Трансформатор для газоэлектрической резки Советский патент 1992 года по МПК B23K9/00 

Для регулирования напряжения магнитной коммутацией применена схема управления. Такой трансформатор рассчитан на вторичный ток резки до 2000 А. Недостатком прототипа является то, что трансформатор такой конструкции без введения специальных обмоток не может быть использован для дуговой сварки Для этой цели применяют отдельные (дополнительные) источники питания, что влечет за собой перерасход активных материалов, загромождение производственных площадей, что обуславливает увеличение затрат на проведение сварочных работ и резки.

Кроме этого, использование дополнительных источников питания обуславливает перерасход электроэнергии (поскольку, как правило, оба источника питания включены на холостом ходу), что также ведет к повышению затрат на проведение работ.

Целью предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей м снижение затрат на проведение сварки и резки.

Цель достигается тем, что в трансформаторе, включающем схему управления, стержни и три ярма, часть витков первичной обмотки расположена в верхнем окне, образованном средним и верхним управляемыми ярмами. Остальная часть витков первичной обмотки вместе со вторичной обмоткой расположена в нижнем окне, образованном средним и нижним ярмами. Начало части витков первичной обмотки, расположенных в верхнем окне, подключено к средней точке одной группы контактов введенного реверсивного переключающего устройства, один контакт из которых подсоединен к сети, а второй - к электрододержа- телю. Конец части витков первичной обмотки верхнего окна подключен к средней точке другой группы контактов переключающего устройства, один контакт из которых подсоединен к изделию, второй - к началу части витков первичной обмотки, расположенных в нижнем окне, и к третьему контэкгу, подключенному к сети той же фазы, что и контакт первой группы контактов, Введение реверсивного переключающего устройства, контакты которого подсоединены согласно предлагаемому варианту, позволяет использовать трансформатор как для газоэлектрической резки, так и для дуговой сварки без применения дополнительных обмоток и источников питания.

°В информационных источниках, известных заявителю и авторам, в устройствах подобного назначения не выявлена совокупность отличительных признаков, позволяющая получить аналогичный положительный эффект и тем самым достичь поставленной цели изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и снижение затрат на сварку и

резку.

На фиг.1 показана конструктивная схема трансформатора; на фиг.2 изображена принципиальная электрическая схема трансформатора.

0 Трансформатор содержит стержни 1 и ярма 2, 3. А. Стержни и ярма образуют два окна магнитопровода. На стержнях 1 в нижнем окне, образованном ярмами 2 и 3, расположена основная часть витков 5

5 первичной обмотки и вторичная обмотка 6. На стержнях верхнего окна, образованного ярмами 3 и 4, расположена остальная часть витков 7 первичной обмотки. Все катушки первичной и вторичной обмоток, рас0 положенных на двух стержнях, соединены между собой параллельно. Ярма 3 и 4 управляемые. На полуярмах ярем 3 и 4 расположены обмотки управления 8 и 9. Катушки, расположенные на полуярмах каждого из

5 управляемых ярем 3 и 4,соединены между собой последовательно встречно. Вторичная обмотка 6 (см. фиг.2) одним концом под- соединена к изделию, а вторым - к неплавящемуся электроду резака 10.

0 Начало части витков 7 первичной обмотки, расположенных в верхнем окне, подключено к средней точке контактов 11 и 12 реверсивного переключающего устройства. Контакт 11 подсоединен к сети, одной из

5 фаз, а контакт 12 подсоединен к электродо- держателю 13. Конец части витков первичной обмотки верхнего окна подключен к средней точке контактов 14 и 15 того же реверсивного переключающего устройства.

0 Контакт 14 подсоединен к изделию, а контакт 15 - к началу витков 5 первичной обмотки, расположенных в нижнем окне, и к соответствующему контакту 16 реверсивного переключающего устройства. Контакт 16

5 подключен к сети той же фазы, что и контакт 11. Конец части витков 5 первичной обмотки нижнего окна подключен к сети другой фазы.

Начало обмотки 8 управления среднего

0 ярма 3 через блок - контакт 17 реверсивного переключающего устройства, а начало обмотки 9 верхнего ярма 4 через блок-контакт 18 подключены к схеме управления 19 (на фиг.2 схема управления трансформатором

5 не раскрыта). Концы обмоток 8 и 9 управления ярем 3 и 4 соединены между собой и подключены к схеме управления 19.

Устройство работает следующим образом. Когда трансформатор используют для газоэлектрической резки черных и цветных

металлов контакты 11 и 15, блок-контакт 18 реверсивного переключающего устройства замкнуты; при этом контакты 12, 14, 16 и блок-контакт 17 - разомкнуты. В этом случае часть витков 5 первичной обмотки, рас- положенных в нижнем окне, через замкнутый контакт 15 соединена последовательно с частью витков 7 первичной обмотки верхнего окна. Напряжение сети приложено ко всей первичной обмотке по цепи: одна фаза сети, закрытый контакт 11 переключающего устройства, витки 7 верхнего окна, закрытый контакт 15, витки 5 нижнего окна, вторая фаза сети. Во вторичной обмотке наводится напряжение, кото- рое прикладывается к изделию и к неплавящемуся, например, графитирован- ному, электроду 10 установки газоэлектрической резки. Внешние характеристики трансформатора при этом относительно же- сткие или пологопадающие. Регулирование напряжения резки осуществляется насыщением верхнего ярма 4 подмагничиванием с помощью обмотки 9 и схемы управления 19. При использовании трансформатора для га- зоэлектрической резки регулирование можно осуществлять не только верхним ярмом 4, но и средним 3, произведя, например, дифференциальное подмагничивание ярем, при этом блок-контакт 17 исключается. Од- нако при расположении в верхнем окне части витков гТервичной обмотки использование для регулирования напряжения и среднего ярма малоэффективно, а схема управления при этом усложняется. А. если учесть, что диапазон плавного регулирования напряжения при указанных способах резки незначителен, то наиболее целесообразно регулировать только верхним ярмом.

