Устройство для дуговой сварки на постоянном токе Советский патент 1989 года по МПК B23K9/00 

Изобретение отностся к сварочной технике и 1редназначено для дуговой сварки в и}П ерторного источника питания.

Не. 11)10 и.юбретения является обеспечение надежного инвертора, повьпиение ||( стойчив(ст1; и у.меньшение пульса- пий сварочного тока.

Па фи. I изображена принципиальная , 1ектрическая схема устройства; на фиг. 2 - осциллограмм, нап 1ижений на -: лемента.х схемьг

С.хема со.тержит г;х )дной выпрямитель I, входной (|)и,тьгр 2. полумостовой инвертор 3, тиристорнь;й выпрямитель 4, выходной фильтр 5, nai рузку Ь в виде сварочной дуги, б.юк 7 иран.чения инвертором, блок 8 управления тиристорным выпрямителем. В.ход- Hoii филлр 2 фи.1ьтруюн1ие дрос- се.ти 9 и ifii, 1Ы конденсаторы 10, полумостовой инве|)тор 3 содержит коммутирую- Hute первый И и второй 12 конденсаторы.

iiepBbiii 13 и второй 14 тиристоры, об)а1ные К рвый 15 и второй,И) дио.ть:, ограпичиваю- пие первый 17 и второй 18 дроссе,1И, транс- (j)op iaTop 19, первичная обмогка 20 которого включена в диагональ переменного тока п(),-|у.мостового инвертора ., гиоричная об- .мотка 21 транс1()ормагора 19 Bbnio,iiiena со средней точкой, второй конденсатор 12 зан1унти;ч)ван резистором 22. Вторичная обмотка 21 Tpaiic(f)opMaio)a 19 иодключена к гиристорномч вып|1я ипе.1К) 4, собранному на т)етьем 23 и четтк рюм 24 тиристорах, в выходн()1( нып)ямите.1ь в.хп- дит третий обратный диод 25 и д 1оссе.1ь 2t). который имеет первую 27 и вторун) 28 обмотки. Блок 7 управ.тения itHBt-jiTofjoM со- допжит генератор 29 пи.юпбра (ного напряжения, счетный триггер Зп, ncpi .biii 31 и второй 32 формировате.ти имп,;,с()И и RS- триггер 33. Датчик 34 тока подает сигнал на блок 8 управления тирис i ( ь п|1ямп n-сл

оо о со

05 00

лем, который содержит сумматор 155, усилитель 36, элемеит 37 сравнения, иервыГ: 38 и второй 39 элементы И-НЕ и трегий 40 и четвертый 41 формирователи импульсов. Включение и выключение инвертора 3 осуществляется кнопками 42 «Пуск и 43 «(л оп

Устройство работает следуюпшм образом.

При включении напряжения питающей сети происходит заряд фильтровых 10 и первого коммутирующего 11 конденсаторов до полного выпрямленною напряжения. Второй коммутирующий конденсато) 12 пе заряжен, так как он за1нунтирован резисго- ром 22. Одновременно подается напряжение питания в блоки 7 и 8 управления ппве)то- ром и вь ифямителем. Генератор 29 пи. Юоб- разного напряжения вырабатынап панря жение пилообразной формы с фпкспрован- ной частотой (фиг. 2, напряжение I гэ I. торое поступает на счетный вход ечегпого триггера 30 и на инвертируюпи1Й вход :.ie- мента 37 сравнения. Однако счегный т)И1- гер 30 не работает, так как на ei о S-вход приходит логический «О с RS- ipiiiTepa 33. При нажатии па кнонку 42 «11уск на вьгчо- де триггера 33 ноявляелся , и)гическая « (фиг. 2, напряжепие UsjI. кспорая запускает счетный трип ер 30 (фиг. 2, I aoi . ). Первый 31 и второй 32 формировате/п . им- иульсов, работающие но задш-мх ффопгу импульсов счетно1 о триггера 3(1, подают импульсы на унравляюн;ие ( ктрод| | и ристоров 13 и 14 полумостовог iiHiu-yiTc id. причем первый импульс при пуске iHvi.ia приходит только на первый тирис1 )р 13. тю определяется одпозпачностью ик почения счетного триггера 30. В инверго)с Ы).и1ик;|- ет колеба 1 ельный процесс и по перничНои обмотке трансформатора нротекае переменный ток (фиг. 2, Ijo)- Включенный при пуске однозначно nepEioi o тиристора 13 не полностью заряженный первый коммч i )Н1ИЙ конденсатор 11 обеспечивает его необходимым временем восстановления при работе первого диода 15 |фиг. 2, L ), а , в ко- нечно.м итоге, обеснечивает также надежный пуск инвертора в любых )ежимах nai- рузок от Х.Х до К.Л.. а также к режимах непрерывного тока инвертора, когда u))f, где idy - частота импульсов управлеппя тиристоров, и)о - частота собс 1веппых колебаний контура.

