Устройство для возбуждения вентильного сварочного генератора Советский патент 1992 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использозано в Системах регулирования тока возбуждения вентильных гейераторов, преимущественно для генераторов, используемых в сварочном производстве.

Известно устройство самовозбуждения вентильного сварочного генератора, содержащее трансформаторы напряжения и тока, подключенные первичными обмотками к силовой цепи генератора, а вторичными через регулировочные сопротивления и выпрямители параллельно обмотке возбуждения генератора,

Параллельно обмотке возбуждения встречно по отношению к выпрямителям в

цепях трансформаторов подключен выпрямитель, обеспечивающий увеличение значения выпрямленного тока при однополупериодном выпрямлении.

Недостатком такой системы является то, что однополупериодное выпрямление тока з трансформаторах тока способствует тому, что трансформатор тока половину периода работает с разомкнутой вторичной обмоткой, вследствие чего на зажимах последней индуктируются большие напряжения и при насыщении магнитной цепи повышаются потери е железе. Кроме того, при малых токах нагрузки вследствие запаздывания импульса лодмагничивания транс- Форматора тока при снижении напряжения

XS

сэ

ю

«W

на зажимах генератора происходит провал внешней характеристики генератора, что может привести к разрыву дуги Следовательно, надежность устройства снижается, Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для возбуждения вентильного сварочного генератора, содержащее трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых соединены с фазными выводами рабочих обмоток Сварочного генератора, д§ухполупериодные выпрямители, выходы постоянного тока которых объединены между собой и подключены к одному выводу обмотки возбуждения генератора, входы переменного тока двухполупериодных выпрямителей подключены к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора тока и напряжения, вторичная обмотка трансформатора тока снабжена отводами для подключения к одному выводу переключателя числа витков, вторичная обмотка трансформатора напряжения снабжена средним выводом, связанным с другим выводом обмотки возбуждения сварочного генератора и вторым выводом переключателя витков. Двухполупериодное выпрямление гока в цепи трансформатора тока и трансформатора напряжения способствует более равномерной загрузке обмотки возбуждения, т.е. обеспечивается более стабильная внешняя характеристика генератора, а следовательно и более надежная работа устройства. Насыщение магнитной цепи снижается, следовательно снижаются и потери в железе. Наряду с отмеченными достоинствами указанное техническое решение имеет следующие недостатки.

1.В цепи параллельного возбуждения генератора трансформатор служит для согласования напряжения между рабочей обмоткой генератора и обмоткой возбуждения. Однако, в режиме холостого хода генератора имеет место нежелательный перегрев трансформатора напряжения и возможный выход его из строя, что снижает надежность устройства. В данном случае для обеспечения более надежной работы устройства необходимо повышение его ме таллоемкости. Однако, это приводит к иеже- лательному увеличению габаритов устройства.

2.Наличие большого числа отпаек вторичной обмотки трансформатора тока увеличивает их сложность их выполнения и может снижать надежность вследствие перекрещивания отпаек и витков вторичной обмотки трансформатора тока, что влечет возможные межвиткбвые замыкания

3. Невозможность переключения отпаек при работе трансформаторов тока, так как размыкание вторичной обмотки сопряжено с появлением перенапряжений на вторичной обмотке трансформатора тока, что может привести к пробою выпрямителей, включенных в цепь трансформатора тока. Следовательно, надежность устройства снижается.

0 4. Неравномерная нагрузка, включенных в цепь трансформатора тока выпрямителей, вследствие разной величины амплитуды напряжения, наводимого в каждой из ветвей вторичной обмотки трансфор5 маторэ тока, что также вызывает нежелательные перенапряжения, приводящие к возможным пробоям выпрямителей. Отчего надежность устройства снижается. Цель изобретения - повышение надеж0 ности за счет упрощения конструкции устройства, снижение его массогабаритных показателей и трудоемкости изготовления без ухудшения внешних статических характеристик генератора.

5 Указанная цель достигается тем, что а устройстве для возбуждения вентильного сварочного генератора, содержащем обмотку возбуждения, трансформатор тока, включенные последовательно два подстроечны§

0 сопротивления, регулировочное сопротивление, подключенное регулируемым конт цом к отводу вторичной обмоткц трансформатора тока, а нерегулируемым - ко второму подстроечному сопротивлению,

5 четыре выпрямителя, выходы постоянного тока которых объединены между собой и подключены к первому выводу обмотки возбуждения, входы переменного тока третьего и четвертого выпрямителей подключены

0 ко вторичной обмотке трансформатора тока, новым является то, что вход переменного тока первого выпрямителя соединен с одной фазой рабочей обмотки генератора, конец первого подстроечного сопротивле5 ния подключен к другой фазе рабочей обмотки генератора, общий регулируемый конец подстроечных сопротивлений подключен ко второму выводу обмотки возбуждения и к входу переменного тока второго

0 выпрямителя, отвод вторичной обмотки трансформатора тока является средним выводом.

