Устройство для сварки Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к элект™ ро уговой и плазменной сварке постоянным током. Известно коммутирующее устройство содержащее источник постоянного тока, силовой тиристор и дроссель, включенный последовательно в сварочную цепь, конденсатор, вспомогательный тиристор, зарядный тиристор, сопротивление и блокирующий диод fjl . Недостатками данного устройства являются большие габариты и ненадежность в работе из-за возможных срывов при коммутациях тока (невьжлючение силового тиристора), так как ток включающий силовой тиристор, протека ет через нагрузку - сварочную дугу, что требует увеличения параметров коммутирующего конденсатора. Известно устройство для сварки, содержащее источник питания, коммути рующий тиристор с гасящей цепочкой, состоящей из конденсатора, заряжаемого от дополнительного источника, вспомогательного тиристора и несколь ких цепочек, выполненных из последовательно соединенных сопротивления и тиристора, зашунтированного резистором 2J . Недостатками данного устройства также являются большие габариты и . ненадежность в работе, из-за возможного нёвыключения силового тиристора Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник питания, силовой тиристор, коммутирующий дроссель, вспомогательный тирис тор, подключенный через коммутирующий дроссель параллельно коммутирующему конденсатору, которьй через бло кирующий диод и зарядньй дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтруювщй конденсатор, диод шунтирующий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядного дроссел в обратном направлении, блокирующий диод, шунтирующий в обратном направлении цепь, состоящую из последовательно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка sj . Однако в момент отключения тока, протекающего через силовой тиристорi на выходных клемах источника пита-. ,ния в-озникает всплеск напряжения, превышающий напряжение холостого хода источника питания, который обус лавливается индуктивностью сварочных проводов и обмоток трансформатора источника питания. Этот всплеск напряжения не устраняется даже при наличии фильтрующего конденсатора, так как последний заряжен до напряжения горения дуги, которое-несколько меньше напряжения холостого хода. Указанные недостатки особенно сильно сказываются при отключении токов, превьш1ающих 1000 А и приводят к снижению надежности отключения силового тиристора за счет увеличения времени восстановления его управляющих свойств. Все этот требует значительного увеличения параметров коммутирующего конденсатора. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и снижение габаритов коммутирующего конденсатора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, силовой тиристор, коммутирующий дроссель, вспомогательный тиристор, подключенный через ком утирующий дроссель параллельно коммутирующему конденсатору, который через блокирующий диод и зарядный дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтрующий конденсатор, диод, шунтирзтощий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядного дросселя в обратном направлении, блокирующий диод, шунтирующий в обратном направлении цепь, состоящую из последовательно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка, введены балластный резистор и дополнительная цепь, состоящая из последовательно соединенных тиристора, диода и дросселя, которая подключена параллельно источнику питания, причем параллельно диоду и дросселю подключен фильтрующий конденсатор,, а балластный резистор подключен параллельно силовому тиристору и коммутирующему дросселю. На чертеже изображена схема уст- ройства. Устройство для сварки содержит источник питания 1, силовой тиристор 2, коммутирующий дроссель 3, вспомогательный тиристор 4, подключенньй через коммутирующий дроссель 3 параллельно коммутирзпощему конденсатору 5, который через блокирующий диод 6 и зарядный дроссель 7 подключен параллельно источнику питания 1, фильтрующий конденсатор 8, диод 9, шунтирующий коммутирующий конденсатор 5 и часть секций зарядного дросселя 7 в обратном направлении, .блокирующий диод 10, шунтирующий в обратном направлении цепь, состоящую из последовательно соединенных сглаживающего дросселя 11 и дугового промежутка, балластньй резистор 12, последовательно соединенные тиристор 13, диод 14 и . дроссель 15, подключенные параллельно источнику питания 1, причем цараллельно диоду 14 и дросселю 15 подключен фильтрующий конденсатор &. Устройство работает следуюпщм образом. .В первоначальном состоянии тиристоры 2,4 и 13 находятся в непроводящем состоянии, коммутирующий кон денсатор 5 заряжен до напряжения, пр вышающего напряжение источника питания 1 за счет зарядного дросселя по цепи () 1 - 6 -.7 - 5 - (-) 1. Полярность .