, нужных для регулирования сварочного тока перемещением одной из обмоток.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является сварочный аппарат, содержащий магнитопровод с первичной, вторичной и дополнительной обмотками, причем дополнительная обмотка установлена на наружной боковой поверхности магнитопровода.

Следует подчеркнуть, что в этом устройстве магнитопровод выполнен кольцеобразной формы и при его работе возникают два взаимно перпендикулярных (ортогональных) магнитных потока.

Цель изобретения уменьшение габаритов и веса сварочного аппарата при сохранении качества сварки.

Поставленная цель достигается тем, что в сварочный аппарат, содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, введена дополнительная обмотка, установленная на наружной боковой поверхности магнитопровода и последовательно соединенная с первичной обмоткой.

Создание дополнительного магнитного потока и одновременное увеличение индуктивного сопротивления первичной цепи позволяет при изготовлении сварочного аппарата создать падающую внешнюю характеристику за счет размещения дополнительной обмотки в слаботочной первичной цепи, при этом напряжение во вторичной цепи определяется следующим образом:

,

где Uвх напряжение, подводимое от источника переменного тока;

h коэффициент трансформации, причем 

круговая частота;

I1 ток в первичной цепи,

и выполнить эту обмотку такого же малого сечения, как и провод первичной обмотки, что ведет к снижению расхода обмоточного провода по массе.

Кроме того, операции увеличения индуктивного сопротивления первичной цепи и придание дополнительному магнитному потоку направления, перпендикулярного основному магнитному потоку, позволяют при изготовлении устройства последовательно соединить первичную и дополнительную обмотки так, что при этом обмотки своими магнитными полями не влияют друг на друга.

Исключение этого влияния и увеличение индуктивного сопротивления согласно способу реализуются в конструкции сварочного аппарат по-новому: дополнительная обмотка наматывается на наружную боковую поверхность магнитопровода перпендикулярно плоскостям витков первичной и вторичной обмоток.

При этом индуктивное сопротивление дополнительной обмотки

Xд.о= Lд.о, где Lд.о= кD2/l [2, с. 116]

создается за счет перераспределения параметров, определяющих ее индуктивность Lg.о. С одной стороны, уменьшается магнитная проницаемость так как дополнительный магнитный поток идет не вдоль направления прокатки анизотропной холоднокатанной стали сердечника, а поперек [3, с. 21] с другой стороны, при такой намотке сильно увеличивается диаметр дополнительной обмотки D.

Причем чем меньше периметр этой боковой поверхности (что осуществляется применением, например, тороидального трансформатора с сердечником кольцеобразной формы), тем меньше габариты и вес устройства.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого сварочного аппарата для электродуговой сварки на переменном токе; на фиг. 2 - расположение дополнительной обмотки на наружной боковой поверхности магнитопровода.

Сварочный аппарат содержит: магнитопровод 1 с первичной 2, вторичной 3 и дополнительной 4 обмотками; 5 наружная боковая поверхность магнитопровода 1; 6 провода первичной обмотки для подачи напряжения Uвх от источника переменного тока; 7 провода вторичной обмотки, с которых снимается напряжение U2 при сварке; I1 ток в первичной и в дополнительной обмотках; I2 ток во вторичной (сварочной) цепи; fосн - основной магнитный поток, индуктируемый током I1 в магнитопроводе I; доп дополнительный магнитный поток в магнитопроводе 1, перпендикулярный потоку осн и поэтому не влияющий на него; Tp трансформатор.

Аппарат работает следующим образом.

В первичной цепи создают дополнительный магнитный поток, перпендикулярный направлению основного магнитного потока, реализуемый в устройстве путем навивки дополнительной обмотки на наружную боковую поверхность того же самого магнитопровода, преимущественно кольцеобразной формы, на котором размещены первичная и вторичная обмотки.

Такая компоновка, когда все обмотки расположены на одном "носителе" (магнитопроводе), существенно уменьшает габариты сварочного аппарата. Кроме того, последовательное соединение первичной и дополнительной обмоток при подаче входного напряжения Uвх уменьшает ток J1 за счет одновременного создания индуктивного сопротивления на дополнительной обмотке. Это позволяет одновременно с созданием дополнительного магнитного потока увеличить индуктивное сопротивление первичной цепи. В сварочном аппарате эти обмотки навивают проводом малого сечения S1 Sдоп.обм 2-5 мм2, так как J1 20-30 A. Это также позволяет снизить вес всего устройства.

Дополнительная обмотка является "буферной": при коротком замыкании в начале сварки и при случайном уменьшении дугового промежутка в процессе сварки растет сварочный ток J2, что, в свою очередь, вызывает возникновение рабочего тока J1 в первичной цепи, причем J1> >Jхол.хода. Согласно выражению (см. ранее) увеличение J1 приведет к падению напряжения на дополнительной обмотке, так как она намотана поперек виткам первичной и вторичной обмоток, то ее магнитный поток не оказывает влияния на основной магнитный поток и, следовательно, не меняет параметров трансформатора сварочного аппарата. Напряжение U1 в первичной обмотке снижается и, следовательно, снижается напряжение в сварочной цепи до рабочего, оптимального значения.

Величины минимального тока J1 и ток дуги определяются индуктивным сопротивлением первичной цепи в целом и дополнительной обмотки как ее составной части.

Изменяя в необходимых пределах одну из составляющих индуктивного сопротивления (Xд.o= Lд.o) индуктивность , добиваются как минимум сохранения, а в основном повышения качества сварки: стабильности дуги и прочного сварного шва за счет применения определенной марки электротехнической стали магнитопровода (простая конструкция навивка из анизотропной холоднокатанной ленты и минимум обработки позволяют применить сталь с повышенным до 3,9 4,8% содержанием кремния и, следовательно, минимальными потерями на перемагничивание и вихревые токи), при этом магнитная проницаемость попер. в поперечном направлении существенно меньше продол

Подбирая диаметр D, высоту 1 намотки, количество витков дополнительной обмотки, определяют необходимую для качественной сварки индуктивность Lд.о. и дополнительное сопротивление Xд.о..

Таким образом предложенное техническое решение позволяет уменьшить габариты и вес сварочного аппарата при сохранении качества сварки.

Источники информации:

1. Геворкян В.Г. Основы сварочного дела. М. Высшая школа, 1971, с.35,36, рис.27 (аналог), с.40,41 (прототип).

2. Жеребцов И.Л. Электротехника для радистов. М. ДОСААФ, 1964, с.116.

3. Брускин Д.Э. и др. Электрические машины и микромашины. М. Высшая школа, 1981, изд. 2-е, с.21. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Сварочный аппарат, содержащий магнитопровод с первичной, вторичной и дополнительной обмотками, причем дополнительная обмотка установлена на наружной боковой поверхности магнитопровода, отличающийся тем, что первичная и дополнительная обмотки соединены последовательно.




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