РЕГУЛЯТОР СВАРОЧНОГО ТОКА Российский патент 1996 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к электродуговой сварке и резке, в частности к дуговой электросварке переменным током, и может быть использовано в других областях промышленности, где требуется регулирование тока, напряжения, мощности.

Известен регулятор сварочного тока, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры, включенные в сварочную цепь, и блок управления тиристорами, который содержит симистор и резистор, причем управляющий электрод одного тиристора через токоограничивающий резистор и симистор соединен с управляющим электродом другого тиристора и со свободным выводом конденсатора RC-цепи, другой вывод которого через последовательно соединенные контакт теплового реле, динистор, и резистор подключен к управляющему электроду симистора.

Недостатком этого регулятора является нестабильное зажигание дуги на малых токах, например ниже 30% от номинального тока сварки. Это связано с наличием одной RC-цепи для управления симистором, которая обеспечивает задержку на отпирание симистора как положительного, так и отрицательного импульсов. При получении тока сварки малой величины, резистор времязадающей RC-цепи устанавливается на большую величину, что обеспечивает малый ток заряда. Так как при работе конденсатор не может полностью разрядиться до нулевого состояния, то у него остается заряд определенного потенциала (плюс или минус), например положительный. При переходе с положительной полуволны на отрицательную тот минимальный зарядный ток отрицательного потенциала не может осуществить перезаряд конденсатора с положительного на отрицательный за оставшееся минимальное время и происходит срыв на отпирание симистора. Нестабильное включение симистора на малых токах приводит к ухудшению работы регулятора на малых токах сварки и нестабильному зажиганию дуги при токах сварки ниже 30% величины номинального тока.

Задачей изобретения является разработка такой схемы регулятора, которая обеспечила бы высокое качество регулирования по всему диапазону.

Это достигается тем, что в регулятор сварочного тока, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры, включенные в сварочную цепь, и блок управления тиристорами, включающий последовательно соединенные резистор и симистор, которые соединены с управляющими электродами тиристоров, а управляющий электрод симистора через последовательно соединенные резистор и динистор включен в RC-цепь, дополнительно введены RC-цепь и динистор. При этом анод одного динистора подключен к одной RC-цепи между конденсатором и резистором, а катод другого динистора к другой RC-цепи также между конденсатором и резистором, свободные выводы резисторов соединены и подключены к аноду симистора, свободные выводы конденсаторов аналогично подсоединены к катоду симистора, а свободные выводы динисторов соединены и через резистор подключены к управляющему электроду симистора.

Сопоставительный анализ изобретения с прототипом выявил наличие новой схемы соединения (встречно-параллельное включение двух динисторов, причем два вывода их объединены и подключены к токоограничивающему резистору, а два других включены в раздельные RC-цепи, при этом один включен анодом, а другой катодом), в связи с чем сделан вывод о новизне предложения.

Отличительные признаки придают схеме новое свойство способность обеспечить стабильную работу регулятора по всему диапазону регулирования. На этом основании сделан вывод о соответствии упомянутых отличий критерию "Существенные отличия".

На чертеже показана схема предлагаемого регулятора сварочного тока.

Регулятор подключается в разрыв сварочного кабеля 1 и размещается на рабочем месте сварщика независимо от местонахождения сварочного аппарата. Регулятор содержит тиристоры 2 и 3, включенные встречно-параллельно, управляющие электроды которых соединены между собой через токоограничивающие резистор 4 и симистор 5, который предназначен для управления тиристорами 2 и 3. Симистор 5 имеет свою цепь управления: к его управляющему электроду подключены токоограничивающий резистор 6, другой вывод которого соединен с катодом динистора 7 и анодом динистора 8, предназначенными для получения вертикального фронта импульса управления и их разделения на положительные и отрицательные. Анод динистора 7 включен в RC- цепь между переменным резистором 9-1 и конденсатором 10, а катод динистора 8 включен в другую RC-цепь между переменным резистором 9-2 и конденсатором 11. Свободные выводы конденсаторов 10 и 11 соединены и подключены к катоду симистора 5, а свободные выводы резисторов 9-1, 9-2 подключены к аноду симистора 5. Сдвоенный переменный резистор 9 предназначен для регулировки и установки необходимой величины сварочного тока.

