Трехфазный источник питания для машин контактной сварки Советский патент 1984 года по МПК B23K11/24 

:о

эо Изобретение относится к области сварки и может быть использовано в контактньж сварочных машинах постоян ного тока, в частности ответственного назначения, и для сварочных машин постоянного тока, используемых в робототехнике. Известен трехфазный выпрямитель для машин контактной сварки, содержа щий управляекше и неуправляемые вентили и трехфазный трансформатор, на каждом активном стержне которого раэ м.ещены по две секции первичной обмот ки, каждая первая секция первичной обмотки одного стержня соединена последовательно и согласно с второй секцией первичной обмотки другого стержня, причем первичные обмотки со динены через управляемые вентили в треугольник, вершины которого соединены с проводами питающей сети.Вто ричные обмотки трансформатора расположены по одной на каждом актив ом стержне. Одни концы вторичных J обмоток объединены вместе, образуя точку общего потенциала, которая сое данена с первым выходом устройства, а другие концы вторичных обмоток сое динены друг с другом через неуправля емые вентили и их общая точка соединена с вторым выходом устройства Ограниченная область применения устройства обусловлена большикм массой и габаритами трансформатора вследствие низкого значения частоты переключений управляемых вентилей, Низкая частота переключений управляемых вентилей и большие габариты трансформатора обуславливают значительные длительности периодов нарастания тока в сварочном контуре что снижает производительность при свэрке. Значительные пульсации вьаходного напряжения вызывают Неравномерное распределение тока по двум одновременно работающим фазам, что ведет к нестабильности работы устройства, ухудшает качество сварки и увеличивает энергозатраты. Наиболее близким к изобретению яв ляется трехфазный источник питанияг для машин контактной сварки, содержа щий входной выпрямитель, управляем1ле вентили со схемами искусственной ком мутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размещены пр две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляеь лм вентилем С2 3. Недостатком известного устройства является низкая производительность процесса сваркн за счет медленной скорости нарастания сварочного тока. Цель изобретения - повышение производительности процесса сварки путем увеличения скорости нарастания тежа, Поставленная цель достигается тем,, что источник, содержащий входной вы- прямитель, управляе1 ие вентили со схемами искусственной коммутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляемым вентилем, снабжен последовательно соединенными первым дросселем, дополнительным трехфазным выпрямителем, вторым трехфазным дросселем, дополнительным трехфазным трансформатором, автономным трехфазным инвертором тока и третьим дросселем, подключенным к одной из секций первичной обмотки основного трехфазного трансформатора, при этом положительный выход -дополнительного трехфазного выпрямителя и отрицательный выход автономного инвертора объединены и подключены к положительному выводу входного выпрямителя, отрицательный-выход которого подсоединен к первому дросселю. На чертеже представлена приципиальная электрическая схема трехфазного источника питания для машин контактной сварки. Источник содержит входной выпрямитель,1, который подключен к питаю щей сети переменного тока, трехфазный трансформатор 2, на каждом активном стержне которого размещены по две секции 3 и 4 первичной обмотки и по одной вторичной обмотке 5. Первые выводы вторичных обмоток 5 трансформатора 2 соединены вместе, образуют точку общего потенциала и соединены с первым выходом 6 источника. Вторые выводы обмоток 5 соединены ДРУ.г с другом через неуправляемые вентили 7 и соединены с вторым выходом 8 источника, Скеьла 9 искусственной коммутации подключены параллельно каждому управляемому вентилю 10, причем первые выводы присоединены к анодам управляемых вентилей 10, а - к KaT:QfiaM B.xORQt. вывод первой секции 3 каждой фазы первичной обмотки трансформатора 2 соеда1нен с объединенными между собой анодами одной из трех пар управляемых вентилей 10, причем к катоду первого из каждой пары управляемых вентилей 10 подключен анод первого неуправляемого вентиля 11, катод которого соединен с первым выводом второй секции 4 первичной обмотки опережающей фазы, а к катоду второго из каждой пары хправлявМЕ1Х вентилей 10 подключен анод второго неуправляемого вентиля 11, катод которого соедииен с первым выводом второй секции 4 первичной обмотки отстающей фазы трансформатора 2. Йоложитеяьный вывод входного выпрямителя соединен с положительным выводом инвертора 12 тока, отрицательный вывод которого через первый дроссель 13 соединен с объединенными первыми выводами первых секций 3 пер вичных обмоток трансформатора 2. Выв€)ды переменного тока инвертора 12 тока через трансформатор 14 и трехфазный дроссель 15 соединен с выводами переменного тока выпрямителя 16 Отрицательный вывод выпрямителя 16 соединен через третий дроссель 17 с отрицательным выводом входного выпря мителя 1. Положительный вывод выпрямителя 16 соединен с положительным выводом входного выпрямителя 1. Источник питания работает следующим образом. Входной выпрямитель 1 при подключении к трехфазной питающей сети обеспечивает постоянное положительное напряжение на положительном входе инвертора 12 тока и .