Электрическая цепь: фаза рабочей обмотки генератора, например В, - первый

5 выпрямитель - обмотка возбуждения - первое подстроечное сопротивление - фаза рабочей обмотки генератора, например С, обеспечивает однополупериодную схему выпрямления и позволяет производить с поjvujiMbfo первого подстроечного сопротивления согласования напряжения между фаза- ми.рабочей обмотки и обмотки возбуждения генератора.

В этом случае роль согласования напряжения на обмотке возбуждения с напряжением рабочей обмотки генератора выполняет первое подстроенное сопротивление.

Известно, что для возбуждения генератора необходимо, чтобы по обмотке возбуждения протекал ток определенной величины. В предлагаемом устройстве при замене двухполупериодной схемы выпрямления в цепи параллельного возбуждения на однополупериодную форма тока, протекающего по обмотке возбуждения также изменяется. Однако, среднее значение тока, необходимое для возбуждения генератора, сохраняется, что доказывается актом испытания.

Таким образом, применение однополу- периодной схемы выпрямления в цепи параллельного возбуждения позволяет исключить трансформатор напряжения без изменения среднего значения тока, необходимого для возбуждения генератора. Упрощение конструкции устройства путем исключения трансформатора напряжения в схеме позволяет избежать нежелательного перегрева и его возможного выхода из строя в режиме холостого хода в результате витковых замыканий и пробоев обмоток на корпус. За счет использований среднего вывода вторичной обмотки трансформатора тока отпадает необходимость переключения отпаек при работе трансформатора тока, что сопровождается появлением перенапряжений на вторичной обмотке трансформатора тока и возможным пробо- ем соответствующих выпрямителей. Средний вывод вторичной обмотки трансформатора тока обеспечивает равномерную нагрузку включенных в цепь трансформатора тока по двухполупериодной со Средней точкой схемы выпрямителей, что уменьшает вероятность их пробоя.

Все это повышает надежность устрой- ства, снижает трудоемкость его изготовления и уменьшает массогабариты.

За счет обратной связи по токуй напряжению, создаваемой в цепи последовательного и параллельного возбуждения, а также за счет внутренних реактивных сопротивлений генератора, создаются крутоподающие внешние характеристики генератора, необходимые при ручной сварке. Отсутствие трансформатора напряжения в схеме и сведение числа выводов трансформатора тока до минимума - один средний вывод - не повлияло на формирование и качество крутоподающей внешней характеристики сварочного генератора. Таким образом, прежние показатели сварочного генератора достигается более простыми средствами. В 5 этом состоит положительный эффект заявляемого технического решения.

На чертеже .представлено устройство для возбуждения вентильного сварочного генератора.

10 Устройство включает в себя генератор 1, блок выпрямителя 2, сварочный пост 3, трансформатор тока 4, первый и второй выпрямители 5 и 6, третий и четвертый выпрямители 7 и 8, включенные в цепь вторичной

15 обмотки трансформатора тока 4 обмотку 9 возбуждения генератора 1, первое и второе подсТроечные сопротивления 10 и 11, регулировочное сопротивление 12. Вход первого выпрямителя 5 соединен

0 с фазой рабочей обмотки генератора, например В, к другой фазе, например С, подключен нерегулируемый конец первого подстроечного сопротивления 10, последовательно соединенного со вторым подстро5 ечным сопротивлением 11, нерегулируемый конец которого подсоединен к нерегулируемому концу регулируемого сопротивления 12. Общий регулируемый конец 13 первого и второго подстроечных сопротивлений 10 и

0 11 подсоединен к одному выводу обмотки возбуждения 9 и к входу переменного тока второго выпряМителл б. Первичная обмотка .трансформатора тока 4 включена последовательно в одну из фаз, например С, генера5 тора 1, средний вывод 14 вторичной обмоткм Трансформатора тока 4 соединен с регулируемым концом регулировочного сопротивления 12, концы вторичной обмотки трансформатора тока 4 соединены со входа0 MI/I переменного тока третьего и четвертого выпрямителей 7 и 8. Выходы постоянного тока выпрямителей 5-8 электрически соединены между собой и с другим выводом обмотки возбуждения 9.

