Регулируемый преобразователь однофазного переменного напряжения для устройства сварки, запуска двигателей автомобилей и зарядки аккумуляторных батарей Советский патент 1992 года по МПК H02M5/12 G05F1/14 H02M7/06 

Изу1 ртгг;и:е о М огп-ср У злектротох- ни:-.с к касек-тся прео оо эюл для многой. повею источник; РМТЛНИЯ. прод- нззпли : ji о ,..л ч си , си , о т арного заму- ска дгм1 ..тгелс-й аь -ог.П С/нлсй и зарядки а кк уму,ч я; ирних батарей.

Из;;;.;:тчн одмофз ш- /s преобр.чзоьо- тель для многоцелевого иаэчмггэ питлния, в которое .. стутироедкг.е тока « напряжения обеспечивается изкеи-;:; ем числа nsu- кок B.ruf, жоЗ пенглльнсй -С 0мотки (СО) трансформатора, oc.yi-.ec пг.гймым с помощью п- рс-х ;пулте/.

ском этого устрО Тстеа является груиос р:ту/;; фовзн; с напряжения, т.е. невозможность получений .СЛ. ИА ступеней изменен1 -.-л на..чия. н сС ходнмых при зарядке аккумулятора, и значительный нес переключателя, имеющего спг.ъноточные контакты.

Известен однофазный преобразователь длч многоцелевого источника питания, наиболее Слиз/.ий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому, в кедром регулирование параметров .у-цестй плегся г.утем изменения числа витков как первичной, сетевой обмотки (СО), так и числа витков ВО трансформатора с помощью переключателей, к одному из кото р ы х п оде о ед i н е н ы от встал г и ил В О. к другому - ответвления СО. ВО о этом трансформаторе состоит из днух частей, расположенных кэ розных стержнях магн1/- топровсда. Достоинством конструкции устройства является еозможность получения Ьояее мелхоступ нчатого регули- рованил нлпрлжения, т.е. улучшенных технических рорзмэтров источника.

Однахо в изаестмом преобразователе при уменьшении токд п процессе регулирования с первичной стороны падает вторичное напряжение, что приводит к неустойчивому зджигакию дуги. Чтобы этого не ирс. сходило.приходитсязэяладыеать запас по ;:итхам ВО, т.е. . енный расход актi:n;;их мзтериалор, -гто ухудшзет массогаГ,-г-итныо похаэатег.и и потребительские свойства устройс 4,1.

Цель изобретения - улуииение потре- бительск .-х. свпйгтв прсоЬразовзтеля для многоцелевого источника питания зл С ,ет улучшения мэссогабзригных показателей.

Указ,.эн цель дости детсо тем. что в пресмрп.ш ате;1П. ссдс-рлм:цсм трансфер- мптор с дпухстсс)жнеа1-;м м гиитсирододом, вемтилькуо и сетевую оО -н.тчи с ответвлениями, образующими CT .IIPHH потупи- роо.чнпя, п«, рек л юч з 1 с . со т спой и перекчи-.-тель кент-.-тьно -, . ссте- вля гк. :: x;i выполнил ич ;;--v ч 4-V(on. p ;::положенных на разных стержнях, одна из котсрых расположена на том жо стержне магиигопрг.зоодз, чти и оентильпая о могкл. При этом порсключ.-пель ссгонсй обмотки

с оде р и т п о д ;ш ж н i.; х к о и та к т г, в и п а р к л е м м по крайний мере по числу отиетьлений этой обмотки, к одной из клемм каждой пары подсоединены ответвления одной части сетевой обмотки, к другой КТГГУ; с изетвления Diopon :;..„;.: сетевой оОмотки, к первой клемме первой.пары подключено 01еетслемие, соответстоуюи ее наибольшему количеству DIITKOD одной части, к второй клейме этой пары - отаетпление, соответстсуюп;ее наименьшему количеству витков второй части, к каждой последующей паре клемм подключены ответвления таким образом, что количество чигков первой части сетевой обмотки уменьшается, а количество

витков второй части сетевой обмотки-увшшчивается.

Суммарное количество витков сетевой обмотки гз каждом последующем положении переключателя меньше, чем в предыдущем,

и выбрано из условия обеспечения в режиме зарядки аккумуляторных батарей равномерных ступеней регулирования напряжения в пределах напряжения одной ступени иен- тильной обмотки.

Выводы для подключения сети образованы одним из крайних выводов каждой из частей СО, выводы для подключения нагрузки образованы крайним выводом ВО и обь- единенными клеммами переключателя ВО.

Указанное выполнение преобразователя сохраняет необходимый режим ре улиро- ваник тока при сварке без ухудшения условий зажигания дуги и повышенного расхода активных материалов за счет изменения в большом диапазоне реактанса трансформатора. Это достигается разделением СО на дое части, имеющие разную магнитную .связь с вентильной обмоткой, обусловленную потоками рассеяния: члсть

обмотки, расположенная на стержне с ВО, имеет с ней сильную магнитную связь, вторая часть - слобую.