Переменный ток с вторичной обмогки 21 поступает на тиристорный вьп1рями1е, 1ь 4. где выпрямляется, а затем сглажииаек я выходпым фильтром 5, после чего иостчиаег на нагрузку 6.

Блок 8 управления тиристорпым вьп ря- мителем работает следукнцим образом, (лп- нал обратной евязи но току нагрузки но стунает с дапчика 34 тока па ( уммаюр Зо, где, складываясь с напряжением унрав.ме

ния рабочим током Up() Пэс), поступает на неинвертируюн1ий вх..ч1 г лемента 37 сравнения через усилитель 36, па этот же подаелси папряжение 11 унравления

дежурным током дуги, (л мма этих напряжений () сравнивается с пилообразным нанряжением задающего енерато- )а 29, в резу. 1ьтате чего на выходе элемента 37 сравнения получают нрямоугольпые имQ iiyvibcbi с измепяюнгсйся скважностью, ко горые поступают па первые об,единенные входы первого 38 и второго 39 элементов И Е. вторые вхо.ты которых соединены соогветственно с выходами ) три1 - гера 30, что обеснечивает синхронизацию работы тиристоров вы11рямите.я с тиристорами и.чве)гора. (. выходов первого 38 и вторО Ч) 39 :)Л1. МеНТ()В И- НЕ 1|рЯМС.у1ЧХ1ЫИ)1С ПМнульсь; с изменяк)1и.ейся скважностью (уфиг. 2 L 38. I з ) поступают на третий 40 и четвертый

0 41 ф|(;рмирователи HM;:V ibcob. Данные ровател имнуль i)i; такх . с вк. 1К.)чаютс 1 по заднему I pponvv (,к элементов 1 И и подают H..inx- ibcb па умраи.чяюнин iie)exo- ды rp(. riiei o 23 и че1ве( 24 гирис орон вь нрям111е..:я.

Гакпм oGfia.iOM. всякое возмунхенис ао току Hai лзки нриводи к тому, что измеия- еия yn),;i задержки с/, включении тирис то- ров выпря пте. 1я 4, причем i р ос ю.м тока увеличпваегся, а с уменьн ением также

0 меныпается. -)-;;i 1Н):-;воляет поддер/кива 1ь гик 1;; 1 1узки с |;--ебуемой T(J4HocibKj.

Выходно фи. И..Т) 5, собранный на обратном диоде 25 и дросселе 26, рабо1 ает I.T/- образом. Посгоии аый ну.пьсирую iHHi i ГОК нагрузки, 11|.Н1ходя по обмоткам 27

5 п 2ft дросс-е,тя 2G, наиодггг в каж;1|0{; из них ЭЛ(, которая за 1К)Следователы1О1 о включения обмоток у.ачравлена ь протинофа зе напряжению путьсаний тока нагрузки. С.тедхчч отметить, чго это становится воз0 можнь1м в то.м случае, KOI да обе сбмотки располагаются на одном магнито| роводе без зазора. Диод 25 включаегся при очередном выключении третьего 23 и четвертого) 24 ти- pHc(j)oB, замыкая юк через нагрузку, вызванный ЭДС самоиндукции дросселя 26.

