ВЫПРЯМИТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК B23K9/73 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, выпускающей сварочное оборудование.

Известен сварочный выпрямитель, содержащий трансформатор, блок силовых вентилей и с.хему управления с обратными связями по току и напряжению.

, Предложенное устройство отличается тем, что в схему управления введен подключенный к выходу силового выпрямителя параметрический измерительный мост, в диагонали моста установлено дифференциальное бесконтактное реле, выход которого подсоединен, к обмоткам управления трансформатора, обеспечивая их попеременное включение. При этом цепи обратной связи по напряжению и току подключены к параметрическому мосту, образуя на его входе сигнал, пропорциональный алгебраической сумме сигналов обратной связи но напряжению и току выпрямителя. Это позволяет стабилизировать внешние .характеристики, повысить.коэффициент мощности и коэффициент полезного действия выпрямителя при использовании трансформатора с дифференциальным подмагничиванием ярм. .

На фиг. 1 изображена схема выпрямителя; на фиг. 2 и 3-стабилизированные внешние характеристики его.

блок И силовых вентилей с дросселем и схему И управления.

Трансформатор имеет четыре обмотки, каждая, из которых разделена на две части. 5 Обмотки расположены на верхнем и среднем ярмах трансформатора, между которыми нахоДятся регулируемые части вторичной обмотки. На фиг. 1 показаны три обмотки: первичная Wi и две вторичных W2f, и Wz

, .

При регулировании производят перераспределение амнервитков подмагничивания мелсду верхним.и средним .армами.

Схема управления работает следующим об5 разом.

Выходное напряжение выпрямителя подается на измерительный узел (параметрический мост на кремниевых стабилитронах). Сигнал с н м ерительного узла усиливается полу(j проводниковым релейным промежуточным усилителем (бесконтактным реле) и подается на .подмагничивающие обмотки ОУ1 и ОУ трансформатора.

Если напряжение, снимаемое с выпрямнте25 ля на вход параметрического моста, . больше напряжения баланса моста, т. е. выходное напряжение выпрямителя больше необходи.мой величины, на вход бесконтактного реле (база триода Т) подается положительный потепциТаким образом, под током оказывается обмотка ОУ1, подмагничивающая верхнее ярмо, обмотка ОУг, поямагннчивающая среднее ярмо, обесточена. Если выходное напряжение выпрямителя уменьшается, нолярность напряжения, снимаемого с диагонали моста, изменяется, на базу триода Г подается отрицательный потенциал, триод 7з закрывается (обесточивается обмотка Oyi); триод TZ открывается, т. е появляется иодмагничивающий ток в управляющей обмотке С некоторойпостоянной времени сопротивление магнитному потоку среднего ярма увеличивается, вследствие этого увеличивается, переменный магнитный поток; проходящий через верхнее ярмо, потокосцепление части вторичной обмотки И/2 о , расноложенной в верхнем окне, также увеличивается, т. е. начинает повышаться напряжение на выхохде выпрямителя. Когда выходное напряжение достигает заданного значения (становится равным напряжению баланса параметрического моста), бесконтактное реле отключает обмотку ОУг, включается обмотка ОУ. При этом подмагничивается верхнее ярмо, его сопротивление магнитному потоку увеличивается, вследствие этого перемен-, ный магнитный поток начинает протекать через среднее ярмо, умень,шаетея потокосцепление части вторичной обмотки 2 , и с некоторой постоянной времени напряжение на выходе вынрямителя начинает уменьшаться, пока бесконтактное реле снова не выключится.

Таким образом, путем попеременного подмагничнвания верхнего и среднего ярм, вследствие определенной инерционности магнитной системы силового трансформатора выходное напряжение выпрямителя поддерживается постоянным с заданной точностью. Соотношение длительиости импульсов токов обмоток и ОУ в установившемся режиме, определяется рассогласованием на выходе системы (изменением напряжения питающей сети, равно как и величиной тока сварочной цепи).

