Устройство для возбуждения и стабилизации сварочной дуги переменного тока Советский патент 1992 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к дуговой сварочной технике и может быть использовано в источниках питания дуги переменного тока для ее возбуждения и стабилизации.

Известно устройство для возбуждения дуги, содержащее повышающий трансформатор, накопительный конденсатор, коммутирующий элемент со схемой управления, конденсатор и ограничительный элемент. Схема однокаскадная, отсутствует импульс-, ный насыщающий трансформатор и высоковольтный трансформатор, что снижает уровень электропомех, габариты и массу и обеспечивает постоянство амплитуды напряжения выходных высоковольтных импульсов.

Недостатком данной схемы является питание от отдельного ввода сети, а не от сварочного трансформатора. Схема не обеспечивает регулирование импульса возбуждения дуги в зависимости от марки или диаметра электрода, вида защитной среды.

Известно устройство для стабилизации сварочной дуги переменного тока, содержащее трансформатор, однополупериод- ную зарядную цепь, дроссель, разрядный тиристор и схему управления с пик-трансформатором и трансформатором тока, регулируемый источник постоянного тока. Использование пик-трансформатора, /выполненного со вспомогательной обмоткой подмагничивания и введение регулируемого источника постоянного тока позволяет изменить и регулировать момент подачи стабилизирующего импульса, улучшить стабилизацию дуги.

Недостатком схемы также является ее питание от отдельного ввода сети при отсутствии обратной связи с источником питания, ограничен диапазон по подаваемому напряжению.

s

ч

VI

Наиболее близким к предлагаемому вляется устройство для стабилизации уги переменного тока, запитываемое от варочного трансфоматора, содержит два акопительных конденсатора, токоограни- ивающий элемент, вспомогательный рансформатор, коммутатор, пороговый лемент и два диода. Это устройство выполнено в виде выносного блока, питающегося т сварочного трансформатора и располагающегося на рабочем месте сварщика за счет включения конденсаторов в плечи моста происходит удвоение напряжения, подавамого на первичную обмотку вспомогательного трансформатора. Такое схемное решение позволяет удвоить амплитуду пульса, в результате повышается стабильность горения дуги.

Недостатком данного решения является невозможность в данной схеме последовательного подключения к вспомогательному трансформатору большого числа конденсаторов для того случая, когда поданного в первичную цепь напряжения окажется недостаточно для возбуждения дуги. Коммутаторное устройство не позволяет регулировать подаваемое напряжение, ограничивая область использования конкретного стабилизатора для разных типов электродов или защитной среды.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет улучшения возбуждения и стабильности горения дуги.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сварочный импульсный трансформатор, коммутирующий тиристор и пороговый элемент, дополнительно введена схема умножения, при этом обмотка импульсного трансформатора включается параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора, а. к одному концу вторичной обмотки импульсного трансформатора подключается катод коммутирующего .тиристора, анод которого соединен с выводом вторичной обмотки трансформатора, пороговый элемент подключается к управляющему электроду тиристора. Кроме того, импульсный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой и схемой умножения в виде диодно-конденсаторной цепочки, входы схемы умножения соединены с выводами вторичной обмотки сварочного трансформатора, а выход-сдругим концом вторичной обмотки импульсного трансформатора. Дополнительная обмотка импульс- наго трансформатора зашунтирована емкостью, один конец которой соединен с катодом коммутирующего тиристора, а другой ко нец соединен с управляющим электродом тиристора через пороговый элемент. Повышение напряжения разряда с накопительных конденсаторов на низковольтную обмотку импульсного трансформатора дает на высоковольтной обмотке напряжение выше в 2 раза, чем в подобных устройствах. Пороговый элемент, имея регулировочное сопротивление, позволяет

выставлять напряжение открытия коммутаторного тиристора в широких пределах в зависимости от необходимых сварочных режимов. Все это повышает стабильность горения сварочной дуги и улучшает качество

сварного шва.

На чертеже.представлена схема устройства для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока.

