Источник питания для импульсно-дуговой сварки Советский патент 1993 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано для электродуговой сварки и наплавки в среде защитных газов, под флюсом и открытой дугой в различных пространственных положениях.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей источника питания дуги.

На фиг.1 представлена блок-схема источника питания; на фиг.2 - графики, поясняющие работу источника питания.

Источник питания для импульсно-дуговой сварки содержит однофазный трансформатор 1. имеющий четыре обмотки: первичную 2, вторичную 3, вторичную дополнительную 4 и вторичную дополнительную 5. Вторичная обмотка 3 имеет три вывода: начальный, отвод и конечный. Отвод вторичной обмотки 3 предназначен для создания базового сварочного тока, конечный вывод вторичной обмотки 3 - импульсного тока. Начальный вывод вторичной обмотки 3 соединен с анодом диода 6 и катодом диода 7. Отвод вторичной обмотки 3 соединен с анодом тиристора 8 и катодом тиристора 9. Конечный вывод вторичной обмотки 3 соединен с анодом тиристора 10 и

катодом тиристора 11. Катоды диода 6 и тиристоров 8 и 10 соединены между собой и присоединены к началу обмотки дросселя 12 и аноду тиристора 13. Конец обмотки дросселя 12 и катод тиристора 13 соединены в общую точку, образующую положительный вывод источника питания. Аноды диода 7 и тиристоров 9 и 11 объединены в общую точку, образующую отрицательный вывод источника питания. Ктиристорам 10,11 и 13, управляющим включением импульсов сварочного тока, подключены цепи отключения 14-16, каждая из которых состоит из конденсатора 17, тиристора 18, резистора 19, выпрямителя 20, 21 или 22 (соответственно для цепей отключения 14-15) и вторичной дополнительной обмотки 4 (для цепей отключения 14 и 15) и 5 (для цепи 16). Первый вывод конденсатора 17 соединен с анодом тиристора 10,11 или 13 (соответственно для цепей 14, 15 или 16), второй вывод конденсатора 17 соединен с анодом тиристора 18 и первым выводом резистора 19. Второй вывод резистора 19 соединен в цепи отключения 14 с катодом диода 20, в цепи отключения 15 - с началом вторичной дополнительной обмотки 4. в цепи отключения 16-е положительным выводом иыпрясо

с

00

сь ел чэ

мителя 21. Катод тиристора 18 в каждой цепи отключения 14, 15 или 16 соединен с катодом тиристора 10, 11 или 13 соответственно и с началом вторичной дополнительной обмотки 4 в цепи отключения 14, с анодом диода выпрямителя 22 в цепи отключения 15, с отрицательным выводом выпрямителя 21 в цепи отключения 16. Анод диода выпрямителя 20 соединен с катодом диода выпрямителя 22 и с концом вторичной дополнительной обмотки 4. Выпрямитель 21 связан по переменному входу с началом и с концом вторичной дополнительной обмотки 5.

Управление источником питания производится системой блоков управления 23. При этом управление базовым током производится блоком управления БУ-1 (24), управление включением тока импульса - блоком управления БУ-2 (25), управление выключением тока импульса - блоком управления БУ-3 (26), Конструкция блоков управления БУ-1 (24), БУ-2 (25), БУ-3 (26) идентична и состоит из формирователя импульсов, фа- зовращателя, схемы их включения и выходного каскада.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения Uo на первичную обмотку трансформатора 1 и включения блоков управления БУ-1 (24), БУ-2 (25), БУ-3 (26) источник готов к работе.

Базовый ток формируется следующим образом.

В зависимости от требуемого значения базового напряжения блоком БУ-1 (24) вырабатываются сигналы управления тиристо- рами 8 и 9 в каждую полуволну синусоиды напряжения на части вторичной обмотки 3. Базовый ток протекает по цепи: плюс начальный вывод вторичной обмотки 3 - диод 6-дроссель 12-сварочная дуга-тиристор 9 - минус отвод вторичной обмотки 3. В следующую полуволну базовый ток протекает по цепи: плюс отвод вторичной обмотки 3 - тиристор 8 - дроссель 12 - сварочная дуга - диод 7 - минус начало вторичной обмотки 8. Плавное регулирование базового тока дуги производится путем изменения угла отпирания тиристоров 8 и 9 блоком управления БУ-1 (24). Пульсации базового тока сглаживаются дросселем 12. Форма базового напряжения показана на фиг.2 График 1)баз.

Импульсный ток формируется следующим образом.

При подаче сигналов управления на ти- ристоры 10, 11 и 13 от блока управления БУ-2 (25), форма сигналов показана на фиг.2

-Uynpi, создается электрическая цепь: плюс начало вторичной обмотки 3 - диод 6 - тиристор 13 - сварочная дуга - тиристор 11 - минус конец вторичной обмотки 3. При изменении полярности на вторичной обмотке 3 создается электрическая цепь: плюс конец вторичной обмотки 3 - тиристор 10 - тиристор 13 - сварочная дуга - диод 7 - минус начало вторичной обмотки 3.

Выключение тиристоров 10,11 и 13 происходит следующим образом.

