Источник питания переменного тока Советский патент 1992 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к сварке переменным током с регулированием величины постоянной составляющей в сварочной дуге.

Известен источник питания переменного тока, содержащий сварочный трансформатор, активное сопротивление с подключенным к нему управляемым полупроводниковым выпрямителем,полярность которого обратна полярности напряжения, создаваемого постоянной составляющей на активном сопротивлении, который позволяет регулировать величину постоянной составляющей в сварочной цепи 1.

Недостатком известного источника является протекание постоянной составляющей сварочного тока по обмотке сварочного трансформатора, вследствие чего он намагничивается, понижается отдаваемая мощность. Форма кривой сварочного тока

искажается, что приводит к ухудшению стабильности горения дуги и снижению качества сварки 2. Это ограничивает диапазон регулирования постоянной составляющей и сужает технологические возможности источника.

Наиболее близким к предлагаемому является источник питания для сварки на переменном токе, содержащий силовой трансформатор, регулируемый дроссель, батарею конденсаторов, источник постоянного тока с крутопадающей характеристикой и цепь защиты батареи конденсаторов от перенапряжения при обрыве дуги 3, который позволяет регулировать величину постоянной составляющей в сварочной дуге при отсутствии намагничивания силового трансформатора, что расширяет технологические возможности источника.

4

СО

«&

СЛ

о

Недостатком указанного источника является использование конденсаторной батареи для защиты сварочного трансформатора от постоянной составляющей. Конденсаторная батарея составлена из большого числа конденсаторов (100 конденсаторов при токе сварки до 300 А), вследствие чего имеет большие габариты и вес, низкую надежность и высокую стоимость. Кроме этого, требуются специальные цепи защиты конденсаторной батареи от перенапряжения при обрыве сварочной дуги.

Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение габаритов, веса и стоимости источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания переменного тока, содержащий силовой трансформатор, регулируемый дроссель и источник постоянного тока с крутопадающей характеристикой вместо конденсаторной батареи с цепями защиты батареи от перенапряжения при обрыве дуги, введены четыре симистора, включенные по мостовой реверсирующей схеме, блок формирования тактовых импульсов, триггер и два согласующих усилителя, причем одна диагональ симисторного реверсирующего моста подсоединена к силовому трансформатору с регулируемым дросселем, а другая диагональ - к сварочной дуге, вход блока формирования тактовых импульсов соединен с питающей сетью, а его БЫХОД - с входом триггера, прямой и инверсный выходы триггера соединены с входами согласующих усилителей, выход каждого усилителя соединен с управляющими электродами пары симисторов, находящихся в противоположных плечах реверсирующего моста.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого источника питания; на фиг. 2 - осциллограммы напряжений: а) - на выходе формирователя тактовых импульсов (Уф); 6} - на выходе триггера (UT); и осциллограммы токов: в) - во вторичной обмотке силового трансформатора (Ь); г) - в сварочной дуге

Од).

Источник питания (фиг. 1) содержит силовой трансформатор 1, регулируемый дроссель 2, подключенный в сварочную цепь последовательно для регулирования тока сварки, четыре симистора 3-6, соединенные по схеме мостового реверсирующего переключателя, причем одна диагональ моста подсоединена с силовому трансформатору с регулируемым дросселем, а другая - к сварочной дуге, формирователь 7 тактовых импульсов, выход формирователя соединен с входом триггера 8, прямой и инверсный выходы которого соединены с

входами усилителей 9 и 10, выход каждого усилителя соединен с управляющими электродами пары симисторов, находящихся в противоположных плечах реверсирующего

моста, регулируемый источник 11 постоянного тока. На схеме изображены также электрод 12 и изделие 13.

Источник питания работает следующим образом.

0 На вход формирователя 7 поступает напряжение питающей сети. На его выходе формируются тактовые импульсы (фиг. 2а). Сформированно1е тактовые импульсы поступают на вход триггера 8. Каждый такто5 вый импульс изменят состояние триггера и на его выходе формируется напряжение с частотой вдвое меньшей, чем частота питающей сети (фиг. 26).