постоянное отрицательное напряжение на вторых выводах вторых секций 4 первичных об моток трансформатора. Положительное постоянное напряжение передается через инвертор 12 тока и дроссель 1 к первым выводам первых секций 3 пер вичных обмоток. Управляемые вентили инвертора 12 тока переключаются с постоянной частотой 200-1000 Гц. При малых токах через инвертор падения напряжение на нем мало, и напряжение на выходе переменного тока инвертора 12 тока имеет малое значение Напряжение на выходе трансформатора 14 тоже мало и, следовательно, вентили выпрямителя 16 закрыты. Инвертор в этом режиме работает с малым коэффициентом нагрузки. При пуске импульсы управления подаются на управляе1л;1е вентили 10, которые соединяют первые и вторые секции двух фаз. Ток. от выпрямителя 1 через инвертор 12, дроссель 13 и две фазы первичной обмотки трансфор матора 2 начинает нарастать. На вто ричной стороне трансформатора 2 параллельно работгиот две обмотки 5 и два вентиля 7 и обеспечивают ток в сварочном контуре. Через 1/3 периода включается следующая пара вентилей 10, ас помощью схемы 9 искусственной коммутации отключается ранее работавшая пара вентилей 10, На вторичной стороне, вентили работают поочередно попарно. Скорость нарастания тока определяется величиной напряжения на выходе выпрямителя 1, индуктивностью контура и коэффици й том трансформации трансформатора 2. Инвертор 12 тока не оказывает влийния на скорость изменения тока, так как при малых коэффициентах нагруэки его входное сопротивление мало. С ростом тока, который увеличивается быстро, увеличивается и напряжение на выходе трансформатора 14, Когда напряжение достигает значений, необходимых для открытия вентилей выпрямителя 16, они открываются, и мощность от инвертора 12 через трансформатор 14, дроссели 15 и выпрямитель 16 отводится в цепь постоянного тока. Инвертор 12 начинает работать в режимах с большими коэффициентами нагрузки, его входное сопротивление увеличивается. Это приводит к прекращению роста тока в контуре. Введение регулирующего элемента, который работает в двух режимах с малым и большим входными сопротивлениями, позволяет увеличить скорость роста тока и ограничить его максимальное значение на требуемом уровне. За счет увеличения скорости роста тока длительность переднего фронта импульса сварочного тока в источнике питания уменьшается. Уменьшение коэффициента трансформации в п раз и, следовательно, увеличение расчетного тока установившегося режима в нагрузке в п раз позволяет уменьшить длительность передне го фронта сварочного тока при экспоненциальном законе изменения его в раз In - l.(n - 1) где f - постоянная времени сварочного контура; , - длительность фронта импульса сварочного тока. Если длительность фронта импульса сварочного тока составляет h% от длительности импульса, а период рабочего цикла для Мсшшн МГПВ-1207 достигает 50%, то производительность может быть увеличена в m раз 2Г , ) 2-1(1-9 п 3, k 7,4, h -25% производ тельность увеличивается на 12%. Эффежтивность предлагаемого источника питания состоит в повышении производительности сварки путем увеличения нарастания тока.

ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ, содержа1ЛИЙ входной выпрямитель, управляемые вентили со схемами искусственной коммутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляемым вентилем, отлич ающийс я тем, что, с целью повыиения производительности процесса сварки путем увеличения qxopocTH нарастания тока, он снабжен последовательно соединенными первым дросселем, дополнительным трехфазным выпрямителем, вторым трехфазным дросселем, дополнительным трехфазным трансформатором, автономным трехфазным инвертором тока и третьим дросселем, подключенным к одной из секций первичной обмотки основного трехфазного трансформатора, При этом положительный выход дополни-ig тельного трехфазного выпрямителя и (Л отрицательный выход автономного инвертора объединены и подключены к положительному выводу входного выпрямителя, отрицательный выход которого подсоединен к первому дросселю.