СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 1995 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к сварочным источникам питания, и может быть использовано для сварочных работ в различных отраслях промышленности.

Известны промышленные сварочные трансформаторы ТС, СТН и др. (см. Сварочное оборудование. Каталог-справочник ЦИНТИ электротехнической промышленности и приборостроения, М. 1975), напряжение холостого хода которых составляет 60-80 В. Это напряжение является опасным для жизни, особенно при выполнении сварочных работ в неблагоприятных погодных условиях (снег, дождь).

Известны бытовые сварочные трансформаторы, также выпускаемые промышленностью, ТСБ-90 и "Вулкан-160", которые имеют напряжение холостого хода 42 В и 48 В соответственно. При этом по условиям техники безопасности напряжение холостого хода бытовых трансформаторов не должно превышать 40 В. В сырых помещениях, а также при работе вне помещений в сырую погоду это напряжение является также опасным. Снижение напряжения сварочного тока ухудшает качество сварочного процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является регулируемый трансформатор для сварки, содержащий магнитопровод с расположенными на нем концентрически двумя катушками первичной обмотки, управляющий ключ, снабженный схемой регулирования. Недостатком известного устройства является вышеуказанный недостаток всех сварочных трансформаторов относительно высокое напряжение холостого хода.

В основу настоящего предложения положена задача повысить напряжение сварочной дуги при одновременном снижении напряжения холостого хода, т.е. обеспечить полную безопасность при выполнении сварочных работ.

Для достижения такого результата в трансформаторе, содержащем магнитопровод, на котором имеются обмотки первичная и вторичная, снабженная регулятором с блоком управления согласно предложенному решению, вторичная обмотка выполнена с дополнительным выводом, к которому подключена последовательная цепь, состоящая из герконового реле и геркона, другой вывод которого подключен к выходу регулятора, включенного во вторичную обмотку трансформатора, причем контакт реле включен последовательно с блоком управления регулятором, а в точку соединения герконового реле и геркона включена цепь, состоящая из последовательно включенных стабилитрона и резистора, другой вывод которого подключен к массе, при этом реле герконовое должно располагаться значительно ближе к обмотке трансформатора, чем геркон, ввиду разности напряженности магнитного поля.

Между отличительными признаками и достигаемым механическим результатом имеется причинно-следственная связь. Особенностью предложения является то, что обеспечивается полная безопасность при выполнении сварочных работ. Для достижения такого механического результата необходима следующая совокупность отличительных признаков:
выполнение обмотки с дополнительным выводом;
соединение этого вывода с герконовым реле, герконом и выходом регулятора;
подключение к реле герконовому и геркону стабилизирующей цепи;
подключение контакта реле герконового в цепь управления регулятором;
определенное расположение геркона и реле герконового в магнитном поле обмотки трансформатора.

Исключение из указанной совокупности отличительных признаков хотя бы одного (любого) признака не обеспечивает получение нового качества получение безопасного напряжения холостого хода. Это новое качество проявляется в техническом эффекте возможности выполнения сварочных работ с полной безопасностью в любых помещениях и в любую погоду, причем напряжение сварочной дуги может быть любым, достаточным для обеспечения устойчивого зажигания и горения дуги.

Предлагаемое решение неизвестно из уровня техники и поэтому оно является новым.

Предлагаемое решение имеет изобретательский уровень, так как описанное устройство не следует из уровня техники.

Предлагаемое решение промышленно применимо, так как оно предназначено для использования в промышленности.

Таким образом, предлагаемому решению может быть предоставлена правовая охрана, так как оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Трансформатор сварочный состоит из магнитопровода с первичной U₁ и вторичной обмотками с выводами 1, 2 и дополнительным выводом 3. Один из выводов, например, 1 подключается на массу, к другому выводу 2 подключается регулятор сварочного тока 4, состоящий из тиристоров 5, 6, включенных встречно-параллельно. К управляющим электродам тиристоров 5, 6 подключен блок управления 7, причем последовательно блоку 7 подключен контакт 8 герконового реле 9, катушка которого одним выводом подключена к дополнительному выводу 3, а другим выводом к геркону 10. Другой вывод геркона 10 подключен к выходу регулятора 4, куда подключается кабель держателя. В соединение катушки реле 9 с герконом 10 подключается стабилизирующая цепь, состоящая из стабилитрона 11 и резистора 12, подключенного к массе. Герконовое реле с катушкой 9 и герконом 8 (магнитоуправляемым контактом) устанавливается в непосредственной близости от обмотки трансформатора, где более сильное магнитное поле, а геркон 10 устанавливается на дальнее расстояние по отношению к реле 9, где магнитное поле трансформатора ослаблено.

