Источник питания для нагрузок электродугового типа Советский патент 1993 года по МПК B23K9/00 H02H7/122 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания постоянным током нагрузок электродугового типа, например сварочной дуги газоразрядных ламп и т п.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного источника: на фиг. 2 - внешняя характеристика и вольтамперная характеристика нагрузки (дуги); на фиг. 3 - вариант выполнения трансформаторного узла

Источник питания (фиг 1) содержит входной выпрямитель 1. подключенный входом к питающей сети, а выходом к полупроводниковому коммутатору выполненному, например.на транзисторах 2 - 5 К выходу

коммутатора подключены последовательно соединенные первичные обмотки силового 6 и дополнительного 7 трансформаторов. Вторичные обмотки этих трансформаторов через соответственно выходной 8 и дополнительный 9 выпрямители подключены к выходным выводам источника питания 10 и 11, с которыми соединена нагрузка 12. Цепи управления транзисторов 2-5 соединены с выходами блока управления 13. На выходе выпрямителя 1 включен фильтрующий конденсатор 14.

Источник питания работает следующим образом.

Выпрямленное напряжение после фильтрации подается на вход коммутатора. Транзисторы 2,5 и 3,4 по сигналам блока управления 13 открываются поочередно через полпериода повышенной частоты

00

го ел о

00

Выходное напряжение коммутатора прямоугольной формы поступает на трансформаторы 6 и 7. Так как ток намагничивания трансформатора 6 в несколько раз больше, чем у трансформатора 7, при холостом ходе источника питания, т.е. когда еще не произошло зажигание дуги, практически все напряжение на выходе коммутатора будет приложено к первичной обмотке трансформатора 7. Коэффициент трансформации (от- ношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки) трансформатора 7 выбран в несколько раз больше, чем у трансформатора 6, например втрое. Поэтому диоды выпрямителя 8 при этом бу- дут закрыты, а выходное напряжение источника питания будет иметь повышенное значение, например 60 В. После зажигания дуги нагрузка источника питания увеличива

ется и при токе нагрузки, превышающем ток

намагничивания трансформатора 6, открываются диоды выпрямителя 8, выходное напряжение снижается (см. фиг. 2). При устойчиво горящей дуге нагрузка питается двумя выпрямителями 8 и 9. причем токи этих выпрямителей и вторичных обмоток трансформаторов 6 и 7 обратно пропорциональны коэффициентам трансформации этих трансформаторов. Это объясняется тем. что по первичным обмоткам трансфер- маторов проходит одинаковый ток. Например, если коэффициенты трансформации трансформаторов б и 7 относятся как 1:3, то ток выпрямителя 9 втрое меньше, чем выпрямителя 8. а напряжение на первичной обмотке и расчетная мощность трансформатора 7 втрое меньше, чем у трансформатора 6. Следовательно, при номинальной нагрузке выходное напряжение источника втрое меньше (20В), чем при холостом ходе (60В), а мощность в нагрузку передается по двум путям -75% через трансформатор 6 и выпрямитель 8 и 25% через трансформатор 7 и выпрямитель 9, Форсировка выходного напряжения источника при холостом ходе обеспечивает уверенное зажигание дуги {точка а на фиг. 2) и уменьшение тока транзисторов при номинальной нагрузке (точка б на фиг. 2), что позволяет уменьшить массу

5

0

5 0 5 0 5

и габариты аппаратуры. Разные значения токов намагничивания трансформаторов 6 и 7 могут выполняться различным путем:

выполнением небольшого немагнитного зазора в сердечнике трансформатора 6;

разными материалами сердечника (сталь-пермаллой, феррит-сталь и т.п.);

разной геометрией сердечника и числом витков.

Трансформаторный узел может быть выполнен с общей первичной обмоткой, как показано на фиг. 3.

Сердечники трансформаторов 6 и 7 выполнены, например, Ш-образными. причем сердечник 15 трансформатора 6 имеет в несколько раз большую ширину, чем сердечник 16 трансформатора 7. Вторичные обмотки 18 и 19 трансформаторов охватывают соответствующий сердечник 15 и 16, а первичная обмотка 20 является общей для двух трансформаторов.

Формула изобретения Источник питания для нагрузок электродугового типа, содержащий входной выпрямитель и полупроводниковый преобразователь с коммутатором и силовым трансформатором, первичная обмотка которого связана с выходом полупроводникового коммутатора, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель подключена к выходным выводам источника питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в источник питания введены дополнительные трансформатор и выпрямитель, первичная обмотка силового трансформатора соединена с выходными зажимами коммутатора через первичную обмотку дополнительного трансформатора, включенную последовательно с ней, вторичная обмотка дополнительного трансформатора через дополнительный выпрямитель подключена к одноименным выходным выводам источника питания, причем дополнитель- ный трансформатор выполнен таким образом, что его ток намагничивания меньше, а коэффициент трансформации больше, чем у силового трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания постоянным током нагрузок электродугового типа. Источник питания содержит полупроводниковый коммутатор на транзисторах, соединенных по мостовой схеме. В выходную диагональ коммутатора включены последовательно соединенные первичные обмотки силового и дополнительного трансформаторов, вторичные обмотки которых через выходной и дополнительный выпрямитель включены параллельно. Коэффициент трансформации дополнительного трансформатора в несколько раз больше, чем у силового трансформатора, а ток намагничивания в несколько раз меньше. Поэтому при холостом ходе и малых нагрузках работает только дополнительный выпрямитель и выходное напряжение увеличено в несколько раз, что обеспечивает устойчивое зажигание дуги в нагрузке. 3 ил. (Л С

фс/2 4Ш AM

far.

НОМ

Ч

f.3

v#

11И

Щ

IJ

xr

v