Автомобильный сварочный агрегат Советский патент 1993 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

Изобретение относится к электросварочному оборудованию и может быть использовано в мобильных и портативных сварочных аппаратах автотранспортной техники.

Целью изобретения является увеличение диапазона сварочных токов и времени выполнения сварочных работ за счет более полного использования мощности ДВС и перевода аккумуляторной батареи в буферный режим.

На фиг. 1 дана принципиальная схема автомобильного сварочного агрегата; на фиг.2 - вольт-амперные характеристики, поясняющие его работу.

Предлагаемый агрегат содержит автомобильный трехфазный генератор 1 переменного тока с обмоткой 2 возбуждения и двухполупериодным выпрямителем 3 на шести кремниевых диодах, аноды которых подключены к массе автомобиля (М), а катоды

- к одному из контактов (III) коммутатора 4, клемме электрододержателя (Ui), мощному диоду 5 и схеме ограничителя напряжения. Ограничитель напряжения, в свою очередь, содержит газоразрядный световой индикатор 6, например тиратрон, с холодным катодом и сеточным сопротивлением 7, определяющим параметры его S-образной вольт-амперной характеристики, и силовой транзистор 8, база которого через конденсатор 9, шунтированный ползунком заземленного потенциометра 10, соединена с катодом газоразрядного индикатора 6. Анод этого индикатора 6 вместе с коллектором силового транзистора 8 подключены к буферному конденсатору 11, включённ ому па- раллельно выпрямителю 3, а эмиттер транзистора 8 соединен с ползунком коммутатора 4 плюсом аккумулятора 12 и переменным резистором 13, который саязан с регулятором 14 напряжения заряда аккуму00

N О

о о

ы

31814600 4

лятора 12 и тока возбуждения генератора 1. пряжением аккумулятора Ua и относительно Вместо силового транзистора 8 может ис- медленный разряд конденсатора 9 через пользоваться запираемый кремниевый ти- ползунок и шунтирующую его часть потен- ристор, управляющий электрод которого циометра 10, который сопровождается рос- подключается аналогично базе транзистора 5 том напряжения на коллекторе транзистора 8, а катод и анод соответственно на место 8 за счет заряда буферного конденсатора 11 его эмиттера и коллектора.возрастающим током генератора 1 соскороКроме того, автомобильный генератор стью ограниченной собственной индуктив- 1. снабженный фазными выводами свои: ;- ностью его.обмоток. Как только напряжение обмоток, может через радиальные ко,нден- 10 на буферном конденсаторе 11 достигнет на- саторы 15 подключаться еще к одному пряжения зажигания Do индикатора 6, весь трехфазному выпрямителю 16, подключен- цикл снова повторится и на аккумулятор 12 ному к клемме питания электроинструмента поступит новый импульс зарядного тока. (U2) и плюсу генератора 1, у которого общая Поскольку напряжение ограничения IV бо- точка обмоток, соединенных звездой, под- .15 лее чем в 2 раза превышает напряжение ключена к дополнительному контакту (IV) аккумулятора Ua и выбирается равным 60 В, коммутатора 4.то на клемме электрододержателя Ui неПредлагаемое устройство работает еле- трудно зажечь электрическую дугу, ток кото- дующим образом.рой определяется нижней точкой