Это связано с тем, что время срабатывания геркона 8 должно быть меньше, чем время срабатывания геркона 10, для обеспечения работоспособности схемы.

Трансформатор сварочный работает следующим образом.

Необходимо подать напряжение на первичную обмотку. На вторичной обмотке появится напряжение, причем на выходе 1-2 рабочее напряжение сварки, а на выходе 1-3 напряжение холостого хода, которое выбирается безопасным (не более 12 В). В связи с тем, что герконовый контакт 8 катушки реле 9 разомкнут, управляющая цепь тиристоров 5,6 разорвана, в связи с чем на выходе регулятора 4 рабочее напряжение сварки полностью отсутствует. Но к этому выходу поступает напряжение холостого хода (безопасное до 12 В) через цепь вывод 3, катушка 9 и н.з. контакт геркона 10. Сварщик устанавливает необходимый ток сварки в блоке управления 7, т.е. подготавливает регулятор 4 к работе, а затем устанавливает электрод в держатель, при этом он может не пользоваться изолирующими перчатками или инструментом в любых условиях, ввиду безопасного напряжения на держателе. Для подачи напряжения сварочной дуги сварщику необходимо электрод замкнуть на массу, подавая тем самым напряжение на герконовом реле 9 напряжение холостого хода.

По катушке 9 протекает ток: цепь вывод 3, катушка 9, геркон 10, кабель, держатель, электрод, масса, вывод 1. Ток в катушке 9 создаст магнитное поле, внутри которого расположен геркон 8. Под действием магнитного поля геркон 8 сработает и замкнет цепь управления тиристорами 5, 6, в которую включен блок управления 7. Тиристоры 5,6 откроются на угол, заданный блоком 7, пропуская заданный ток сварки. По мере прохождения тока сварки вокруг обмотки трансформатора 1-3 образуется сильное магнитное поле, которое воздействует на геркон 8 и будет удерживать его в замкнутом состоянии. При достижении магнитным полем геркона 10, расположенного дальше, чем геркон 8, следующим сработает геркон 10 и разомкнет свой контакт, отключив при этом катушку герконового реле 9, при этом геркон 8 останется замкнутым, так как находится в сильном магнитном поле обмотки, на период горения сварочной дуги.

Стабилизирующая цепь, состоящая из стабилитрона 11 и резистора 12 предохраняет катушку реле 9 от пробоя при появлении рабочего напряжения на выходе регулятора в начальный момент до отключения геркона 10. При обрыве дуги все приходит в исходное состояние замыкается геркон 10, размыкается геркон 8, на выходе регулятора отсутствует рабочее напряжение, схема снова готова к работе.

Таким образом, предлагаемый трансформатор сварочный, благодаря выполнению дополнительного вывода вторичной обмотки, куда включена последовательная цепь, состоящая из реле герконового и геркона, введению геркона реле герконового последовательно с блоком управления регулятором, включенным во вторичную цепь трансформатора, подключению стабилизирующей цепи к реле герконовому и специальному расположению герконов в магнитном поле трансформатора, обеспечивается необходимое напряжение сварочной дуги, при одновременном снижении напряжения холостого хода до полной безопасности.

Использование: трансформатор предназначен для сварки переменным током и может быть использован в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - получить безопасное напряжение холостого хода при любом рабочем напряжении сварочной дуги. Сущность изобретения: трансформатор содержит магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, регулятор сварочного тока с блоком управления, реле герконовое, геркон и стабилизирующую цепь. Безопасное напряжение холостого хода достигается благодаря наличию дополнительного вывода вторичной обмотки и подключения к нему последовательной цепи, состоящей из реле герконового и геркона, подключенного к выходу регулятора. 1 ил.

СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий силовой трансформатор с магнитопроводом и первичной и вторичной обмотками, регулятор сварочного тока, электромагнитное реле и стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно включенных стабилитрона и резистора, причем регулятор сварочного тока выполнен из двух встречно параллельно включенных тиристоров, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к первой выходной клемме, а второй вывод вторичной обмотки подключен к второй выходной клемме через регулятор сварочного тока, отличающийся тем, что он снабжен герконом и блоком управления, обмотка реле и стабилизирующая цепь соединены последовательно, а вторичная обмотка выполнена с отводом, который через последовательно соединенные обмотку реле и стабилизирующую цепь подключен к первой выходной клемме, при этом точка соединения обмотки реле со стабилизирующей цепью через геркон соединена с второй выходной клеммой, управляющие электроды тиристоров соединены между собой через нормально разомкнутые контакты реле и блок управления, при этом электромагнитное реле выполнено герконовым и расположено ближе к магнитопроводу, чем геркон.