Сварочный источник питания Советский патент 1990 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к сварке-, а именно к источникам переменного тока для дуговой сварки алюминия,

Целью изобретения является снижение массогабаритных показателей и повышение КПД, -

На фиг, представлена схема сварочного источника питания с отдельным питанием устройств коммутации; ,2 - кривые токов и напряжений; на фиГоЗ - сварочный источник с питанием устройств коммутации от дополнительных обмоток трансформатора источника питания ..

Сварочный источник, питания (фиг, l) содержит высоковольтный выпрямитель

которого подключен к трехфазной сети, а выход соединен с инвертором 2, который может быть- выполнен на транзисторах или тиристорах, в выходную цепь которого включается первичная Обмотка трансформатора 3 к вторичной обмотке которого подкую- чен выпрямитель 4, выход которого через обмотку дросселя 5 соединен с выходными клеммами 6 о К вторичной обмотке трансформатора 3 подключен также дополнительный выпрямитель 7, полярность которого противоположна полярности выпрямителя 4, Выход выпря- мутеля 7 через дополнительную обмотку дросселя 5 соединяется с выходными

5

клеммами 6, К выходам выпрямителей 4 и 7 подключены устройства 8 и 9 коммутации, а параллельно вторичным полуобмоткам трансформатора 3 - кон- денсаторы 10, 11, Блок 12 управления, коммутирует ключевые элементы.

Устройство рабо тает следуюнщм образом.

Напряжение трехфазной промьшленной .JQ сети преобразуется выпрямителем 1 в постоянный ток, поступающий в инвертор 2, на входы управления тиристоров инвертора 2 поступает с блока 12 управления двухтактная поспедова- }5 тельность импульсов, благодаря чему в инверторе происхбдит высокочастотная коммутация и по первичной обмотке трансформатора 3 протекает ток вытока в нагрузке меняется на противоположное, причем время коммутации за счет соответствующего включения обмоток дросселя 5 и высокой частоты тока инвертора мало (1-1,5 периода тока высокой частоты), что обеспечивает надежное повторное зажигание дуги. Длительности протекания Ьря- мого и обратного токов в нагрузке независимы друг от друга. Переключение выходного тока с обратной полярности на прямую происходит аналогично: блоком 12 управления снимается ток управления с тиристоров выпрямителя 7 и подается на тиристоры выпрямителя 4, Одновременно подается Импульс управления на выходной тиристор устройства 9 коммутации и на вход

сокой частоты (5-20 кГц), Ток во вто- 20 ой тиристор устройства 8 коммутации.

ричной обмотке трансформатора 3 преобразуется с помощью выпрямителя 4 в постоянный, который сглаживается соответствующей обмоткой дросселя 5 и поступает через выходные клеммы 6 к сварочному пос-25 ту. С частотой от единиц до сотен Гц, которая определяется технологическими „ требованиями, блок управления пере- ,- ,ключает ток управления тиристоров выпрямителя 4 на тиристо- JQ ры дополнительного выпрямителя 7, На выходной тиристор устройства 8.коммутации, подключенного к тиристорам выпрямителя 4, поступает-импульс управления (момент времени t, на ) благодаря чему происходит перезаряд конденсатора этого устройства коммутации через тиристоры выпрямителя 4 встречно протекающему через них току и конденсаторы 10, 11 соответственно, а также по цепи: обмотка дросселя 5 - выходная цепь источника Тиристоры выпрямителя 4 при этом выключаются, так как параметры элементов устройства 8 коммутации, дрос- с селя 5 и конденсаторов 10, 11 выбираются с учетом обеспечения времени восстановления тиристоров выпрямите- - лей 4 и 7, Кроме того, одновременно с включением выходного тиристора устройства 8 коммутации на входной тиристор устройства 9 коммутации также подается импульс управления с блока 12 и подготавливает устройство 9 к дальнейшей работе (при использовании изображенных на фиг,1 двухтактных устройств коммутации), При этом происходит коммутация тока с выпрямителя 4 на выпрямитель 7, направление

40

50

Происходит коммутация тока с выпрямителя 7 на выпрямитель 4, направление тока в нагрузке сварочного источника питания меняется, а устройство 8 коммутации подготавливается к дальнейшей работе.

На фиг.З изображен сварочный источник питания, который в дополнение к источнику, изображенному на фиг,1, содержит дополнительные обмотки 13, 14 у трансформатора 3j к которым подключаются выпpя я тeли 15, 16 и фильтры 17, 18 соответственно, к которым подключаются входы питания Устройств 8 и 9 коммутации. Работа этого источника отличается от работы источника, изображенного на фиг, 1, тем, что напряжение питания устройств 8, 9 коммутации пропорционально выходной мощности источника, благодаря чему повьпиается КПД источника при работе в режимах малых выходных токов, - Выходной ток иcтoч шкa на фиг, 1 в таком режиме изображен на диаграмме Ig на фиГо2 Броски тока в момент переключения полярности объясняются тем, что мощность устройств 8, 9 коммутации в этом источнике рассчитывается на максимальный выходной ток, поэтому при малых токах эта мощность является излишнейо Источник, изображенный на , лишен этого недостатка (см. l на фиг„2), так как питание устройств коммутации лро- изводится от того же трансформатора, что и питание выходных выпрямителей источник а Кроме того, улучшаются массогабаритные параметры этого источника, по сравнению с вариантом

тока в нагрузке меняется на противоположное, причем время коммутации за счет соответствующего включения обмоток дросселя 5 и высокой частоты тока инвертора мало (1-1,5 периода тока высокой частоты), что обеспечивает надежное повторное зажигание дуги. Длительности протекания Ьря- мого и обратного токов в нагрузке независимы друг от друга. Переключение выходного тока с обратной полярности на прямую происходит аналогично: блоком 12 управления снимается ток управления с тиристоров выпрямителя 7 и подается на тиристоры выпрямителя 4, Одновременно подается Импульс управления на выходной тиристор устройства 9 коммутации и на тиристор устройства 8 коммутации.

