Источник питания для дуговой сварки Советский патент 1988 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

оо со оо

СП

О5

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания электродуговой сварки.

Цель изобретения - улучшение качества сварки, а также уменьшение массы и габаритов и увеличение надежности источника питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема источника пита- ния; на фиг. 2-6 - диаграммы напряжений отдельных элементов источника питания.

Источник питания для дуговой сварки содержит трехфазный мостовой вы- прямитель 1 напряжения питающей сети на управляемых вентилях, трехфазный мостовой выпрямитель 2 напряжения питающей сети на неуправляемых венти- 1лях, блок 3 управления, три управляемых вентиля А-6, два резистора 7 и 8 и силовой трансформатор 9, имеющий две первичные обмотки 10 и 11 и одну вторичную рбмотку 12, соединенную со сварочным электродом 13 и изделием 14. Начало первичной обмотки 10, средний вывод которой подключен к нейтрали питающей сети N, соединено с анодом управляемого вентиля 4, катод которого соединен с отрицательным выводом выпрямителя 1 и с концом первичной обмотки 11, Конец первичной обмотки 10 соединен с катодом управляемого вентиля 5, анод которого соединен с положительным вы водом вьтрямителя 1 и анодом управляемого вентиля 6, катод которого соединен с началом первичной обмотки 11. Положительный вывод вьтрямителя 2 через резистор 7 соединен с отри- цательным выводом выпрямителя 1, а отрицательный вывод выпрямителя 2 через резистор 8 - с положительным выводом выпрямителя 1.

Принцип работы ийточника питания

поясняется диаграммами напряжений питающей сети (фиг. 2), напряжений отрицательного и положительного выводов выпрямителя 2 на неуправляемых вентилях относительно нейтрали питающей сети (фиг. 3), напряжений положительного (фиг. 4) и отрицательного (фиг, 5) вьшодов вьтрямителя 1 на управляемых вентилях относительно нейтрали питающей сети и напряжения на вторичной обмотке 12 (фиг. 6).

Схема работает в следующей последовательности.

Q

5 0 5 0 0

|5

-

5

При подключении источника питания к фазам питающей сети напряжение подается на вьтрямитель 1, на выпрямитель 2 и на блок 3 управления. При этом напряжение между положительным выводом вьтрямителя 2 и нейтралью питающей сети всегда будет положительным (кривая а,Ь,с на фиг, 3), а между отрицательным выводом вьтрямителя 2 и нейтралью - всегда отрицательным (кривая а , Ь , с на фиг,3). Из фиг, 3 видно, что напряжение на каждый управляемый вентиль вьтрямителя 1, включенного между любой фазой питающей сети и отрицательным вьгаодом вьтрямителя 2 через резистор 8 в те4чение ---ЧГ, положительное и равно

нулю в течение -г-IT , Например, напряжение фазы В в интервале периода

(. - ) положительное и равно

ir 1 1

нулю в интервале (О - -г-) и (т-- L о

2 ) . I

Импульсы с блока 3 управления огкрьгеают управляемые вентили вьтрямителя 1 с задержкой на 120° относительно начальной фазы (момента равенства фазового напряжения нулю) каждого полупериода фазового напряжения питающей сети, к которым они подключены и через резисторы 7 и 8 проходит ток, который удерживает каждый управляемый вентиль в открытом состоянии в течение 90 .

Например, управляемый вентиль выпрямителя 1, включенный между фазой А питающей сети и отрицательным вьг- водом вьтрямителя 2 через резистоо

2

8, открывается в момент Q -г- н

и остается в открытом состоянии до момента Q -г- , т.е. в течение 90 (фиг, 3). В интервале периода

f 7 С

6 6 потенциал отрицательного вывода вьтрямителя 2 равен потенциалу фазы А, ток в резисторе 8 прекращается и управляемый вентиль закры4

вается. В момент Q -г-Т открывается управляемый вентиль вьтрямителя 1, включенный через резистор 8 между отрицательным выводом выпрямителя 2 и фазой В питающей сети, и потенциал положительног о вывода выпрямителя 1 увеличивается скачкообразно до noTenujia- ла фазы В. Аналогично происходит коммутация остальных управляемых вентилей и изменение потенциала выводов выпрямителя 1.

В любой момент в интервале периода

5614

няется (фиг. 2) и управляемый вентиль 4 закрывается.

В дальнейшем последовательность работы управляемых вентилей 4-6 пов- торяется.