Соотношение витков в частях СО выбирается расчетным путем и определяется ис0 ходмыми параметрами различных режимов.

Подсоединение ответвлений частей СО к переключателю выбрано таким образом, чтобы переключением его контактов cficc- 5 печиеэть одновременное уменьшение (или увеличен.1е) виткоп члсги обмотки г. сильной магнитной и увеличение (.и уменьшение) ЬИГКСР части обмотки со счзбой магнитной связью с тем, чтобы изменяя ре.. сохранять суммарное MWVUX.U O

пл1ков. которые определяют напряжение на нагрузке (напряжение закигзния дуги).

В релсиме зарядки аккумуляторных батарей мелкие ступени регулирования напряжения, п пределах одной rp/Оой ступени ВО. осущестп ч;отсн зл счэт изменения суммарных u iKG j CO npv« переключении перо- ключягог.я СО из одного положения в последующее. Поскольку это регулирование производится в пределах напряжения одной грубой ступени (порядка 1-1,5 В), то 1 количество вкп .оо СО в разных положениях переключателя очень мало отличается и, со- от вегстг,. с очень малой степени влияет на изменении rnopr. напряжения. Поэтому вторичное нглрчжение. определяющее условия :};;:-к,1Г1.чия дуги, считается

ПракШЧССКП «::V.:iMЈMHb;M.

Кромз того, предлагаемое решение. обеспечения большой диапазон изменения реуутанса Поз ;пмсче ;н напряжения, по- получить широкий диапазон регули- тог.ч и п режиме стзртерногс запуска дапгглг.я. Это делает возможным выбрать для кс.-;идзю шпз двигателя наиболее оптимальней .м запуска.

На фиг. 1 показан преобразователь, продольный р.зраз; из фиг. 2 - принцичи- альнгя cxes- .з с ;еди,Э1 пя гстей СО и ВО с клеммзг и переклю зте-пей; на фиг. 3 - схема положение подпяжных контактов переключателя СО; на фиг. 4 - то же, перекпю -.з э/ 30.

Расс.мотомм пример рыполнепия предлагаемого j CL jE;- ;х nrH vs rt/ro. ioHO к прсоб- рззоватс-яю мм or Оц лсчого очникч т-. по СПЗ с трансформатором ОСП--4/П.7.

Т ранее opi-MTCp -:о,::чог :/41 магнитопро- сод 1, на едко;-; сте;;:;ч-з :оторого pacnr.no- же.чг DO 2 и чондгнтончно с ней первая часть 3 СО (члгл-З мсчсел быть расположена по огнои;егм;о : ВО нз чонцоятрично, а по- эта:хно). Част-., 4 СО ргспол олска на втором стержне мзпштопрово.з.

Расчетом определено следующее соот- HOiuei-ine ьитко : ч:;сль 3 - 176 витков, часть 4-154 8птк;,ч. Части 3 я име.от, например, по пять ответг лЈк----й 5-3 и сО-14 соответственно. Ответвления 5-14 подсоединены к клеммам 15-24 переключателя 25.

ВО 2 содержи. например, три ответвления 2G-28, подсоединенные к клеммам 29- 31,з конец п5мотки псдкл очен к кпемме 32 переключи tedst Я. Клеммам 29--32 соответ- стоуют клс.-имы 34 37. подктюченные к пы- воду х о5мо1ки.

Обеспечение режимов сварки, пуска и зарядки осучцсспьчяегся следующим образом.

В режиме сварки требуется широкий диапазон регулирования тока при практически постоянном напрпжении на нагрузке. Переключатель 33 ВО устанавлтззетсн в положение, когда замкнуты клеммы 32 и 37.

Первое положение переключателя 25 соответствует максимальному току (наименьшему реактансу), когда замкнуты клеммы 15-16, т.-е. включены все 176 витков

0 части 3 СО с сильной магнитной спязью и наименьшее количество витков (64) части 4 СО со слабой магнитной связью.

По мере переключения переключателя 25 последовательным замыканием пяр

5 клемм 17-18, 19-20, /1-22 м 23-2-1 число витков части 3 уменьшается, а число витков части 4 увеличивается: 154, 132, 94 и 60 витксг) части 3 и 81, 98, 131 и 154 витка части 4.

0Рост слабой магнитной связи и уменьшение сильной приводит к росту реактанса трансформатора и снижению тока спарки: 135. 120, 100, 70 и 50 Л.

Суммарное количество р.итког СО в каж5 дом положении переключателя, начинав с первого: 240, 235, 230, 225. 220, что дает изменение напряжения зажигания дуги or 46. 75 до 51 В. Причем первое значение выбрано таким, чтсбь: было устойчивое за0 жигание, а последующие значение лишь улучшают этот режим (о отлично от известного преобразователя, гдеумены.менпе тока сварки влечет уменьшение напр.чх .-л ия). Зарядка аккумуляторных (Загарей трз5 буег П1-гулиро9ан .-;ч вторичного напряже- -ния.

