Сварочный источник питания Советский патент 1985 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

Изобретение относится к сварке, конкретнее к источникам питания с полупроводниковыми схемами. Известно устройство, включающее неуправляемый выпрямитель сетевого напряжения, резонансный инвертор, выпрямитель сварочного тока, схему зшравления..Устройство обладает небольшой массой, габаритами и, сле довательно, способствует мобильноети сварочных работ 03 Однако инвертор в устройстве выполнен по однотактной несимметричньй схеме, а реализация процесса управления таким инвертором требует наличия сложной электронной схемы, I. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сва рочный источник питания, состоящий из блока управления тиристорами, выпрямителя напряжения промывшенной сети, инвертора, состоящего из двух последовательно соединенных конденсаторов, двзгх последовательно соединенных цепей, в каждой из которых последовательно соединены дроссель и гиристор, а также двух обратных диодов и трансформатора, причем кон денсаторы и цепи из дросселя и тири тора подключены параллельно к вьтря мителю, тиристоры в них включены в прямом направлении, первичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к точке соединения конденсаторов между собой, другим - к точке соединения цепей из тиристора и дросселя, а вторичная обмотка трансформатора подключена к выпрямителю сварочного тока, обратные диоды включены параллельно тиристорам. Б этом устройстве используется симметричный последовательный резонансный инвертор. Управление таким инвертором осуществляется более простой электронной схемой. Благода ря введению в схему инвертора обрат ных диодов параллельно тиристорам достигается частичное устранение изботочного напряжения на элементах схемы, возникающее с ростом тока нагрузки iZj . Однако для устойчивой работы источника при различных сопротивления на нагрузке трансформатор в нем выполняется с воздушным зазором, равн сильным введению, в схему.нагрузки, на которой непроизводительно расходуется электроэнергия. Тем самым 42 увеличиваются габариты трансформатора и значительно снижается КПД иеточника питания. Целью изобретения является экономия электроэнергии путем увеличения КПД сварочного источника питания. Поставленная цель достигается тем, что в устройство состоящее из блока управления тиристорами, вьшрямителя напряжения промьшшенной сети, инвертора, содержащего два последовательно соединенных конденсатора. Две последовательно соединенные цеПИ, в каждой из которых последовательно соединены дроссель и тиристор, а также два обратных диода и трансформатор, причем конденсаторы и цепи из дросселя и тиристора подключены параллельно к вьшрямителю, тиристоры в них включены в прямом направлении, первичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к точке соединения конденсаторов между собой, другим - к точке соединения цепей .из дросселя и тиристора, а вторичная обмотка трансформатора подключена к вьтрямителю сварочного, тока, введена дополнительная обмотка трансформатора, обратные диоды соединены последовательно между собой и подключены в обратном направлении к выпрямителю напряжения промьшшенной сети, а дополнительная обмотка трансформатора включена согласно с первичной, причем один вывод дополнительной обмотки подключен к точке соединения цепей из дросселя и тиристора, а второй к точке соединения обратных диодов между собой. На чертеже приведена схема источ- , ника питания. ч Источник питания содержит вьшрямитель напряжения промьгашенной сети 1 , с накопительным конденсатором 2, инвертор 3, подключенный к вьтрямителю промьшшенной сети 1 в точках 4 и 5. и включаюпмй коммутирующие конденсаторы 6 и 7, тиристоры 8 и 9. дроссели 10 и 11, .трансформатор с обмотками 12-14. Параллельно выпрямителю 1 подсоелинены обратные пио-, лы 15 и 16. Для обеспечения сварки на постоянном токе в схему включен выпрямитель сварочного тока 17. Управление тиристорами осуществляется блоком управления 18.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени при отсутствии управляющих импульсов от блока управления тиристорами 18 ти- ристоры 8 и 9 закрыты, к точкам 4 и 5 приложено напряжение Е,, , конденсаторы 6 и 7 заряжены до Е, /2, ,то в обмотках 12-14 трансформатора отсутствует. При подаче управляющего импульса с блока управления 18 на тиристор 8 он открывается, при этом конденсатор 6 разряжается по цепи 6-5-10-8-12-6 и одновременно заряжается конденсатор 7 по. цепи 5-10-812-7-4 до напряжения, большего Е,, зависящего от добротности контура. После того, как.тиристор 8 закрылся, при подаче управляющего импульса на тиристор 9 он открывается. При этом конденсатор 7 разряжается по цепи 7-12-9-11-4-7, а конденсатор 6 заряжается по цепи 5-6-12-9-11-4 до напряжения, больщего . цикл повторяется. Таким образом, .протекающий по обмотке 12 трансформатора ток наводит напряжение в обмотке 13, поступающее в сварочный выпрямитель 17. Добротность резонансного контура определяется вносимым в контур сопротивлением нагрузки через обмотку и 13-14 трансфор матора. В режиме холостого хода вносимое сопротивление равно нулю. При открывании тиристора 8 под действием тока, протекакйдего по обмотке 12, вследствие взаимной индукции в обмотке 14 возникает ЭДС с полярностью указан юй на чертеже. Ток рекуперации течет по цепи 14-16-5-2-7-12-14. Одновременно с этим конденсатор 6, перезаряженный на обратную полярность в результат$- колебательного процесса в контуре 6-10-8-12-6, начнет перезаряжаться по контуру 6-12-г14-16-6, Частично потечет ток и по цепи 14-16-10-8. Ток рекуперащга, протекающий по обмотке 12, направлен противоположно основному току заряда емкости 7, что помогает закрытию тиристора 8. Таким образом течение тока рекуперации эквивалентно внесению в колебательный контур значительного затухания, которое носит характер нагрузки в р,ежиме холостого хода и обеспечивает устойчивую работу инвертора. При коротком замыкании добротность резонансного контура резко падает и величина тока рекуперации уменьшается.

По сравнении с баэовьв объектомпрототипом обеспечивается надежная работа сварочного источника питания при любом режиме на нагрузке от холостого хода до короткого замыкания причем трансформатор, выполняется бе воздушного зазора, рассеивающего электроэнергию. Кроме того, часть энергии, не израсходованная в нагрузке, возвращается в накопительны конденсатор 2 выпрямителя 1, что позволяет повысить КПД сварочного источника питания. .

СВАРОЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, состоящий из блока управления тиристорами, вьтрямителя напряжения промьшшенной сети, инвертора, содержащего два последовательно соединенных конденсатора, две последовательно соединенные цепи, в каждой из которых последовательно соединены, дроссель и тиристор, а также два обратных диода и трансформатор, причем конденсаторы и цепи из дросселя и тиристора подключены параллельно к вьшрямителю, тиристоры в них включены в прямом направлении, первичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к точке соединения конденсаторов между собой, другим - к точке соединения цепей из дросселя и тиристора, а вторичная обмотка трансформатора подключена к вьшрямителю сварочного тока, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии путем увеличения КПЛ сварочного источника питания, в источник введена дополнительная обмотка трансформа(Л тора, обратные диоды инвертора соединены последовательно между собой и подключены в обратном направлении к выпрямителю напряжения промьшшенной сети, а дополнительная обмотка трансформатора: включена согласно с первичной, причем один вьшод дополнительной обмотки подключен к точке соединения цепей из дросселя СлЭ и тиристора, а второй - к точке со о 4 соединения обратных диодов между собой.