При замкнутом положении ползунка 20 пересечения вольт-амперной характеристи- коммутатора 4 с его III контактом в верхнем . ки дуги (е) с внешней характеристикой гене- положении ползунка переменного резисто- ратора (а) (фиг.2). Этого тока вполне ра 13 производится обычный пуск двигателя достаточно для сварки электродом диамет- автомобиля по штатной схеме, т.к. схема ра до 2 мм, но для электродов большего ограничителя напряжения и диод 5 оказыва- 25 диаметра необходим ток во много раз ются обесточенными, а полная величина пе- больше, который может обеспечить только ременного резистора 13 не. .оказывает аккумулятор, подключенный к электродо- существенного шунтирующего влияния на держателю параллельно генератору 1 через регулятор 14 напряжения и ток обмотки 2 мощный диод 5 и верхний контакт (I) комму- возбуждения. Для осуществления дуговой 30 татора 4. В этом положении через дугу, кро- сварки в области малых токов ползунок ком- ме тока генератора 1 (1мин). проходит мутатора 4 переводится в нейтральное по- дополнительный ток аккумулятора, который ложение (II), а ползунок переменного увеличивает в несколько раз сварочный ток резистора 13 устанавливается в промежу- до величины ((макс), определяемой точкой точное положение, соответствующее задан- 35 пересечения характеристики дуги (е) с на- ному току сварки (1мин), величина которого грузочной характеристикой (в) аккумулятора определяется верхней частью переменного 12. Таким образом, на клемме электродо- резистора 13, потому что его нижняя часть держателя формируется результирующая сильно шунтирует регулятор напряжения вольт-амперная характеристика (d), обеспе- 14, так что его внутренние контакты нахо- 40 чивающая уверенный поджиг дуги повы- дятся все время в замкнутом положении и шенным напряжением генератора 1 и не влияют на величину тока обмотки 2 воз- экономичное поддержание ее горения в об- буждения. В результате генератор 1 начина- ласти больших токов аккумулятора 12. ет вырабатывать повышенное напряжениеЕсли автомобильный генератор 1 имеет Um, приложенное к обкладкам конденсате- 45 дополнительный вывод общей точки своих ра 11, которое уже на средних оборотах дви- обмоток, соединенных звездой, то за счет гателя автомобиля может привести к переключения коммутатора 4 на дополни- пробою диодов встроенного выпрямителя 3. тельный контакт (IV), связанный с этой точ- Однако это напряжение ограничивается на кой, можно обеспечить промежуточные безопасном уровне Uo. при котором начина- 50 значения сварочного тока, который будет ется пробой газоразрядника индикатора 6, меньше тока аккумулятора (макс за счет его сопровождающийся прохождением значи- прохождения через собственное сопротив- тель ного тока через конденсатор 9 и базу ление параллельно включенных обмоток ге- транзистора 8. Усиленный во много раз им- нератора и плюсовой тройки диодов его пульс тока проходит и через открытый кол- 55 встроенного генератора 3. Тогда как нали- лектор транзистора 8, что приводит к чие всех трех фазных выводов обмоток гене- быстрому разряду буферного конденсатора ратора , позволяет подключить 11 до напряжения погасания индикатора 6. дополнительный трехфазный выпрямитель После Этого происходит запирание эмиттер- 16 через разделительные конденсаторы 15, ного перехода силового транзистора 8 на- обеспечивающие суммарное напряжение

на клемме электроинструмента (Ua) от согласно-последовательно включенных выпрямителей 3 и 16, равное 120 В, что вполне достаточно для подключения различных электроинструментов с коллекторными электродвигателями, которые могут работать как на переменном, так и постоянном токе, например электродрель, электробритву и т.п.

Испытание опытного образца заявленного устройства, оформленного в виде небольшой приставки к штатному электрооборудованию автомобиля, показали практическую возможность сварки электродами до 3 мм на легковых автомобилях с 14-вольтовыми генераторами, и до 4 мм на грузовых с генераторами 28 В. По сравнению с прототипом и его базовым вариантом-установкой Mobile power производства AM-Produkte GmbH ФРГ, заявленное устройство не нуждается в замене штатного генератора автомобиля специальным трехкиловаттным генератором с контрольной аппаратурой, т.к. достижение необходимых оборотов двигателя у заявленного устройства контролируется визуально по загоранию газоразрядного индикатора, а необходимый диапазон сварочных токов обеспечивается буферным режимом работы аккумулятрра, который достаточно интенсивно подзаряжается через схему ограничителя напряжения во время пауз сварки, что практически не ограничивает время проведения сварочных работ в полевых условиях.

Формула изобретения 1. Автомобильный сварочный агрегат, содержащий трехфазный генератор переменного тока с внешним возбуждением и диодным выпрямителем, который подключен через контакты коммутатора к регулятору напряжения заряда аккумулятора.

клеммам электрододержателя и питания электроинструмента, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования сварочного тока и продолжительности сварочных работ от бортовой

сети автомобиля, выпрямитель трехфазного генератора подключен к буферному конденсатору и ограничителю напряжения, состоящему из газоразрядного индикатора, который через конденсатор, шунтированный ползунком заземленного потенциометра, соединен с управляющим электродом полупроводникового ключа, включенного между выпрямителем генератора и аккумулятором, который через переменный резистор подключен к регулятору напряжения заряда и к обмотке возбуждения генератора, а через контакты коммутатора аккумулятор соединен с анодом диода, подключенного катодом к выпрямителю генератора, клемме электрододержателя и другому контакту коммутатора.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что общая точка обмоток генератора,

соединенных звездой, через дополнитель ный контакт коммутатора подключена к аккумулятору, а фазные выводы обмоток генератора через разделительные конденсаторы подключены к дополнительному трехфазному выпрямителю, который.соединен с клеммами электроинструмента и выпрямителем генератора согласно последовательно.

Фиг. I

Использованием мобильных и портативных сварочных аппаратах автотранспортной техники. Сущность изобретения: к генератору подключен буферный конденсатор и мощный диод с ограничителем напряжения, которые через коммутатор соедине- ны с аккумулятором и клеммой электрододержателя. При этом генератор фазными выводами своих обмоток через разделительные конденсаторы может быть подключен к дополнительному трехфазному выпрямителю и клемме питания электроинструмента, а общая точка этих обмоток - к аккумулятору. Ограничитель напряжения состоит из газоразрядного индикатора, соединенного через конденсатор, шунтированный заземленным потенциометром, с базой силового транзистора или управляющим электродом запирающего тиристора, которые включены между выпрямителем генератора и аккумулятором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.