Таким образом, ток в первичной обмотке 11 и магнитны поток в магнито- проводе силового трансформатора 9 в

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания электродуговой сварки. Цель - улучшение качества сварки, а также уменьшение массы и габаритов и увеличение надежности источника питания. Источник питания содержит трехфазный мостовой вьтрямитель напряжения питающей сети на управляемых вентилях и трехфазный мостовой вьтрямитель на неуправляемых вентилях, блок управления, три управляемых вентиля, два резистора и силовой трансформатор, именлций две первичные обмотки и вторичную обмотку, соединенную со сварочным злектродом и изделием. При подключении источника питания к фазам питающей сети напряжение подается на оба вьтрямителя и на блок управления. Импульсы с блока управления открьгеают управляемые вентили вьтрямителя с задержкой на 150 относительно фазы каждого полупериода фазового напряжения питающей сети, к которой они подключены, и каждый управляемый вентиль остается в открытом состоянии в течение 90 . Поочередное включение управляемых вентилей обеспечивает увеличение частоты выходного напряжения до 300 Гц. 6 ил. i (Л

(О - -5-)

импульс с блока 3 управления

открывает управляемый вентиль 6, на электродах которого в этом интервале действует линейное напряжение U в прямом направлении (фиг. 4 и 5) и в обмотке 11 от начала к концу проходи

1Г ток. в момент О -г- полярность лио

нейного напряжения U меняется и ветиль 6 закрывается. Б обмотке 11 ток прекращается. В интервале периода

f

т ) управляемый вентиль 5,

н

6 3

электродах которого в этом интервале действует фазовое напряжение U. в прямом направлении, открывается и в части витков обмотки 10, включенной между управляемым вентилем 5 и нейтралью питающей сети N, от конца к на н чалу проходит ток. В момент Q --полярность фазового напряжения U меняется и управляемый вентиль 5 закрывается.

Т 1Г В интервале периода (т- - 7

jpHOBb открывается управляемый вентил 6, на электродах которого в этом интервале периода действует линейное напряжение в прямом направлении от начала к концу просе

и В обмотке 11 ходит ток. В момент

Q -2полярность линейного напряжения UCB (фиг. 2) меняется и управляемый вентиль 6 закрывается. В обмотке 11 ток прекраITщается. В интервале периода ( 2-г- ) управляемый вентиль 4, на

электродах которого действует фазовое напряжение Ug (фиг. 2) в прямом направлении, открывается и в части витков обмотки 10, включенной между

нейтралью N питающей сети и управляе- 55 исключает необходимость соблюдения опмым вентилем 4, от конца к началу проходит ток. В момент времени О

полярность напряжения Ug ме-

10

интервале периода

(Q - --,-)

имеют

противоположное направление относительно тока в первичной обмотке 10 и магнитного потока в магнитопроводе 15 С1ШОВОГО трансформатора 9 в интервале

периода

()

6 3

который пере

20

магничивает магнитопровод в обратном направлении. Так как этот цикл пере- магничивания магнитопровода повторяется за последние 60° каждого полупериода напряжений питающей сети, число которых за полный период напряжения питающей сети равно 6, в магнито25 проводе силового трансформатора 9 действует магнитный поток, частота которого в 6 раз больше частоты напряжения питающей сети, и во вторичной обмотке 12 силового трансформато30 ра 9 наводится ЭДС частотой 300 Гц (фиг. 6).

По сравнению с базовым объектом предлагаемый источник питания сварочной дуги обеспечивает увеличение час35 тоты магнитного потока в сердечнике до 300 Гц, что, в свою очередь, позволяет уменьшить сечение магнитопровода сердечника силового трансформатора, которое является обратно пропорциональным частоте магнитного по40

тока в сердечнике, и тем самым уменьшить вес и габариты силового трансформатора. Увеличение частоты выходного напряжения до 300 Гц уменьшает

время погасания и зажигания электрической дуги между полупериодами выходного напряжения, что обеспечивает стабильное зажигание и горение сварочной дуги, и что, в конечном

итоге, позволяет улучшить качество сварки. Осуществление связи между силовым трансформатором и питающей сетью через трехфазный мостовой выпрямитель на управляемых вентилях.

ределенной последовательности подключения источника питания к фазам питак - щей сети и возможность короткого замыкания в первичной цепи силового

трансформатора, что увеличивает надежность работы источника питания и исключает необходимость применения блока защиты от коротких замыканий в первичной цепи силового трансформатора при несоблюдении необходимой последовательности подключения к фазам питающей сети, которую заранее невозможно определить без специальных прибо- ров.

Формула изобретения

Источник питания для дуговой сварки, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель напряжения питающей сети на неуправляемых вентилях, блок управления, резистор, силовой трансформатор с первичными обмотками и вторичной обмоткой, которая является выходом источника питания, и управляемые вентили, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварки, уменьшения массы и габаритов источника питания и увеличения его

Фиг.1

надежности, он дополнительно содержит второй резистор и трехфазный мостовой выпрямитель напряжения питающей сети на управляемых вентилях, положительный вывод которого через первый резистор соединен с отрицательным вьгаодом трехфазного мостового вьтрямителя на неуправляемых вентилях, с анодом первого управляемого вентиля, катод которого соединен с началом одной первичной обмотки, и анодом второго управляемого вентиля, катод которого соединен с концом другой первичной обмотки, а отрицательный вывод трехфазного мостового выпрямителя на управляемых вентилях через второй резистор соединен с положительным выводом трехфазного мостового выпрямителя на неуправляемых вентилях, с концом одной первичной обмотки и катодом управляемого вентиля, анод которого соединен с началом другой первичной обмотки, средний вывод которой подключен к нейтрали питающей сети .

фиг. 6