При использовании трансформатора в качестве источника питания для дуговой сварки контакты 12, 14, 16 и блок-контакт 17 реверсивного переключающего устройства (см. фиг.2) замкнуты, а контакты 11, 15, и блок-контакт 18- разомкнуты. Напряжение сети подводится только к виткам 5 первичной обмотки, расположенным в нижнем окне по цепи: одна фаза сети, контакт 16, витки 5. вторая фаза сети. Часть витков 7 первичной обмотки, расположенных в верхнем окне трансформатора, через замкнутые контакты 12 и 14 подключены к злектрододер- жателю и к изделию. Витки 7 первичной обмотки верхнего окна в этом случае выпол- няют функции вторичной обмотки для дуговой сварки. Поскольку обмотка 7 верхнего окна значительно удалена от обмотки 5 нижнего окна, реактивное сопротивление короткого замыкания трансформатора велико Внешние характеристики обмотки 7 крутопадающие. Регулирование тока короткого замыкания, а, следовательно, и тока сварки, осуществляется подмагничиванием среднего ярма 3 с помощью обмотки 8 и схемы управления 19. В этом случае среднее ярмо 3 выполняет функции управляемого магнитного шунта.

Таким образом, предлагаемый трансформатор без применения каких-либо специальных обмоток и дополнительных источников питания может быть использован не только для газоэлектрической резки, но и дуговой сварки металлов, а также как источник питания в одно- и трехфазных схемах с выпрямительным блоком и в сочетании трансформатор-выпрямитель.

При этом значительно уменьшается расход активных материалов и загромождение производственных площадей, повышается эффективность использования оборудования.

Изобретение просто в изготовлении и может применяться как в выпускаемых, так и во вновь разрабатываемых источниках питания.

Формула изобретения Трансформатор для газоэлектрической резки, содержащий стержни и три ярма, два из которых управляемые, первичную обмотку, часть витков которой расположена в езр- хнем окне, образованном средним и верхним управляемыми ярмами, а остальная часть витков вместе с вторичной обмоткой расположена в нижнем окне, образованном средним и нижним ярмами. схему управления, отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей и снижения затрат на реэку и сварку, он снабжен реверсивным переключающим устройством, имеющим две группы контактов, при этом начало части витков первичной обмотки, расположенных в верхнем окне, подключено к средней точке одной группы контактов, один контакт из которых подсоединен к сети, а другой - к первой выходной клемме, конец части витков первичной обмотки верхнего окна подключен к средней точке другой группы контактов, один контакт из которых подсоединен к второй выходной клемме, другой - к началу части витков первичной обмотки, расположенных в нижнем окне, и к третьему контакту, подключенному к той же фазе сети, что и контакт первой группы контактов.

1

А 2.

8

1Ш-&&

Устройство относится к электротехнологии и может быть использовано в качестве Изобретение относится к электротехнологии, а именно к источникам питания для резки и сварки металлов, и может быть использовано в сварочном и литейном производстве для удаления дефектов. Известны трансформаторы для воздуш- но-электроконтэктной резки металлов с относительно жесткими вольт-амперными характеристиками и трансформаторы для воздушно-дуговой резки с пологопадающи- ми вольт-амперными характеристиками. Однако от таких трансформаторов без введения специальных обмоток невозможисточника питания в сварочном и литейном производстве. Трансформатор содержит стержни, три ярма, два из которых управляемые, и схему управления. Часть витков первичной обмотки расположена в верхнем окне, образованном средним и верхним яр- мами. Остальная часть витков вместе со вторичной обмоткой расположена в нижнем окне, образованном средним и нижним яр- мами. Установлено реверсирующее переключающее устройство. Начало части витков первичной обмотки, расположенных в верхнем окне, подключено к средней точке одной группы контактов, один контакт из которых подсоединен к сети, а второй - к электрододержателю. Конец части витков первичной обмотки верхнего окна подключен к средней точке другой группы контактов реверсивного переключающего устройства. Один контакт подсоединен к изделию, а второй - к началу части витков первичной обмотки, расположенных в нижнем окне, и к третьему контакту, подключенному к сети той же фазы, что и контакт первой группы контактов. 2 ил. но производить дуговую сварку штучными электродами. Наиболее близким к предлагаемому трансформатору по совокупности существенных признаков является трансформатор, регулируемый магнитной коммутацией Трансформатор содержит стержни и три ярма, два из которых управляемые, первичную и вторичную обмотки, причем часть витков вторичной обмотки с целью незначительного изменения реактивного сопротивления при регулировании напряжения для резки, вынесена в верхнее окно, образованное средним и верхним управляемыми ярмами СП с IN XI О СП о

0,, /

jET ТГ/Г

0Фиг. /

,11/0

:feiF L

9

л w i /э

Г