Устройство для сварки переменным током Советский патент 1991 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к сварке и может использоваться как источник питания для различных видов ручной, автоматической и полуавтоматической дуговой сварки.

Цель изобретения - повышение качества сварки, увеличение стабильности горения дуги, уменьшение массогабаритных и энергетических показателей, повышение безопасности эксплуатации устройства, расширение диапазона регулирования сварочных токов.

На фиг. 1, 2 и 3 представлены схемы устройств для сварки переменным током, на фиг. 4, 5 и 6 - осциллограммы, иллюстрирующие работу этих устройств,

Устройство для сварки переменным током содержит сварочный трансформатор 1 с зазором 2 в магнитопроводе и первичной 3, вторичной 4 и дополнительной 5 обмотками, оптронный тиристорный ключ 6 из встречно включенных оптронов в цепи первичной обмотки 3 и ключ 7 в цепи дополнительной

обмотки 5, конденсатор 8, блок управления 9 оптронными тиристорными ключами, ограничитель 10 угла отпирания оптронных тиристорных ключей, не позволяющий принимать значения этого угла, меньше 120°. На фиг, 3 - ключ, состоящий из встречно включенных оптронных тиристоров (фиг. 1 и 2), заменен ключом 6, состоящим из встречно включенных силовых тиристоров, а опт- ронные тиристоры первого ключа включены в цепь управления этих силовых тиристоров.

На фиг. 4 представлены осциллограммы тока дуги при работе устройства, изображенного на фиг. 1. Как видим, направление тока Ост) стабилизирующего горения дуги импульса и направление тока дуги (1д) совпадают. На фиг. 5 представлены осциллого- раммы тока дуги при работе устройства, изображенного на фиг. 2 и 3. Здесь направление тока (1ст) стабилизирующего горения

сл

С

Os

3

о

00 VI

дуги импульса и направление дугового тока (1д) противоположны.

На рис. 4 и 5 приняты следующие Обозначения: ti - t2 - интервал времени, когда сварочный ток 1Д поддерживается за счет энергии, накопленной в магнитопроаоде трансформатора; t2 интервал времени, когда проходит ток Ст стабилизирущего горение дуги импульса пссле открытия опт- ронного тиристорного ключа 7; t3 - t4 - интервал времени, когда дуговой ток д поддерживается обмоткой 4 вследствие открытия ключа 6; f угол открытия оптронч тиристоров ключей 6 и 7, который должен быть не менее 120:180° р 120°,

На фиг. 6 представлены осциллограммы напряжения Vc на конденсаторе 8 в установившемся режиме.

Устройство работает следующим сбра- зом.

При подключении устройства к сети напряжение сети прикладывается коп тройному тиристорному ключу 6 с первичной обмоткой 3 и запитывнет блок управления 8, С некоторым углом открывается один из тиристоров ключа б (например, верхний тиристор). Ввиду того, что фотодиоды обоих оптронных тиристорных ключей подключены последовательна то вместе с тиристор- ным ключом 6 сработает тиристорный ключ 7 (тоже откроется верхний тиристор) и конденсатор 8 импульсно заряжается от обмотки 5. Таким образом, вследствие одновременного (а момент времени ts) открытия ключей 6 и 7 к другому промежутку прикладывается напряжение от обмотки 4 и напряжение зарядки конденсатора 8 от обмотки 5, а поэтому через дуговой промежуток пройдет ток импульсе (в интервале t2 - to) стабилизации горения дуги и ток дуги (в интервале t2 -14), определяемый сварочной обмоткой 4 трансформатора 1. Одновременно с прохождением тока через дуговой промежуток, в зазоре 2 магнитопровода накапливается энергия, которая подде,охш- вает дуговой ток в интервале времени ti - ta, когда тиристоры в первичной цепи закрыты. Зазор и вся магнитная система сварочного трансформатора 1 рассчитываются таким образом, чтобы накопленной энергии было достаточно для поддержания сварочного тока, вплоть до открытия другого тиристора ключа 6. Конденсатор 8, зарядившись в один полупериод и создав тем самым стабилизирующий горение дуги импульс, остается заряженным до открытия второго тиристора ключа 7 (осциллограммы напряжения Vc на фиг, 6). При открытии второго тиристора ключа 7 конденсатор 8 сначала

разряжается до нуля, а затем перезаряжается от обмотки 5, при этом создавая импульс, стабилизирующей горение дуги.