В положительный полупериод на вторичной обмотке 3, когда открыты тиристоры 11 и 13, происходит заряд конденсатора 17

5 в цепи отключения 15 по цепи: плюс начало вторичной дополнительной обмотки 4 - резистор 19 - конденсатор 17 - тиристор 11 - диод 22 - минус конец вторичной дополнительной обмотки 4, заряд конденсатора 17 в

0 цепи отключения 16 по цепи: плюс выпрямителя 21 - резистор 19 - конденсатор 17 - тиристор 13 - минус выпрямителя 21. Так как напряжение на вторичных дополнительных обмотках 4 и 5 больше по величине, чем

5 напряжение на вторичной обмотке 3, то конденсаторы 17 заряжаются с опережением роста напряжения на вторичной обмотке 3. В момент времени, определяемый подачей управляющих импульсов с блока управле0 ния БУ-3 (26), на фиг.2 - Uynp2i открываются тиристоры 18 цепей отключения 14 и 16 и напряжение на конденсаторах 17 оказывается приложенным через тиристоры 18 к тиристорам 11 и 13 в полярности, противо5 положной прямой, тиристоры 11 и 13 закрываются и ток импульса по сварочной дуге прекращается. В отрицательный полупериод на вторичной обмотке 3, когда открыты тиристоры 10 и 13, происходит заряд кон денсатора 17 в цепи отключения 14 по цепи: плюс конец вторичной дополнительной обмотки 4 - диод 20 - резистор 19 - конденсатор 17 - тиристор 10 - минус начало вторичной дополнительной обмотки 4; за5 ряд конденсатора 17 в цепи отключения 16 по цепи: плюс выпрямителя 21 - резистор 19 - конденсатор 17 - тиристор 13 - минус выпрямителя 21. При подаче управляющих импульсов Uynp2 с блока БУ-3 (26) тиристоры 18 цепей отключения 15 и 16 открываются, напряжение на конденсаторах 17 прикладывается через тиристоры 18 ктиристорам 10 и 13 в запираемом напраалении, тиристоры

10 и 13 закрываются и ток импульса через сварочную дугу прекращается.

. Таким образом, изменяя фазу включения тириеторов 10, 11 и 13 с помощью сигналов управления Uynpi и выключения этих тиристоров с помощью сигналов управле0

ния Uynp2. можно изменять форму импульса сварочного тока, его амплитуду, длительность, момент его приложения. Форма вы- ходного напряжения источника Уных питания показана на фиг.2.

Предлагаемый источник питания по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: возможность включения и выключения импульсов сварочного тока в любой момент времени синусоиды питающего напряжения, что расширяет технические возможности источника питания; при этом уменьшается расход электроэнергии и за счет повышения стабильности улучшается качество сварки. Формула изобретения Источник питания для импульсно-дуго- вой сварки, содержащий трансформатор, пять тиристоров, два диода, дроссель и схему управления, причем вторичная обмотка трансформатора выполнена с отводом, а вся обмотка включена в диагональ несимметричного моста, образованного первым и вторым диодами и первым и вторым тири- сторами, при этом начало обмотки подклю- чено к точке соединения катода второго и анода первого диодов, конец обмотки подключен - точке соединения катода второго и анода первого тиристоров, отвод обмотки подключен к точке соединения катода треть- его и анода четвертого тиристоров, катоды первого диода, первого и четвертого тиристоров соединены в одну точку и образуют положительный вывод выпрямителя, аноды второго диода, второго и третьего тиристо- ров соединены в одну точку и образуют отрицательный вывод источника питания, при этом положительный вывод выпрямителя подключен к дросселю и шунтирующему его в проводящем для сварочного тока направ- лении пятому тиристору, вторые концы которых образуют положительный вывод источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в него введены три цепи отключения тиристоров, соединенных с концом вторичной обмотки и пятого тиристора, причем каждая цепь состоит из тиристора, конденсатора, резистора, выпрямителя и вторичной дополнительной обмотки трансформатора, при этом катоды тиристора каждой из цепей отключения связаны с катодами первого, второго и пятого тиристоров соответственно, аноды тиристоров цепей отключения соединены с первыми выводами конденсаторов и резисторов, вторые выводы каждого из конденсаторов связаны с анодами первого, второго и пятого тиристоров соответственно, второй вывод резистора первой цепи отключения соединен с катодом диода первого выпрямителя, анод которого подключен к концу первой вторичной дополнительной обмотки, второй вывод резистора второй цепи отключения соединен с началом первой вторичной дополнительной обмотки, катодом первого тиристора и катодом тиристора первой цепи отключения, катоды второго тиристора и тиристора второй цепи отключения соединены с анодом диода второго выпрямителя, катод которого соединен с концом первой вторичной дополнительной обмотки, и анодом диода первого выпрямителя, второй вывод резистора третьей цепи отключения соединен с положительным выводом третьего выпрямителя, отрицательный вывод которого соединен с катодами пятого тиристора и тиристора третьей цепи отключения, а переменный вход третьего выпрямителя соединен с выводами второй вторичной дополнительной обмотки трансформатора.

Редактор Г.Бельская

Фиг.2

Составитель Е.Воловиков

Техред М.МоргенталКорректор В.Петраш

Использование: изобретение относится к сварочной технике. Сущность изобретения: в устройство для импульсно-дуговой сварки введены три цепи отключения силовых тиристоров. Каждая цепь состоит из ти- ристоре, конденсатора, резистора и выпрямителя. 2 ил.