Пуско-сварочно-зарядное устройство Советский патент 1993 года по МПК F02N11/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для запуска двигателей внутреннего сгорания, проведения сварочных работ, заряда аккумуляторных батарей и для питания других сильноточных потребителей электроэнергии.

Цель изобретения - уменьшение массо- габаритных показателей устройства.

На чертеже представлена электриче- екая схема пуско-сварочно-зарядного устройства.

Устройство содержит сетевой выключатель 1, последовательно соединенные инвертор 2, силовой выпрямитель 3 и фильтр 4 с нагрузочными выводами 5, дополнительный выпрямитель 6 и дополнительный фильтр 7. Инвертор содержит управляющий и силовой трансформаторы 8 и 9, два транзистора 10 и 11, два конденсатора 12 и 13, схему 14 управления, датчик 15 тока, блок 16 запуска, четыре диода 17-20 и резистор 21, причем конденсаторы 12 и 13 соединены последовательно, положительный вывод первого конденсатора 12 и отрицательный вывод второго конденсатора 13 подключены к выходным выводам дополнительного фильтра 7, входные выводы которого через дополнительный выпрямитель 6 соединены с осевым выключателем 1. первичная обмот- ка22 силового трансформатора 9 подключена к первому конденсатору 12 через последовательно соединенные первый диод 17, первый транзистор 10, токовую обмотку 23, второй диод 18 и второй транзистор 11. Управляющий трансформатор 8 имеет соединенную последовательно с токовой обмоткой 23 обмотку 24 управления первым транзистором, выводы которой подключены к базе и эмиттеру первоготран- зистора. 10, обмотку 25 управления вторым транзистором, выводы которого подключены к базе и эмиттеру второго транзистора 11, обмотку 26 запуска, подключенную к блоку схемы 14 управления, вход которой соединен с выходом датчика 15 тока, при этом силовой трансформатор 22 имеет две вторичные обмотки 28 и 29, одна из которых соединена с силовым выпрямителем 3, а другая через резистор соединена с обмот- кой 27 обратной связи управляющего трансформатора 8. Анод третьего диода 19 и катод четвертого диода 20 соединены между собой и подключены к точке соединения датчика 15 тока в первичной обмоткой 22 силового трансформатора 9, катод третьего диода 19 подключен к положительному выводу первого конденсатора 12, а анод второго диода 20 - к отрицательному выводу второго конденсатора 13.

Устройство может быть снабжено пусковым емкостным накопителем 30 энергии, подключенным к нагрузочным выводам 5 устройства через коммутационный элемент 31, и ограничительным резистором 32, включенным последовательно с емкостным накопителем 30 энергии. Устройство может иметь дополнительный вывод 33 от накопителя 30 для подключения к стартеру двигателя внутреннего сгорания.

Пуско-сварочно-зарядное устройство работает следующим образом.

При замыкании сетевого выключателя 1 переменное напряжение подается на дополнительный выпрямитель 6. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя 6 через дополнительный фильтр 7 поступает на вход инвертора 2. Конденсаторы 12 и 13 заряжаются. При подаче сигнала с блока 16 запуска на обмотку 26 управляющего трансформатора 8 в обмотке 24 индуцируется напряжет ние, открывающее транзистор 10, а в обмотке 25 - напряжение, запирающее транзистор 11. При этом по коллекторной цепи транзистора 10 и токовой обмотке.23 трансформатора 8 протекает ток разряда конденсатора 12 на первичную обмотку 22 силового трансформатора 9. Во вторичных обмотках 28 и 29 трансформатора 9 индуцируется напряжение, определяемое степенью открытия транзистора 10. ЭДС, наводимая в обмотке 29, вызывает протекание тока по обмотке 27 обратной связи. Напряжение на обмотке 27 трансформируется в обмотки 24 и 25, вызывая дальнейшее от- крываниетранзистора 10 и поддерживая закрытое состояние транзистора 25. После перехода транзистора 10 в режим насыщения насыщается также магнитопровод трансформатора 8 и ЭДС в обмотке 24 начинает уменьшаться. Транзистор 10 переходит в активный режим и ток в обмотке 2 уменьшается. Сердечник трансформатора 8 начинает перемагничиваться, транзистор

10закрывается, а транзистор 11 открывается и далее процесс повторяется. Обмотка 23 выполняет роль трансформатора тока, с помощью которого обеспечивается пропорциональность открытия транзисторов 10 и 11 их коллекторным током, Схема 14 управления обеспечивает закорачивание обмотки 27 и срыв генерации в случае, если ток через датчик 15 превышает предельно допустимое для транзисторов 10 и 11 значение. При работе на индуктивную нагрузку во время переключения силовых транзисторов 10 и.

