Источник питания в установках для плазменно-дуговой обработки Советский патент 1991 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено в качестве источника питания для плаэменно-дуговых установок.

Целью изобретения является повышение стабильности процесса плазменно-ду- говой обработки путем обеспечения источника питания крутопадающей внешней характеристикой, а также снижение массогабаритных характеристик с одновременным повышением КПД.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема источника питания; на фиг.2 - его вольт-амперная характеристика.

Источник питания соствит из однофазного трансформатора 1, содержащего одну первичную 2 и две вторичные обмотки 3 и 4.

Первая вторичная обмотка 3 размещена в зоне малого магнитного рассеяния и через батарею 5 конденсаторов подключена к первому выпрямителю 6. Вторая вторичная обмотка 4 подключена к дополнительному второму выпрямителю 7, Первый 6 и второй 7 выпрямители своими положительными выходами подключены через ограничительный резистор 8 к соплу 9 плазмотрона 10. Минусы обоих выпрямителей подключены к электроду 11 плазмотрона 10.

Источник питания позволяет осуществлять плазменно-дуговую обработку (преимущественно резку) с высоким качеством на различных материалах. Кроме того, включение конденсаторов во вторичную обмотку позволяет использовать их как для сдвига

о

00 XI

со ю ю

фаз, так и для повышения cos f выпрямителя.

Источник питания работает следующим образом.

После включения первичной обмотки 2 в сеть (U 220 В, f 50 Гц) на выходах выпрямителей 6 и 7 устанавливаются постоянные напряжения, по величине близкие к амплитудам напряжения холостого хода соответствующих обмоток, причем амплитуды эти практически равны.

Ток, потребляемый первичной обмоткой, определяется потерями в сердечнике однофазного трансформатора 1 и токами утечки вентилей выпрямителей 6 и 7.

После возбуждения дугового разряда между катодом и изделием 12 напряжение на выходе источника установится равным напряжению дуги. При этом через вторичные обмотки 3 и 4 будут протекать токи

|3 V2 ( UBX - Увых) Ш С

, (UBX-IW) a)L

(1)

где ш С - реактивное сопротивление батареи конденсаторов 4;

ш L- реактивное сопротивление обмотки 3.

Индуктивность второй вторичной«обмотки 4, размещенной на сердечнике трансформаторов в зоне большого рассеяния, определяется высоким значением потокосцепления (Vfcac.) расстояния L Щ (2).

4

Оптимальным режимом работы является режим, при котором токи через вторич- ные обмотки 3 и 4 равны, т.е. при

Э

1/

индуктивном сопротивлении второй вторичной обмотки 4, равном емкостному сопротивлению батареи 5 конденсаторов. Такой режим позволяет получить максимальную

величину постоянной составляющей тока, поскольку токи в индуктивности и емкости сдвинуты на четверть периода и на выходе выпрямителей складываются так, что минимум емкостного тока совпадает с максимумами индуктивного и наоборот,

Источник питания является экономичным в связи с большим КПД и уменьшенными массогабаритными характеристиками. Кроме того, крутопадающая внешняя характеристика позволяет повысить качество плазменной обработки.

Формула изобретения Источник питания в установках для плазменно-дуговой обработки, содержащий однофазный трансформатор, содержащий первичную и первую и вторую вторичные обмотки, первая из которых подключена к первому выпрямителю через батарею конденсаторов, а вторая непосредственно ко второму выпрямителю, а выпрямители параллельно подключены к дуговому промежутку, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса плазменно-дуговой обработки,

повышения надежности с одновременным уменьшением массогабаритных характеристик и увеличения КПД, он снабжен ограничительным резистором для соединения с соплом плазмотрона, подключенным к положительным выводам выпрямителей, причем первая вторичная обмотка размещена в зоне малого магнитного рассеяния, а вторая вторичная обмотка размещена в зоне большого магнитного рассеяния.

Фиг.1

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для питания плазмен- но-дуговых установок. Цель изобретения повышение стабильности процесса, уменьшение массогабаритных характеристик и повышение КПД источника питания. Источник содержит однофазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, расположенными на сердечнике в зонах с различным магнитным рассеянием. Первая обмотка, расположенная в зоне меньшего рассеяния, через батарею конденсаторов подключена к выпрямителю. Вторая обмотка подключена непосредственно к выпрямителю. Выходы обоих выпрямителей подключены к дуговому промежутку. Такое включение выпрямителей позволяет получить максимальную величину постоянной составляющей при равенстве токов в обмотках. Изобретение позволяет уменьшить величину пульсаций тока плазмы путем сложения токов двух выпрямителей, сдвинутых по фазе друг относительно друга 2 ил (Л

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5560

Фиг.Ј