Регулятор работает следующим образом.

Сварщик устанавливает необходимую для работы величину сварочного тока резисторам 9, замыкает сварочным электродом цепь на землю. Через управляющие электроды тиристоров 2 и 3 и резистор 4 на симистор 5 поступает напряжение. Таким образом, цепь управления не требует дополнительного источника питания. Незначительный ток управления, величина которого определена (установлена) регулируемым резистором 9, проходит с задержкой, обусловленной, кроме упомянутого резистора 9 конденсаторами 10 и 11, через динисторы 7 и 8, где формируется вертикальный фронт управляющего сигнала. При этом через динистор 7 проходят только положительные импульсы, а через динистор 8 только отрицательные, которые, проходя через резистор 6, открывают симистор 5, и через последний проходит сигнал управления тиристорами 2 и 3, которые открыты на тот же угол, что и симистор 5. Таким образом, использование раздельных RC-цепей для положительных и отрицательных импульсов управления симистора обеспечивает улучшение переходных процессов в период заряда-разряда конденсаторов, что приводит к стабильному зажиганию дуги и устойчивому горению на малых токах сварки.

При необходимости изменения силы тока сварки резистором 9 увеличивают (уменьшают) его значение в соответствии с заданным током. При этом происходит изменение угла раскрытия сигнала и время его задержки в RC-цепи. Измененный сигнал поступает в динисторы 7 и 8, где формируется вертикальный фронт сигналов, и через резистор 6 поступает на управляющий электрод симистора 5, который открывается на определенный угол и через него проходит ток управления на тиристоры 2 и 3. Тиристоры открываются на тот же угол, что и обеспечивает прохождение через них рабочего тока сварки определенной (заданной) величины.

Таким образом, предлагаемый регулятор обеспечивает регулирование сварочного тока, практически от нуля до номинального значения, благодаря чему расширяются функциональные возможности сварочных трансформаторов. Большой диапазон регулирования предлагаемого регулятора (для сварочного трансформатора ТДМ-317 от 4 до 400 А) значительно превосходит диапазоны регулирования существующих механических регуляторов (от 60 до 400 А), поэтому представляется целесообразным встраивать предлагаемые регуляторы непосредственно в сварочные аппараты вместо существующих механических. Для вышеуказанных аппаратов обеспечивается экономия меди до 10% электротехнической стали до 30% значительно улучшаются массогабаритные показатели, снижается трудоемкость изготовления обмоток и самого трансформатора, исключается использование силовых переключателей обмоток.

Использование: для дистанционного управления сварочным током с рабочего места сварщика. Регулятор может встраиваться в сварочные аппараты и использоваться для сварки, резки в различных отраслях народного хозяйства. Кроме того, он может быть использован в отраслях промышленности, где требуется регулирование тока, напряжения, мощности. Сущность изобретения: регулятор включается в разрыв сварочного кабеля и содержит встречно-параллельно включенные тиристоры, управляющие электроды которых соединены между собой через резистор и симистор. Симистор имеет свою схему управления из двух RC-цепей, через динисторы с резистором соединенных с его управляющим электродом. 1 ил.

РЕГУЛЯТОР СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащий встречно параллельно соединенные тиристоры, включенные в цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора, и блок управления тиристорами, содержащий последовательно соединенные резистор и симистор, которые соединены с управляющими электродами тиристоров, а управляющий электрод симистора через последовательно соединенные резистор и динистор включен в RC-цепь, отличающийся тем, что в него введены вторая RC-цепь и второй динистор, причем анод первого динистора подключен к первой RC-цепи между конденсатором и резистором, а катод второго динистора - к второй RC-цепи также между конденсатором и резистором, при этом свободные выводы резисторов подключены к аноду симистора, свободные выводы конденсаторов подсоединены к катоду симистора, а свободные выводы динисторов соединены и через резистор подключены к управляющему электроду симистора.