ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2011 года по МПК B23K11/25 

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к источникам питания контактных сварочных машин, и может использоваться в различных отраслях машиностроения при изготовлении сварных конструкций. Источник питания содержит источник переменного напряжения, состоящий из сварочного трансформатора и тиристорного коммутатора, управляемого регулятором, компенсирующий конденсатор, полупроводниковый компенсатор высших гармоник, реле.

Изобретение относится к сварочному оборудованию, а именно к источникам питания контактных сварочных машин.

Известны источники питания для дуговой сварки с повышенным коэффициентом мощности (см., например, АС СССР №841833, опубл. Бюл. №24, 1981), которые могут использовать при питании контактных сварочных машин. Аналогом изобретения является источник питания для дуговой сварки на переменном токе ИПК-350-4, содержащий сварочный трансформатор, конденсаторную батарею и реле дуги (Источник питания ИПК-350-4. Инструкция по эксплуатации НИИ технологии и организации производства. НИАТ, 1967). Его недостатком является то, что повышение коэффициента мощности происходит только на этапе сварки, а на этапах холостого хода и короткого замыкания коэффициент мощности остается низким. Другим аналогом является источник питания сварочной дуги переменного тока, описанный в патенте на изобретение RU 2189891. Этот источник питания содержит источник переменного напряжения, компенсирующий конденсатор для компенсации на холостом ходу, фильтрующее устройство, реле дуги для слежения за циклами работы источника и дополнительный компенсирующий конденсатор. Его недостатком является то, что при несинусоидальных режимах работы, характерных для контактной сварки, влияние пассивного фильтра и дополнительного конденсатора различно для различных гармоник. Ситуация усугубляется, если в силу каких-то причин в кривой питающего напряжения появляются высшие гармоники, что характерно, например, при питании от полупроводниковых преобразователей при автономном питании и в ряде других подобных случаев. Как следствие, снижается качество компенсации и по первой и по высшим гармоникам.

Наиболее близким аналогом является источник питания машины сварочной точечной МТПУ-300 производства завода «Электрик» г.Санкт-Петербург. Данный источник питания содержит сварочный трансформатор, тиристорный контактор, регулятор и сварочные электроды, подключенные к вторичной обмотке сварочного трансформатора.

Его недостатком является потребление неактивных составляющих мощности, снижающее коэффициент мощности устройства.

Описанный источник питания машины принят за прототип.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что дополнительный конденсатор осуществляет частичную компенсацию неактивных составляющих полной мощности по первой гармонике, полупроводниковый статический компенсатор осуществляет компенсацию оставшихся неактивных составляющих, а реле напряжения, управляющее подключением дополнительного конденсатора, подключено посредством нормально разомкнутых контактов ключа параллельно первичной обмотке сварочного трансформатора и управляет не только дополнительным конденсатором, но и статическим полупроводниковым компенсатором (см. чертеж).

На чертеже изображена схема источника питания контактной сварочной машины.

Источник питания содержит сварочный трансформатор 8, ко вторичной обмотке которого подключены сварочные электроды 6, а к первичной - одним выводом тиристорный контактор 5, второй вывод которого подключен к выводу питания, второй вывод питания подключен ко второму выводу сварочного трансформатора 8; параллельно к выводам питания подключен статический компенсатор 1 и цепь из последовательно соединенных дополнительного конденсатора 3 и ключа 4; причем один вывод дополнительного конденсатора 3 присоединен ко второму выводу питания. Второй вывод дополнительного конденсатора 3 соединен с первым выводом ключа 4, а второй вывод ключа 4 соединен с первым выводом питания, реле напряжения 2, управляющее ключом 4, подключено параллельно первичной обмотке трансформатора 8. Регулятор 7 подключен к тиристорному контактору 5.

Устройство работает следующим образом.

Источник питания контактной сварочной машины является для питающей сети резкопеременной нагрузкой. Во время сварки в течение нескольких периодов питающего напряжения сварки потребляется большая мощность. Слежение за этапами сварки осуществляет реле, которое подключает и отключает статический полупроводниковый компенсатор и компенсирующий конденсатор к первичной цепи полупроводникового преобразователя.

Компенсирующий конденсатор на этапе сварки частично компенсирует индуктивную составляющую первой гармоники тока, потребляемого звеном "тиристорный контактор 5 - сварочный трансформатор 8". Форма тока, потребляемого системой "компенсирующий конденсатор 3 - тиристорный контактор 5 - сварочный трансформатор 8", доводится до синусоидальной и синфазной с питающим напряжением статическим полупроводниковым компенсатором. Поскольку в машинах контактной сварки при характерных для реальных сварочных процессов углах регулирования, доля первой гармоники превосходит доли высших, то нагрузка по току на статический полупроводниковый компенсатор 1 меньше, чем при его использовании на существующий источник питания для контактных машин без дополнительного конденсатора 3.

В предлагаемом устройстве статический компенсатор осуществляет компенсацию высших гармоник в рабочем режиме и компенсацию потребляемого тока на холостом ходу сварочной машины, когда сварочные электроды разомкнуты, а на тиристорный контактор 5 поступают управляющие импульсы.

Применение изобретения позволяет снизить высшие гармонические составляющие в кривой потребляемого из сети тока, а также уменьшить потребление неактивных составляющих полной мощности, что повышает коэффициент мощности и снижает полную мощность, потребляемую сварочной машиной.

Изобретение относится к источнику питания контактной сварочной машины. В источнике имеется конденсатор, который осуществляет частичную компенсацию неактивных составляющих полной мощности по первой гармонике. Полупроводниковый статический компенсатор осуществляет компенсацию оставшихся неактивных составляющих. Реле напряжения, управляющее подключением упомянутого конденсатора, подключено посредством нормально разомкнутых контактов ключа параллельно первичной обмотке сварочного трансформатора и управляет этим конденсатором и статическим полупроводниковым компенсатором. Технический результат состоит в снижении высших гармонических составляющих в кривой потребляемого контактной сварочной машиной из сети тока, а также уменьшении потребления неактивных составляющих полной мощности. 1 ил.

Источник питания контактной сварочной машины, содержащий трансформатор, тиристорный контактор, регулятор, отличающийся тем, что в источник введен статический компенсатор и компенсирующий конденсатор, при этом один из выводов нормально разомкнутых контактов реле напряжения подключен к одной из клемм питающей сети, а другой вывод - к одному из выводов компенсирующего конденсатора, причем второй вывод дополнительного компенсирующего конденсатора подсоединен ко второй клемме питающей сети, а один из выводов статического компенсатора подключен к одной клемме питающей сети, а второй вывод статического компенсатора подключен ко второй клемме питающей сети.