11ток через обмотку 22 продолжает сохранять свое направление и протекание через один из диодов 19 или 20. Энергия, накопления в индуктивных элементах, возвращается в конденсатор 12 или 13. Таким образом, осуществляется защита транзисторов от обратного напряжения, а также обеспечивается работоспособность датчика тока в момент переключения транзисторов и пред- отвращается влияние токов самоиндукции на пропорционально-токовое управление транзисторами 10 и 11. Напряжение с выводов обмотки 28 через выпрямитель 3 и фильтр 4 подается на нагрузочные выводы 5, к которым может быть подключен стартер двигателя внутреннего сгорания, сварочное оборудование, аккумуляторная батарея или иной потребитель энергии. Для питания стартера может быть также использован ем- костный накопитель энергии 30, который перед пуском заряжается через резистор 32. Стартер при этом может быть подключен к выводу 33. За счет накопления энергии 30 обеспечивается бросок тока через стартер в момент его включения.

Формулаизобретения 1. Пуско-сварочно-зарядное устройство, содержащее сетевой выключатель и последовательно соединенные преобразователь напряжения, силовой выпрямитель и фильтр с нагрузочными выводами, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным выпрямителем и дополнительным фильтром, преобразова- тель напряжения выполнен в виде инвертора, содержащего управляющий и силовой трансформаторы, два транзистора, два конденсатора, схему управления, датчик тока, блок запуска, четыре диода и резистор, при- чем конденсаторы соединены последовательно, положительный вывод первого конденсатора и отрицательный вывод второго конденсатора подключены к выходным выводам дополнительного фильтра, вход- ные выводы которого через дополнительный выпрямитель соединены с сетевым выключателем, первичная обмотка силового трансформатора подключена к первому

конденсатору через последовательно соединенные первый диод, первый транзистор, токовую обмотку управляющего трансформатора и датчик тока, а к второму конденсатору - через последовательно соединенные датчик тока, токовую обмотку, второй диод и второй транзистор, управляющий трансформатор имеет соединенную последовательно с токовой обмоткой обмотку управления первым транзистором, выводы которой подключены к базе и эмиттеру первого транзистора, обмотку управления вторым транзистором, выводы которой подключены к базе и эмиттеру второго транзистора, обмотку запуска, подключенную к блоку запуска, и обмотку обратной связи, подключенную к выводам схемы управления, вход которой соединен с выходом датчика тока, при этом силовой трансформатор имеет две вторичных обмотки, одна из которых соединена с силовым выпрямителем, а другая через резистор - с обмоткой обратной связи управляющего трансформатора, анод третьего диода и катод четвертого диода соединены между собой и подключены к точке соединения датчика тока с первичной обмоткой силового трансформатора, катод третьего диода подключен к положительному выводу первого конденсатора, а анод второго диода - к отрицательному выводу второго конденсатора.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что оно дополнительно снабжено пусковым емкостным накопителем энергии, подключенным к нагрузочным выводам устройства через коммутационный элемент.

3.Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что оно дополнительно снабжено ограничительным резистором, включенным последовательно с емкостным накопителем энергии и имеет дополнительный вывод от накопителя для подключения к стартеру двигателя внутреннего сгорания.

Использование: запуск двигателей внутреннего сгорания, проведение сварочных работ, заряд аккумуляторных батарей и питание других потребителей электроэнергии. Сущность изобретения: с помощью инвертора 2 выпрямленное напряжение сети преобразуется в переменное напряжение высокой частоты. Конденсаторы .12 и 13 попеременно разряжаются через транзисторы 10 и 11 на первичную обмотку 22 силового трансформатора 9. Датчик 15 тока дает сигнал в схему 14 управления на срыв генерации при превышении предельно допустимого значения тока через обмотку 23. Диоды 19 и 20 позволяют повысить надежность работы схемы пропитании активно-индуктивной нагрузки. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.