Грубое регулирование папря;кенмя о5еспеч|-;вгетс.я изменением пнтков ВО 2 с помощью переключателя; 33, который

0 последовательно за:-ь:к,чт пары кле;- м 31. 36. 00, 35 и 29. 34, выдавая напряхе-.чш 11, 12 II 13,5 В.

Более тонкое регулирование напряжения осуществляется переключением СО за

5 счет изменения числа РИТКОЙ СО переключением переключателя от первого до последнего положения. При этом витки подобраны так, чтобь: обеспечить равномерные ступени в пределах напряжения одной (мзкси0 малыши, если они не равны) ступени ВО, т.е. в пределах 1,5 В.

В режиме запуска двигателя автомобиля требуется при низком вторичном напряжении, порядка 15 В, обеспечить

5 достаточно большой ток пуска. В этом режиме переключатель 33 устанавливают в положений, когда замкнуты контакт. 29-3-3. и с помощью переключателя 25 осуществляют регулирование тока о большом диапазоне, как это выполняется к рем.пме сварки.

Вылопнеж г; преобразователя предлагаемой конструкции обеспечивает глубокое регулирование :. ст О льноо напряжение на дуг о. потребуй у лич-онного расхода активных материалов t потерь электроэнергии. Про / ЗН1ше по предлагаемому преобразователю и сравнение его с иэпест- похаззли ст-, массы активных материалов на 1 %.

Формул з и з о G .р е т е н и я Регулируемой проебразс этгль однофазного перемен1 tcro напряжения для устройства сплркх., с-опуска двигателей астсмсбил й и ЗС-РЙД: -з -.кумуляторных батарей, соАсржсщи) трансформатор с двух- стержхеоым мапипопроесдом, на стержнях которого рзсполсжены венткль- ная и сетепся об;-.откн с отпетзлеяиями. об- разуюи ими ступени рзгулировакия, и два переключателя, к клеммам одного из кото- рых подсоедмнзны ответвления сетевой об- мот/.и, к клемме1- другого - ответвления венгимьной о5моо:и, отличаю щ и и с я тем. что. с целью улучшения массогабгрят- ных показателей, обеспечения стабильного зажигания дуги при сварке и оптимального режима при запуске двигателя автомобиля, сетепэя обмотка выполнена из двух частой, размещенных на разных, стержнях магнию- проЕодэ. причем одна часть располо ;сена .оемастно с вентмлыюй обмоткоГ, количе- гво подвижных контсктов и пар клемм пе- ,..включателя сетевой обмотки по меньшей

0

5

0

5

0

м-:;р равно количест ву отиителений этой об- могги, к одно;, клемме парной пары подсо- сл .и.чено ответвление, соответствующее максимальному количестр-у .гков части се- тег;ой обмотки, расположенной на одном стср/:не с вентильной обмоткой, к второй клом;ле этой игры подсоединено отпегвле- ние, соотаетстё-у ощее минимальному количеству витков второй части сетевой обмотки, к одном клемме каждой, последующей пары подсоединено ответвление псргюй части сетевой обмотки, соответст- вующее меньшему, по сравнению с предыдущим, количеству витков, э к оторой клемме каждой последую1цей пары подсоединено ответвление второй части сетевой обмотки, соответствующее большему, по сравнению с предыдущим, количеству витке а. при этом суммарное количество витков сетевой обмотки в каждом последующим положении переключателя меньше, чем в предыдущем, и выбрано из условия обеспечения в режиме зарядки аккумуляторных батарей равномерных ступеней регулирования напряжения .в пределах напряжения одной ступени вентильной обмотки, при этом один из крайних выводов каждой из частей сетевой обмотки образует соответствующий вывод для подключения сети, крайний вывод вентильной обмотки и объединенные клеммы переключателя, связанного с вентильной обмоткой, образуют выводы для подключения нагрузки.

-1 ioopt относится к э/1ектротехни- ке. Цель изобретения - уменьшение массогабариткых показателей, а также обеспечение стабильного зажигания дуги при спорке и оптимального режима при запуске двигателя автомобиля. Задача решается за счет выполнения сетевой обметки из двух чэстей 3, 4. одна из которых установлена на том же стержне магнитопросода, на котором расположена вентильная обмотка 2. При этом переключатель сетевой обмотки имеет количество подвижных контактов и количество пар лемм, по меньшей мере рапное количеству ответвлений сетевой обмотки. К одмой из клемм каждой пары подсоединены ответвления одной части сетевой обмотки, другой клемме - ответвления второй части сстегюй обмотки таким образом, что по мерз переключения переключателя из перчогг: положения в последующее число питко одной, части уменьшается, другой части - усо- Л1;чи петсл. Суммарное кол.ичссгпо ьитксз сетесом обмотки с КЗУ.ДОМ положении пер.-э- ключзтеля выбрано из уел ТЕИЯ обеспечения в режиме зарядки батарей равномерких ступеней регулирования напряжения н мре- дэ/:ах нзпряхемия одной ступени вентильной обмотки 2. 4 ил. 01 с « 41 о N К) & о

к

„ I JJ I

-тЖ-- X/ 22®

Фиг.З

. 30

/

I /

/i

л/- I

35

Фиг.Ь