По сравнению с известным в данном

устройстве цепочка стабилизации горения дуги работает с большим КПД. Непосредственное подключение цепочки стабилизации горения дуги к дуговом1,/ промежутку дает также возможность формировать импульсы

стабилизации с крутым передним фронтом, что значительно повышает стабильность горения дуги,

Использование сварочного трансформатора 1 с зазором 2 в магнитопроводе позвсляет поддерживать ток в дуге после закрытия тиристорного ключа 6 в первичной цепи и поддерживать горение дуги в интервале времени ti -12 после перехода сварочного тока через нуль до повторного

открытия этого ключа в момент времени ta Такое исполнение устройства позволяет при условии, что угол открытия тиристоров лежит в интервале 120° Ј 180°, изготовить сварочный трансформатор на 150 Гц.

Это позволяет уменьшить его габариты и массу на 30-40%, так как уменьшение интервала воздействия напряжения сети на магнитную систему сварочного трансформатора эквивалентно повышению частоты,

что позволяет уменьшить и сечение магни- топровода, V-. количество витков трансформатора. Для этого з блок управления введен ограничитель 9 угла отпирания оптронных тиристорных ключей, не позволяющий принимать- этому углу значения меньше 120° ( 120°). После окончания сварки блок управления с интервалом времени 1 - 2 с автоматически устанавливает угон открытия тиристорных ключей 6 и 7, близким к 170 1йО°, т.е. на дуговом промежутке установится дежурное напряжение (10 - 12 В), безопасное для. сварщика.

Для расширения диапазона регулирования сварочного тока в сторону его уаеличения ключ 6 в цепи первичной обмотки 3 выполняется из встрэчно-параллельно включенных силовых тиристоров, а оптрон- ные тиристоры первого ключа включены в цепь управления этих силовых тиристоров.

0 Фор мула изобретения

1. Устройство для сварки переменным током, содержащее сварочный трансформатор с зазором в магнитопроводе и имеющий первичную, вторичную и дополнительную

5 обмотки, конденсатор, два оптронных тиристорных ключа, выполненных из встречно- параллельно включенных оптронов и блок, управления, отличающееся тем, «то, с целью повышения качества сварки и безопасности эксплуатации устройства, а также увеличения стабильности горения дуги, первый оптронный тиристорный ключ включен последовательно с первичной обмоткой, а второй - последовательно с дополнительной обмоткой и конденсатором параллельно вторичной обмотке, причем первая выходная клемма блока управления соединена с анодом первого и с катодом второго светодиодов первого оптронного тиристорная ключа, а которая выходная клемма блока управления соединена с катодом первого и с анодом второго светодиодов второго оптронного тиристорного ключа, при этом катод первого светодиода первого оптронного тиристорного ключа соединен с анодом первого светодиода второго оптронного тиристорного ключа, а анод второго светодиода первого оптронного тири0

5

0

сторного ключа соединен с катодом второго светодиода второго оптронного тиристорного ключа.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью уменьшения массога- баритных и энергетических показателей, блок управления оптронных тиристорных ключей снабжен ограничителем угла отпирания оптронных тиристорных ключей.

3.Устройство по пп. 1 и2,отличаю- щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования сварочных токов, последовательно с первичной обмоткой включен силовой тиристорный ключ, состоящий из встречно- параллельно включенных силовых тиристоров, а оптронные тиристоры первого оптронного ключа включены в цепь управления этих силовых тиристоров.

Изобретение относится к электротехнике, в частности для дуговой сварки. Цель изобретения - повышение качества сварки, стабильности горения дуги и повышение безопасности эксплуатации устройства Устройство содержит сварочный трансформатор с зазором в магнитопроводе, конденсатор, два оптронных тиристорных ключа из встречно-параллельно включенных о- громов и блок управления. При подаче Напряженно сети и управляющих импульсов конденсатор заряжается и перезаряжается. Таким образом,стабилизирующий горение дуги импульс создается за счет разряда и перезаряда конденсатора. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Фиг. 1

Lrc

V

Фиг 5