Сопротив,ление служит, для изменения величины напряжения баланса моста и, таким образом, задания необходимой величины напряжения выпрямителя. Тсли напряжение выпрямителя меньше заданного, то с выхода моста на вход бесконтактного реле (база триод Г|) подается отрицательный нотенциал, если больше-положительный.

Вход реле защищен от перенапряжений и пульсаций цепочкой, включающей диод Д: и конденсатор С. В случае пониженного напряжения на выходе сварочного выпря,мителя отрицательный нотенциал открывает входной триод 7 бесконтактного реле, шунтирующий сопротивление . делителя, включающего сопротивления Rz и Вследствие этого запирается триод Т, открывается триод Ts. Падение напряжения, получаюш,ёеся при этом на сопротивлении обратной связи, своим положительным потенциалом через сопротивления и триода 7) еще больще закрывает

триод 4. Этот процесс происходит лавинообразно, характеристика узла - релейная. Открыншшся триод Ts также шунтирует входноесопротивление (эмиттер-баз-а триода Tg) и, действуя совместно с напряжением смещения, снимаемым с моста з на сопротивлении Re, надежно закрывает триод Ге.

В случае повышения напряжения иа вход бесконтактного реле подается положительн й

потенциал. Триод Г) закрыт. Делитель, (сопротивления R-2 и ) подобран таким образом, чтобы при закрытом триоде TI триод Т открывался. При этом под действием напряжения смещения, выделяемого на сопротивлеНИИ/ 7, триод Го запирается. Отрицательный сигнал, действуя через сопротивления Ra. Rg ,и RE, превышает величину напряжения смещения на сопротивлении в, и открывает триод 7б- С коллекторов триодов Т-, и Гв снимается сигнал, полярностькоторого зависит от поляркости напряжения рассогласования.

- Выходной усилитель собран иа двух триодах Гз и-Г2. Сигнал,снимаемый с коллекторов триодов Гг, и 7б, через ограничивающее сопротивление подается на базу одного из триодов (Тз или 72) в зависимости от полярности. Другой триод в это время запирается положительнь1М потенциалом, выделяемым на диодной цепочке Д, Дз или Д4, Дв.

Для устранения влияния экстратоков, возникающих при переключении, обмотки и ОУ2 шунтируются диодами Де и Д/. Необходимая амплитуда токов подмагничивания устанавливаетсясопротивлениями Rn и Riz-

Зона поддержания постоянного выходного напряжения на каждой ступени выпрямителя ограничеиа естественными характеристиками данной ступени, и ее ширина зависит от велИ: чины напряжения холостого хода (кривые

/- на фиг. 2).

При колебаниях напряжения питающей сети гарантированная ширина зоиы регулирования выходного напряжения на данной ступени меньше, чем при номинальном напряжении

сети (ограничена кривыми //и 2, см. фиг. 3), что также уменьшает величину стаб 1лизированных участков вь1ходного напряжения. Во нзбежание указанного влияния колебаний питающего напряже-ния на ширину рабочего уч:астка-характеристики в схеме применена коррекция по току.

Введенный в схему узел коррекции по току позволяет изменять наклон внешних характеристик выпрямителя от крутопадающи.ч

ДО возрастающих (кривые а и б, на фиг. 3), а также создаёт возмол ность работы иа довольно жестких J apaктepиcтикax во всем - максимально допустимом диапазоне сварочных токов (кривые на фиг. 3).

Предмет изобретеиия

зями по-току и напрял ению, отличающийся тем, что, с целью стабилизации .внешних характеристик, повышения коэффициента мощности -И коэффициента полезного действия при использовании трансформатора с дифференциальным подмагничиванием ярм, в схему управления введен подключенный к выходу силовдго выпрямителя параметрический измерительный мост, в диагонали моста установлено

дифференциальное бесконтактное реле, выход которого подсоединен к обмоткам управления трансформатора, обеспечивая их попеременное включение, а цепи обратной связи по напряжению и току подключены к параметрическому мосту, образуя на его входе сигнал, пропорциональный алгебраической сумме сигналов обратной связи.по напряжению и току выпрямителя.

ев

Фиг. 3