Предположим, что в начальный момент

0 ti триггер 8 находится в единичном состоянии, когда на его прямом выходе присутствует единица, а на инверсном выходе нуль. Напряжение с прямого выхода триггера 8 поступает на вход согласующего усилителя

5 9, С выхода усилителя усиленный сигнал поступает на управляющие электроды симисторов 3 и 4 и открывает их. При этом начало вторичной обмотки силового трансформатора 1 соединяется с неплавящимся электро0 дом 12 на один период сварочного тока (фиг. 2в,г, период Ti-t2). При переходе сварочного тока через нулевое значение (момент времени t2) формирователь 7 формируют на своем выходе импульс, который поступает на триг5 гер 8 и переключает его в нулевое состояние (сигнал на выходе усилителя 9 исчезает и симисторы 3 и 4 закрываются), при этом на инверсном выходе триггера 8 появляется единица, которая поступает на вход согла0 сующего усилителя 10. С выхода усилителя сигнал поступает на симисторы 5 и 6 и открывает их. При этом начало вторичной обмотки силового трансформатора 1 соединяется с изделием 13, а конец - с элек5 тродом 12. Такое состояние сохраняется до конца очередного периода сварочного тока, (фиг. 26,г, период t2-ts). Затем происходит снова реверсирование подключения силового трансформатора к сварочной цепи на

0 один период сварочного тока. При этом намагничивающее действие постоянной составляющей сварочного тока, возникающей вследствие неодинаковости условий существования катодного пятна на электроде и

5 изделии, взаимно уничтожается, так как периодически меняется ее направление во вторичной обмотке сварочного трансформатора. Постоянное напряжение источника 11 тока благодаря периодическомуреверсиро- ванию соединения с вторичной обмоткой

трансформатора 1 также не намагничивает его сердечник. Таким образом, предлагаемый источник позволяет регулировать постоянную составляющую в сварочной дуге при помощи источника 11 тока, при отсутст- вии намагничивания обмотки силового трансформатора. Замена конденсаторной батареи с цепями защиты на четыре сими- стора со схемой управления существенно увеличивает надежность, снижает габариты источника, его вес и стоимость.

Предлагаемой источник питания имеет более высокую надежность по сравнению с известным вследствие исключения конденсаторной батареи, которая при токе сварки до 500 А состоит из 150 отдельных конденсаторов. Батарея конденсаторов также имеет значительные габариты и массу (около 15 кг на 100 А), что при токах до 500 А составляет 75 кг. Симисторы, используемые в предлагаемом источнике, имеют вес с охладителями 12 кг при токах сварки до 600 А.

Габариты конденсаторной батареи из 150 банок составляют бООх 900х 100 мм (54дм ). Габариты симисторного коммутато- ра не превышают 150х 320х 80 мм (3.8 дм3),

Таким образом выигрыш в габаритах составляет около 50 дм3 а в весе - около 63 кг. Формула изобретения Источник питания переменного тока, содержащий силовой трансформатор, регулируемый дроссель и источник постоянного тока с крутоподающей характеристикой, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения габаритов, веса и стоимости, в него введены четыре симистора, включенные по мостовой реверсирующей схеме, блок формирования тактовых импульсов, триггер и два согласующих усилителя, причем одна диагональ симисторного реверсирующего моста подсоединена к силовому трансформатору с регулируемым дросселем, а другая диагональ - к сварочной дуге, вход блока форми; рования тактовых импульсов соединен с питающей сетью, а его выход - с входом триггера, прямой и инверсный выходы триггера соединены с входами согласующих усилителей, выход каждого усилителя соединен с управляющими электродами пары сими- сторов, находящихся в противоположных плечах реверсирующего моста.

Изобретение относится к сварке переменным током, преимущественно неплавящимся электродом в среде защитных газов с регулированием величины постоянной составляющей в сварочной дуге.Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение габаритов и веса источника питания и снижение его стоимости. Источник питания содержит силовой трансформатор, регулируемый дроссель и четыре симисто- ра, соединенные по мостовой реверсирующей схеме с блоком управления Переключение моста осуществляется каждый период сварочного тока. Это предотвращает намагничивание силового трансформатора. За счет этого источник приобретает широкие технологические возможности, повышенную надежность, малые вес, габариты и стоимость. 2 ил сл С

$иг,{

а,

Up

/

$иг,Ј