Сварочный осциллятор Советский патент 1974 года по МПК B23K9/06 

Изобретение относится к устройствам стабилизации процессов сварки.

Известен сиарочный осциллятор, содержащий повышающий трансформатор, накопительные и разрядный конденсаторы, искровой раз.рядник и выходной высокочастотный трансформатор.

Для повышения эффективности и надежности работы в предлагаемом осцилляторе искровой разрядник выполнен из трех силовых электродов, соединенных с разрядным и накопительными конденсаторами, и четырех управляющих электродов, размещенных попарно между силовыми электродами, а в осциллятор введены два дополнительных импульсных высоковольтных трансформатора, первичные обмотки которых через введенный в осциллятор управляемый коммутатор подключены к выходной обмотке сварочного трансформатора, а вторичные соединены с управляющими электродами искрового разрядника.

На чертеже изображена принципиальная электросхема предлагаемого сварочного осциллятора.

Сварочный осциллятор содержит накопительные конденсаторы С и Cj, разрядный конденсатор Сз, импульсные конденсаторы С и С, защитный конденсатор Сзащ, опорные диоды Д1 и Да, тиристоры Дз и Д, образующие управляемый коммутатор УК, диоды Дз и Дб

в цени управления тиристоров Дз и Д4, силовые электроды C3i-СЭз и управляемые электроды УЭ)-УЭ искрового разрядника УР, сварочный трансформатор ТС, повьипающий

трансформатор ТР1, выходной высокочастотный трансформатор ТР2, импульсные высоковольтные трансформаторы ТРЗ и ТР4, дифференцирующий тра-нсформатор ТР5, сопротивление JRi в цепи дифференцирующего трансформатора, сопротивления R2 и Кз в цепях управления тиристорами Да и Д4, дроссель ДР в сварочной цепи и реле Р напряжения.

Силовые электроды C3i-СЭз через диоды Дь Дз, вторичную обмотку трансформатора

ТР1 и первичную обмотку трансформатора ТР2 соединены с накопительными и разрядным конденсаторами Ci-Сз. Между силовыми электродами СЭ, СЭз и СЭь СЭг размещены попарно управляющие электроды УЭь УЭг и

УЭз, УЭ4. Эти электроды подключены ко вторичным обмоткам повыщающих импульсных высоковольтных трансформаторов ТРЗ и ТР4 управления. Управляемый коммутатор включает в себя