5Работа устройства возбуждения происходит следующим образом.

Начальное возбуждение генератора 1 обеспечивается остаточным магнетизмом магнитной цепи генератора 1. Дзлее про0 цесс возбуждения осуществляется в следующем порядке: после запуска ненагруженного генератора 1 на зажимах В и С рабочей обмотки появляется э.д.с., под действием которой по цепи: зажим В, пер5 вый выпрямитель 5, обмотка возбуждения 9, первое подстроеччое сопротивление 10, зажим С начинает протекать постоянный по направлению ток. Появление этого тока приводит к возбуждению генератора и возрастанию напряжения генератора 1 до величины холостого хода. Величина напряжения холостого хода регулируется первым подстроенным сопротивлением 10.

В режиме короткого замыкания обмотка возбуждения 9 питает ток, поступающий через третий и четвертый выпрямители 7 и 8 от трансформатора тока 4.

С появлением нагрузки обмотку возбуждения 9 питают как ток, поступающий через первый выпрямитель 5, первое под- строечное сопротивление 10 от зажимов В и С рабочей обмотки генератора 1, так и ток, поступающий через третий и четвертый выпрямители 7 и 8 от трансформатора тока 4. С увеличением нагрузки генератора 1 напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения 9 с зажимов В и С рабочей обмотки генератора 1 уменьшается, а напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения 9 с трансформатора тока 4 повышается.

Второй выпрямительч6 служит для разрядки электромагнитной энергии, накопленной в индуктивности обмотки возбуждения 9.

Через выпрямители 5-8 протекают импульсы выпрямленного тока, сдвинутые во времени, в результате чего обмотка возбуждения 9 питается непрерывным постоянным током. С помощью первого лодстроечного сопротивления 10 осуществляется регулировка, напряжения холостого хода до величины, не превышающей требований ГОСТ, второе подстроенное сопротивление 11 позволяет устанавливать величину максимального сварочного тока, а регулировочное ч сопротивление 12 позволяет изменять величину сварочного тока в процессе проведения Сварочных работ.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве исключен трансформатор напряжения, а отводы вторичной обмотки трансформатора тока заменены одним средним выводом.

Таким образом, снижены масса и габариты устройства, снижены затраты труда на изготовление устройства, экономится медь, трансформаторное железо, изоляционные

материалы.

Упрощение конструкции предлагаемого устройства позволило повысить надежность его работы.

Формула изобретения

1. Устройство для возбуждения вентильного сварочного генератора, содержащее обмотку возбуждения, трансформатор тока, включенные последовательно два подстро- ечных сопротивления, регулировочное сопротивление, подключенное регулируемым концом к отводу вторичной обмотки трансформатора тока, а нерегулируемым - к второму подстроечному сопротивлению, четыре выпрямителя, выходы постоянного

тока которых объединены между собой и подключены к первому выводу обмотки возбуждения, входы переменного тока третьего и четвертого выпрямителей подключены к вторичной обмотке трансформатора тока,

отли-чающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции устройства, снижения его мас- согабаритных показателей и трудоемкости изготовления без ухудшения внешних статических характеристик генератора, вход переменного тока первого выпрямителя соединен с одной фазой рабочей обмотки генератора, конец первого подстроечного сопротивления подключен к другой фазе рабочей обмотки генератора, общий регулируемый конец подстроечных сопротивлений подключен к второму выводу обмотки возбуждения и к входу переменного тока второго выпрямителя.

2. Устройство поп. 1, от л ича ю щее- с я тем, что отвод вторичной обмотки трансформатора тока является средним выводом.

Использование: системы регулирования тока возбуждения вентильных генераторов, преимущественно для генераторов, используемых в сварочном производстве. Сущность изобретения: устройство содержит обмотку возбуждения, трансформатор тока, включенные последовательно два подстроенные сопротивления и регулировочное сопротивление, Оно подключено регулируемым концом к среднему выводу вторичной обмотки трансформатора тока, а нерегулируемым - к второму подстроенному сопротивлению. Входы постоянного тока четырех выпрямителей объединены между собой и подключены к первому выводу обмотки возбуждения. Вход переменного токз первого выпрямителя соединен с одной фазе генератора, а конец первого подстроеч- яого сопротивления подключен к другой фазе генератора. Общий регулируемый конец подстроечных сопротивлений подключен к второму выводу обмотки возбуждения и входу переменно с тока второго выпрямителя. Входы переменного тока третьего и четвертого выпрямителей подключены к вторичной обмотке трансформатора . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.