на конденсаторе 5 при это обозначена на чертеже. При подаче управляющего импульса на управляющий переход силового тиристора 2 он переходит в проводящее состояние и по цепи (+) 1 - 11 - дуга - 2 - 3 - (-) 1, протекает ток в импульсе. Для прекращения протекания тока в импульсе управляющие импульсы Ъодаются на управляющие переходы вспо могательного тиристора 4 и тиристора 13. При открытии вспомогательного тиристора 4 конденсатор 5 перезаряжается по цепи 5-4-3-5, и на катоде тиристора 2 появляется йоложительное напряжение, что приводит к его выключению. Для нормальной работы схемы амплитуды тока в колебатель ном контуре 5-4-3 должна превышать максимальное значение тока чере силовой тиристор 2 в прямом направлении. Для получения малого времени восстановления управляемости силово тиристора 2 необходимо, чтобы через него в период восстаиовления протека достаточно высокий обратный ток по цепи (+) 5 - 4 - 2 - 10 - 13 - 8 - (-) 5. После перезаряда конденсатора 5 полярностью, противоположной указан ной на чертеже, в непроводящее сост ние переходит вспомогательный тирис64тор 4 из-за действия обратной полуволны напряжения в колебательном контуре 5-4-3. С момента выключения вспомогательного тиристора 4 начинается восстановление полярности напряжения на коммутирующем кслщенсаторе 5 с полярностью, указанной на чертеже по цепям: нижняя обкладка конденсатора 5-9 - верхняя обкладка конденсатора 5 и нижняя обкладка конденсатора 5 - 1-6-7 верхняя обкладка конденсатора 5. При-этом напряжение на конденсаторе 5 стабилизируется на требуемом уровне подбором соотношения числа секций зарядного дросселя 7 . При открытии тиристора 13 конденсатор 8 заряжается по цепи (+) 1 -13 - 8 - (-) 1 с полярностью, противоположной указанной на чертеже. После окончания заряда конденсатора 8 тиристор 13 переходит в непроводящее состояние. С этого момента конденсатор 8 перезаряжается с полярностью, указанной на чертеже по цепи: верхняя обкладка конденсатора 8 - 14 -15 - обкладка конденсатора 8. Указанная полярность на конденсаторе 8 сохраняется до следующего включения тиристора 13. Особенность работы цепи 13, 8, 14 и 15 заключается в том, что в момент выключения силового тиристора 2 на выходных клеммах источника питания 1 возникает всплеск напряжения, превышающий напряжение холостого хода источника питания 1, который поглощается фильтрующим конденсатором 8, за счет кратковременного перехвата .тока по цепи (+) 1 - 15 - 8 - (-) 1 на время выключения силового тиристора 2 - (20-40) и по цепи () 5 - 4 - 2 - 10 - 13 - 8 - (-) 5 на интервале (5-10) 10 с момента включения вспомогательного тиристора 4. При этом ток во вспомогательную цепь 13-8 перехватывается ступенчато за счет подключения к источнику питания 1 противоположно заряженного конденсатора 8. На время протекания тока по указанной цепи, напряже -ие на выходных клеммах источника питания резко снижается, благодаря чему увеличивается , предоставляемое схемой для выключения силового тиристора; Поэтому емкость коммутирующего конденсатора 5 в этом случае может быть снижена. Процессы, проте 11 кающие во вспомогательной цепи 13, 8, 14 и 15 , носят кратковременный характер и не сказываются на устойчивости горения дуги, С момента выключения силового тиристора 2 в сварочной цепи протекает ток паузы по цепи (+) 1 - 11 - дуга - 12 (-) 1, величина которого регулируется параметрами балластного резистора 12. Таким образом, подключение парал51елько источнику питания дополнительной цепи из последовательно соединенных тиристора 13, диода 14 и дросселя 15, и подключение фильтрующего конденсатора 8 параллельно диоду 14 и дросселю 15, позволяет значительно повысить надежность отключающей спо6собности силового тиристора 2 и снизить габариты коммутирующего конденсатора 5. По сравнению с базовым объектомпрототипом предлагаемое устройство обладает высокой работоспособностью в широком диапазоне отключения сварочного тока, протекающего через силовой тиристор. При этом за счет снятин перенапряжений на выходных клеммах источника питания элементов устройства облегчаются условия выключения силового тиристора, что повышает надежность работы устройства и обеспечивает возможность снижения параметров коммутирующего конденсатора, при прочих равных условиях в 1,5-2 раза.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ, содержащее источник питания, силовой тиристор, коммутирующий дроссель, вспомогательный тиристор, подключенный через коммутирующий дроссель параллельно коммутирующему конденсатору, который через блокирующий диод и зарядньй дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтрующий конденсатор, диод, шунтирующий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядного дросселя.в обратном направлении, блокирующий диод, шунтируютщй в обратном направлении цепь, состоящую из последовательно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка о т л и - .. чающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и снижения габаритов коммутирующего конденсатора, в устройство введены балластный резистор и дополнительная цепь, состоящая из последовательно-соединенных тиристора, диода и дросселя, которая подключена параллельно источнику питания, причем параллельно диоду и дросселю подключен фильтрунмций конденсатор, а балластный резистор подключен параллельно силовому тиристору и коммутирующему дросселю. Эб 4 СО 0)