Таким образом, включение при пуске од- позначно тирист(.)ра 13 и работа его на полностью заряженный конденсатор 11 за счс 1П нти|)ования резистором конденсагора 12 обеснечивает тиристор необходимы.м време

Q нем восстанов;1еш1я при его нервом i:uui()a- нии (({1ИГ. 2, L j3), а это, в конечном iiroi e, также обеспечивает надежный пуск инве)- тора в любых режи.мах его работы и сопротивлениях нагрузок.

Жесткие связи синхронизации блока уп5 )авлепия тиристорами выпрямителя с 6,io- ком управления тиристорами инвертора ноз- в). 1ян)г пск. Иочить г)адиц11онный раснреде- ,:нгге;1ь . 1ьеов в этой системе, у1 ростить

процесс (юрмяривания задержки импульсов управления и. тем самым, повысить помехоустойчивое г ь б. 1ока управления, а также исключить влияние искажения формы кривой выходного тока трансформатора 19 на асимметрию им 1ульсов управления тирис- торным выпрямителем.

Малое значение коэффициента пульсаций токи нагрузки (Fie более 6,3 Vo) во всем диапазоне рег} жирования, а также фиксированная часюта инве,)т;фования позволяет снизить уровень iijyMa источника ни тания и сварочной дуги.

Формула изобретения

Устройство Для дуговой сварки на по- С1ОЯННОМ токе, (-одержап1ее входной выпрямитель, РАодноГ) фильтр, патумостовой инвертор с нервим и игорым ком 1утируюп1ими конденсаторами, т)аксфс1рма10р, первичная обмогкя KOTopoio ик.1ючена в диагона.чь не- ремен){о|-о тжа 1олумостов(го инвертора, а втмричпая обмогка выполнена со средней точкой и соед|1ме:;а с гиристорным выпря.ми

5

0

кчтем с обратным ll(JДoм, генирагор пилообразного панряжепин. ф(рми,)ова1е,1И им- 11 льсов, последова I ельпо соединенные датчик тока, сумматор, уси.чите, 11, элемент сравнения, от.гичак}ЩС1 с.ч тем, что, с пелью обеспечения надежного пуска инвертора и умень- нк ния пульсапий сварочног о тока, оно снабжено счетным триггером, Н8-тригге,ром. R и )1(. c leaMiu/i Li со )тветствеп- lio кнопкам «Пуск и «Оон с нулевым проводом, первым и втпр1 1м элементами И- НЕ, дрсн селем и резисюром, 1;) )езиетор установлен пара,,|1,Н11 В Ч1рям коммути пк)- шем V конд1 нса Tji) li 1лумс;ст ;В()Го инверто ра, подключенному к минусовс му зажиму входного ijin, ibTpa, первые входы первого и второго элементов И НН обт единены с выходом элемента сравнения, а вторые входы соединены соответственно с выходами первого счетного триггера, S-вход которого под- ключеп к выходу RS-триггера, а счетный - к В1)1ходу Генератора пилообразного 1а 1ряжепия, а д)оссе,:|ь содержит две обмотки, вк. 1ючепнь1е псхледовате.чьно в сва- ||)чную цепь на выходе тиристорпого выпрямителя.

Изобретение относится к сварочной технике и предназначено для дуговой сварки в качестве инверторного источника питания на постоянном токе. Цель изобретения - повышение надежности пуска и помехоустойчивости полумостового инвертора, снижение уровня пульсаций сварочного тока. Устройство содержит последовательно соединенные входной выпрямитель с фильтром, полумостовой инвертор, трансформатор, тиристорный выпрямитель и дроссель. Один из коммутирующих конденсаторов инвертора зашунтирован резистором перед пуском для заряда другого коммутирующего конденсатора до полного напряжения питания. Схема управления инвертором однозначно включает тиристор инвертора на заряженный конденсатор в момент пуска. Регулирование выходного тока осуществляется тиристорным выпрямителем при сравнении информации с датчика тока с установкой. Устройство позволяет расширить диапазон регулировки тока путем стабилизации режима работы инвертора на одной частоте. 2 ил.

фие.1

ЧУ ЧУ W/ Ч/ ЧУ

г