два соединенных встречно-параллельно тиристора Дз и Д4, последовательно с которыми включены соответственно первичные обмотки трансформаторов ТРЗ и ТР4 управления. Обе параллельных ветви, каждая из которых содержит тиристор и соответствующую обмотку трансформатора управления, подключены ко вторичной обмотке сварочного трансформатора ТС через общий формирующий импульсный конденсатор С. Фазосдвигающее устройство включает в себя дифференцирующий трансформатор ТР5, первичная обмотка которого через активное сопротивление Ri подсоединена к сварочному электроду и изделию.. Параллельно первичной обмотке трансформатора ТР5 через нормально закрытый контакт реле Р напряжения подключен фазосдвигающий импульсный конденсатор GS. Традсформатор ТР5 имеет две вторичные обмотки TP5II и TP5III. Вторичная обмотка TP5II через последовательно соединенные диод Дв и ограничительное сопротивление R2 соединена с отпирающим электродом и катодом тиристора Дз, а вторичная обмотка TP5JII через диод Де и сопротивление JRa - с отпирающим электродом и катодом тиристора Д4. При холостом ходе сварочного трансформатора ТС (в момент первоначального возбуждения дуги) падение напряжения на сварочном дросселе ДР равно нулю, и нормально закрытый контакт реле Р подключает фазосдвигающий кенденсатор Cs к первичной обмотке дифференцирующего трансформатора ТР5. В этом случае к последовательной цепи: RI - первичная обмотка TP5I приложено напряжение холостого хода сварочного трансформатора, которое дифференцируется трансформатором ТР5, сдвигается по фазе конденсатором Cs и со вторичных обмоток TP5II и TP511I поступает после выпрямления диодами Дб или Дб соответственно на отпирающий электрод тиристора Дз (в одном полупериоде промышленной час1Ч)ты) или на отпирающий электрод тиристора Д4 (в другом полупериоде). Величина фазосдвигающего конденсатора Cs подобрана таким образом, чтобы тиристоры Дз и Д4 открывались соответственно при 70 и 250 электрических градусах кривой напряжения сварочного трансформатора ТС. Поскольку на вход управляемого коммутатора УК также поступает напряжение холостого хода сварочного трансформатора, то при поочередном открытии тиристоров Дз и Д4 в каждом полупериоде промышленной частоты формирующий конденсатор С4 перезаряжается и в первичных обмотках TP3I и TP4I поочередно протекают импульсы тока. Во вторичных обмотках трансформаторов управления ТРЗП и ТР411 поочередно в каждом полупериоде промышленной частоты наводятся высокие Э.Д.С., достаточные для пробоя соответствующих промежутков между управляющими электродами УЭ и УЭа или УЭз и УЭ4. В результате этого между управляющими электродами проскакивает искра, которая ионизирует соответствующий воздушный промежуток между силовыми электродами управляемого разрядника. Накопительные конденсаторы Ci и С2 заряжаются в соответствующие полупериоды промышленной частоты через диоды Д1 или Д2 от вторичной обмотки трансформатора ТР1. Напряжение заряда конденсатора Ci приложено к разрядному промежутку между силовыми электродами C3i и СЭз, а напряжение заряда конденсатора Сз - к разрядному промежутку между электродами C3i и СЭг. Величины воздушных зазоров между силовыми электродами установлены такими, чтобы исключался их самопроизвольный пробой напряжением заряда накопительных конденсаторов. Пробой промежутков между силовыми электродами и, следовательно, разряд накопительных конденсаторов Ci или Cz возможны только в момент возникновения искрового разряда между соответствующими управляющими электродами, т. е. в момент ионизации промежутка вспомогательной искрой. Во время одного из полупериодов промышленной частоты между управляющими электродами ySi и УЭ2 проскакивает искра, которая ионизирует разрядный промежуток между силовыми электродами C3i и СЭз. Происходит электрический пробой этого промежутка, и накопительный конденсатор Ci разряжается через вспомогательный разрядный конденсатор Сз на первичную обмотку выходного трансформатора ТР2. В следующий полупериод при проскакивании искры между управляющими электродами УЭз и УЭ4 аналогично разряжается -накопительный конденсатор С2, и далее процесс повторяется. Во вторичной обмотке трансформатора ТР2, включенной последовательно в сварочную цепь, наводятся высоковольтные импульсы напряжения, которые обеспечивают пробой промежутка между сварочным электродом и изделием и возбуждают между ними дугу от сварочного трансформатора ТС. Так как первичное напряжение трансформатора ТР2 достигает нескольких киловольт, то для возбуждения сварочной дуги без соприкосновения электрода с изделием требуется небольшой коэффициент трансформации выходного трансформатора ТР2 (,5-2,0). После возбуждения дуги и появления тока в сварочной цепи реле Р отключает фазосдвигающий конденсатор Cs. В этом случае через сопротивление Ri на первичную обмотку дифференцирующего трансформатора ТР5 подается дуговое напряжение Од. Поскольку послеовательное соединение активного сопротивления RI и первичной обмотки TP6I представляет дифференцирующую цепочку, то на обмотке TP5I действует напряжение, пропорциональное производной дугового напряжения по Б моменты измерения полярвремениости дугового напряжения производная аксимальна, и в эти моменты во вторичных бмотках трансформатора TP5II и TP5I11 возикают кратковременные импульсы напряжеия, отпирающие соответственно тиристоры з или Д4, что приводит затем к появлению скры между соответствующими управляем мн электродами и, следовательно, к разряду того или иного накопительного конденсатора аналогично тому, что имело место при холостом ходе сварочного трансформатора. Так как процесс электрического пробоя разрядного промежутка между силовыми электродами управляемого разрядника при дополнительной ионизации его вспомогательной искрой практически безыне.рционен, то в процессе горения сварочной дуги стабилизирующие импульсы подаются на дуговой промежуток строго синхронно с изменением полярности дугового напряжения, что обеспечивает надежность возбуждения сварочной дуги в начале каждого полупериода сварочного переменного тока. Таким образом, при первоначальном возбуждении сварочной дуги предлагаемое устройство обеспечивает подачу на промежуток между сварочными электродом и изделием в течение каждого полупериода промышленной частоты только одного высоковольтного импульса, синхронизированного с напряжением холостого хода сварочного трансформатора, а в процессе горения сварочной дуги каждый стибилизирующий импульс, выдаваемый осциллятором, подается на дуговой промежуток в момент изменения полярности дугового напряжения, что обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

Предмет изобретения

Сварочный осциллятор, содержащий повышающий трансформатор, накопительные и разрядный конденсаторы, искровой разрядник и выходной высокочастотный трансформатор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы, искровой разрядник выполнен из трех силовых

электродов, соединенных с разрядным и накопительными конденсаторами, и четырех управляющих электродов, размещенных попарно между силовыми электродами, а в осциллятор введены два дополнительных импульсных вы.

соковольтных трансформатора, первичные обмотки которых через введенный в осциллятор управляемый коммутатор подключены к выходной обмотке сварочного трансформатора, а вторичные соединены с управляющими электродами искрового разрядника.

л ЛЗЁ

Т А

775

( 1 1

.;.г;

с гэ сrifj l

WjLIJ