Устройство содержит сварочный трансформатор 1, импульсный трансформатор 2, коммутатор, состоящий из тиристора 3, пороговый элемент, состоящий из диода 4, ограничительного 5 и регулировочного б резисторов/накопительные конденсаторы 7,

включенные в конденсаторно-диодную цепочку 8 по схеме умножения. Дополнительная обмотка импульсного трансформатора 2 соединена с катодом коммутаторного тиристора 3 и с пороговым элементом, состоящим из диода 4, ограничительного 5 и переменного 6 резисторов. Умножитель 8 напряжения присоединен к вторичной обмотке сварочного трансформатора 1, Подключение схемы к низковольтному напряжению сварочного источника позволяет снизить электробезопасность устройства и вынести его непосредственно к сварочной горелке.

В момент включения сварочного

источника напряжения подается на электрод 9 и изделие 10 и поступает на конденсаторно-диодную цепочку 8, при этом накопительные конденсаторы 7 заряжаются до напряжения

К Uxx

U0

0,85

где К- число каскадов умножения;

Uxx - напряжение холостого хода сварочной дуги.

В приведенной схеме U0 4UXx, а время достижения этого напряжения достигается за два периода питающей сети.

Напряжение холостого хода поступает через импульсный трансформатор 2 на дополнительную обмотку, а с нее - на анод диода 4, с катода диода 4 через ограничительный 5 и регулировочный б резисторы на управляющий электрод коммутационного тиристора.

Если напряжение на управляющем электроде тиристора 3 превышает напряжение открывания, то переход анод-катод тиристора 3 открывается и накопительные конденсаторы 7 разряжаются на обмотку импульсного трансформатора, на выходе которого вырабатывается высоковольтный импульс. В момент возбуждения дуги напряжение на вторичной обмотке уменьшается, что влечет за собой уменьшение напряжения между катодом и управляющим электродом тиристора 3 и он закрывается. Накопительные конденсаторы 7 заряжаются до напряжения меньшего, чем в режиме холостого хода. Это предварительное напряжение уменьшает время выхода накопительных конденсаторов 7 на требуемое напряжение. Устройство работает в момент возбуждения дуги и включается автрматиче- ски в момент зажигания и стабилизации (при обрыве) дуги. За счет подачи на вход импульсного трансформатора 2 более высокого напряжения обеспечивается стабильность возбуждения дуги на низковольтной дуге.

Использование схемы умножения в цепи накопительного конденсатора и коммутатора, управляющего пороговым элет ментом, позволяет значительно повысить напряжение пробоя воздушного зазора электрод - изделие. Это повышает вероятность возбуждения дуги. Пороговый элемент с регулировкой напряжения открытия тиристорного коммутатора позволяет регулировать напряжение подачи стабилизирующего высоковольтного импуль.са. В результате повышается стабильность дуги, а следовательно и качество шва.

Формула изобретения. Устройство для возбуждения и стабили- .

зации сварочной дуги переменного тока, содержащее сварочный трансформатор, параллельно со вторичной, обмоткой которого включена обмотка импульсного, трансформатора, к одному концу вторичной обмотки

которого подключен катод коммутирующего тиристора, анод которого соединен с выводом вторичной обмотки сварочного трансформатора, к управляющему электроду коммутирующего тиристора подключен поро го вый элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет улучшения возбуждения и стабильности горения дуги, в него введена схема умножения, а импульсный транеформатор выполнен с дополнительной обмоткой, при этом входы схемы умножения соединены с выводами вторичной обмотки сварочного трансформатора, а выход схемы умножения соединен с другим концом вторичной обмотки импульсного трансформатора, один конец дополнительной обмотки соединен с пороговым элементом, а другой конец дополнительной обмотки соединен с катодом коммутирующего тиристора.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано в источниках питания дуги переменного тока для ее возбуждения и стабилизации. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет улучшения возбуждения и стабильности горения дуги. Для этого в устройство для возбуждения и стабилизации сварочной дуги переменного тока, содержащее сварочный и импульсный трансформаторы, коммутирующий тиристор и пороговый элемент, введена схема умножения, а импульсный трансформатор выполнен с дополнительной обмоткой, Использование схемы умножения в цепи накопительного конденсатора и коммутирующего конденсатора, управляемого пороговым элементом, позволяет повысить напряжение пробоя воздушного зазора электрод-изделие. 1 ил..