Выпрямительное устройство для питания сварочной дуги Советский патент 1935 года по МПК H01F38/08 

Дуговая электросварка постоянным током, благодаря своим многочисленным достоинствам является в настоящее время наиболее широко применяемым видом электросварки.

Источниками тока для этого вида электросварки в большинстве случаев являются динамо-машины постоянного тока, обладающие специальными характеристиками, приноровленными к требрва иям дуговой сварки. Таковы, например, машины Розенберга, Кремера, Линкольн и J. д., но вследствие громоздкости и относительно высокой стоимости таких установок возникает стремление применить в качестве источника тока для электросварки более дешевые и портативные выпрямители (хотя бы ртутные).

Одним из препятствий, стоящих на этом пути, является то,., что нормальные выпрямительные схемы (например, применяемь1е в электрической тяге) обладают не соответствующей требованиям дуговой сварки слишком пологой внешней характеристикой.

В настоящем изобретении предлагается схема выпрямительного устройства для питания сварочной дуги с газотронами с накаленным катодом, анодными и катодной реактивйыми катушками и параллельной обмоткой возбуждения, расположенными на общем

особым образом вУполненном магнитно сердечнике. Внешняя динамическая характеристика такого выпрямителя может быть сделана достаточно крутой и-удовлетворяющей всем, требованиям дуговой электросварки, причем величину наклона характеристики и силу, тока короткого замыкания можно регулировать по желанию.

В изображенной на чертеже примерной принципиальной схеме предлагаемого выпрямительного устройства на общем магнитном сердечнике 2 броневого типа с увеличенным сечением среднего стержня и имеющим в средней части разветвление магнитопровода по числу фаз питающего трансформатора наложены о(5мотки: на указанных отдельных ветвях анодные peaKfHBHbie катурки 4„ а на крайних частях сердечника увеличенного сечения - катодная реактивная катушка 5 и параллельная обмотка возбуждения 3. Две последних обмотки расположены таким образом, что их ампервитки действуют навстречу друг другу, и поэтому постоянная составляющая магнитного потока в сердечнике 2 является функцией разности ампервитков этих обмоток.

Строго говоря, необходимо принять во внимание также и постоянную составляющую ампервитков анодных катушек 4. Эти ампервитки могург (в зависимости от направления обмотки катушек) или складываться или вычитаться «3 ампервитков обмотки 3, но их можно и не учиты1вать. При холостом ходе выпрямителя ампервитки pea кти&но и катушки 5 равны нулю. Обмотка же 3 так рассчитана, что ее ампервитки при этом доводят сердечник (в особенности ту его чаеть, на которой намотаны анодные катушки 4) до очейь высокого насыщения, благодаря чему магнитная npoHHUiaeMoctfa сердечников катушек 4 падает, э следовательно, уменьшается и самоиндукция последних. При нагрузке же выпрямителя напряжение на зажимах обмотки 3 падает, и ам первитки ее, следовательно, уменьшаются. Кроме того, из ампервитков катушки 5 начинают вычитаться ампервитки катушки 5. Поэтому насыщение сердечников анодных катушек падает, проницаемость сердечников |л возрастает, а стало-быть самоиндукция и взаимоиндукция анодных катушек увеличиваются. Из теории выпрямителей известно, .что отдаваемое выпрямителем напряжение можно представить формулой: v-.iJi- .... / В этой формуле: V -напряжение холостого хода; х - индуктивное сЬпро тивление аноДнЫх катушек; /-- отда, .S ваемый выпрямителем постоянный ток и i:-постоянная, зависящая от числа фаз выпрямителя. Задавшись соотношением - где.0 - какая-то произвольная постоянная, и подставив выражение (2) в фор,1улу (1), можно убедиться, что сила тока, отдаваемого выпрямителем, будет все время оставаться постоянной / 1 I равной независимо от сопротивлеvyvyfeoния нагрузки выпрямителя. Такой вид зависимости для х, какой дан в формуле (2), можно, например, получить, .выполнив анодные катушки 4 .и катодную катушку 5 так, чтобы постоянные составляющие их ампервитков. всегда взаимно уничтожались (р нриведенной на чертеже двухфазной схеме для этого необходимо, чтобы число витков каждой из анодных катушек быЛд, больще числа витков катодной реа ктивной катушки 5). Тогда магнитная проницаемость сердечника 2 будет лишь функцией тока, текущего по параллелБ-ной обмотке 3. Последний же зависит; только от . Рассчитав соответственно 6 -. ; .. размеры сердечника (в случае нужды можно, например, в нем сделать щели, вырезы и т. д.) и выбрав подходящий сорт железа или включив последовательно с параллельной обмоткой возбуждения соответствующее сопротивление, всегда можно добиться нужного вида зависимости (O ч следовательно (t).. Придав зависимости (V / ) другой вид,. можно получить любую другую форму кривой для внешней характеристики выпрямителя. При нгелании можн(Э даже получить падающую характеристику, айалогичную характерис;тике шунг ТОБОЙ динамо-машинь постоянного тока. Отсюда видно, что, изменяя число витков анодных катушек 4 и катодной катушки 5 или включив в цепь катушки 3 реостат и меняя величину сопротивления последнего, легко можно менять вид внешней характеристики предлагаемого выпрямителя и величину тока короткого замыкания, приноравливаясь в каждом отдельном случае к особенностям выполняемой сварочной работы. .Такая выпрямительная установка имеет в качестве источника тока дл дуговой электросварки следующие преимущества по сравнению с динамо-s машинами:. 1)отсутствие вращающихся частей, простоту конструкции, портативность и дещевизну; 2)возможность получения практически любой внешней характеристики от одного и того же агрегата; 3)вь1сокий к. п. д., отсутствие потерь холостого хода и хороший коэфициёнт мощности питающей выпрямитель сети; 4)простоту управления и легкую воз- можность дистанционного управления. Очевидно, что такой выпрямитель

может применяться не только для целей электросварки, но и в любом другом случае, когда от источника тока требуется какой-либо специальный вид внешней характеристики.

Предмет изобретенияВыпрямительное устройство для питания сварочной дуги с газотронами, с накаленным катодом, анодными и катодной реактивными катушками и параллельной обмоткой возбуждения, расположенными на общем магнитном сердечнике, отличающееся тем, что сердечник броневого типа с увеличенным сечением среднего стержня имеет в средней части ра: ветвление магнитопровода, по числу фаз питающего трансформатора, на отдельных ветвях которого расположены айодные реактивные катушки, тогда как на крайних частях сердечника, имеющих увеличенное сечение, расположены катодная реактивная катушка v( параллельная обмотка возбуждения, ампервитки которых действуют навстречу.