0 ой тиристор устройства 8 коммутации.

5 Q с -

0

0

Происходит коммутация тока с выпрямителя 7 на выпрямитель 4, направление тока в нагрузке сварочного источника питания меняется, а устройство 8 коммутации подготавливается к дальнейшей работе.

На фиг.З изображен сварочный источник питания, который в дополнение к источнику, изображенному на фиг,1, содержит дополнительные обмотки 13, 14 у трансформатора 3j к которым подключаются выпpя я тeли 15, 16 и фильтры 17, 18 соответственно, к которым подключаются входы питания Устройств 8 и 9 коммутации. Работа этого источника отличается от работы источника, изображенного на фиг, 1, тем, что напряжение питания устройств 8, 9 коммутации пропорционально выходной мощности источника, благодаря чему повьпиается КПД источника при работе в режимах малых выходных токов, - Выходной ток иcтoч шкa на фиг, 1 в таком режиме изображен на диаграмме Ig на фиГо2 Броски тока в момент переключения полярности объясняются тем, что мощность устройств 8, 9 коммутации в этом источнике рассчитывается на максимальный выходной ток, поэтому при малых токах эта мощность является излишнейо Источник, изображенный на , лишен этого недостатка (см. l на фиг„2), так как питание устройств коммутации лро- изводится от того же трансформатора, что и питание выходных выпрямителей источник а Кроме того, улучшаются массогабаритные параметры этого источника, по сравнению с вариантом

питания устройств коммутации от сете- .вого блока питания о

По сравнению с базовым объектом- прототипом предлагаемый источник питания обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительностями прямой и обратной полярности, с крутыми передними фронтами КПД этого источника выше, так как отсутствует еще одна ступень преобразования энергии, а мощность устройств коммутации в источнике не пре- рышает 1% выходной мощности, так как эти устройства работают с очень низкой частотой по сравнению с частотой работы инвертора По этой же причине они имеют малые мас согабаритные параметры Два выходных выпрямителя имеют лучшие массогабаритные параметры по сравнению с выходным выпрямителем и инвертором известного устройства- прототипа, так как работают поочередно и проводят в сумме тот же ток, ЧТО и один выпрямитель в источни- ке-прототипео

Формула изобретения

1602643

ка трансформатора, вторичные полуобмотки которого соединены с первым низковольтным выпрямителем, выход ко- , торого через обмотку дросселя подключен к выходным клеммам источника пи- т ания, блок управ-пения, отличаю щ и й с я тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и 10 повьшения КПД, источник снабжен допол нительной обмоткой дросселя, двумя устройствами коммутации, двумя ковден саторами и вторым низковольтным.-: выпрямителем, который подключен к .вто- 15 ричной обмотке трансформатора встречно относительно полярности первого низковольтного выпрямителя, а его выход соединен с выходными клеммами источника через дополнительную обмотку дросселя, которая соединена соглаг. но с обмоткой дросселя, к выходу каждого из низковольтных выпрямителей подключены устройства коммутации, а параллельно каждой из вторичных 25 полуобмоток трансформатора включены : конденсаторы

2 Источник питания по от 20

I

личающий ся тем что трансформатор снабжен двумя дополнительСварочный источник питания, со- 30 ныж обмотками, к которым подключены

диодные выпрямители со сглаживакщими фильтрами, к выходу которых присоединены входы питания устройств KOtviMi - тациИо

держащий подключенный к трехфазной сети высоковольтный выпрямитель, к которому подключен инвертор, к выходу которого подключена первичная обмот1602643

ка трансформатора, вторичные полуобмотки которого соединены с первым низковольтным выпрямителем, выход ко- , торого через обмотку дросселя подключен к выходным клеммам источника пи- т ания, блок управ-пения, отличаю- щ и й с я тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и 0 повьшения КПД, источник снабжен дополнительной обмоткой дросселя, двумя устройствами коммутации, двумя ковден- саторами и вторым низковольтным.-: выпрямителем, который подключен к .вто- 5 ричной обмотке трансформатора встречно относительно полярности первого низковольтного выпрямителя, а его выход соединен с выходными клеммами источника через дополнительную обмотку дросселя, которая соединена соглаг.- но с обмоткой дросселя, к выходу каждого из низковольтных выпрямителей подключены устройства коммутации, а параллельно каждой из вторичных 5 полуобмоток трансформатора включены : конденсаторы

2 Источник питания по от 0

Изобретение относится к сварке, а именно к источникам переменного тока для дуговой сварки алюминия. Цель изобретения - снижение весогабаритных показателей и повышение КПД. Сварочный источник содержит высоковольтный выпрямитель, инвертор, два низковольтных выпрямителя, дроссель с двумя обмотками, два конденсатора, два устройства коммутации и блок управления. Напряжение сети преобразуется высоковольтным выпрямителем в постоянный ток, поступающий в инвертор. Ток во вторичной обмотке выходного трансформатора инвертора преобразуется с помощью низковольтных выпрямителей в постоянный сварочный ток. При коммутации тока с одного низковольтного выпрямителя на другой направление тока в нагрузке меняется на противоположное. Источник питания обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительностями прямой и обратной полярности, что расширяет его технологические возможности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. 1