Способ управления режимом работы источника тока Советский патент 1975 года по МПК H05B7/18 G05F3/06 B23K9/00 

1

Изобретение касается электропитания плазменнодуговых установок и предназначено преимущественно для ручных процессов резки и сварки металлов.

Известный индуктивног-емкостный преоб разователь (ИЕП) источника напряжения в источник тока позволяет простыми и надежными средствами получить крутоподаю- щую внешнюю характеристику источника питания и обеспечить устойчивое горение дуги в области рабочих напряжений.

Однако в таких устройствах значение напряжения между электродом и изделием при обрыве дуги (режим холостого хода) превосходит его максимальное значение при горении дуги.

Цель изобретения - повысить рабочее напряжение на дуге при сохранении максимально допустимого напряжения холостого хода.

Это достигается тем, что величину выходного тока преобразователя I л по от ношению к . току намагничивания согласующего трансформатора Ig поддерживают в диапазоне Ig L 4 l,2l,j ,

обеспечивая при этом работу согласующего трансформатора на колене кривой намагничивания.

На фиг. 1 дана принщшиальная схема системы электропитания; на фиг. 2 - однофазньш эквивалент принципиальной схемы; на фиг 3 и 4 - кривые, определяющие статические выходные характеристики систем электропитания; кривая 1 - при наличии только ИЕП и кривая 2 - ИЕП с введением в контур нагрузки дополнительной э. д. с.; на фиг. 5 - кривая намагничивания магнитопровода согласующего трансформатора; на фиг, 6 - кривые напряжений; а

- выходное напряжение U ИЕП, б - на пряжение J дополнительного трансфор у

тора и в - напряжение U

J на нагрузке.

Питание плазмотрона осуществляется от трехфазного ИЕП 1 с согласующим тран форматором 2 и дополнительного трансформатора 3, вторичные обмотки которых соединяются последовательно-согласно и подключаются через выпрямительный мост 4 к плазмотрону 5 (см, фиг, 1). Во всех известных случаях значение максимального дшлряженйя UH..,,, в этих - ,. . ИипС схемах ниже значения напряжения холостого хода устройства Ь (см, фиг. 3). Исследования показали, что при питании плазмотрона от ИБГГ с дополнительным трансформатором 3 (см. фиг. 2) возможно (см. фиг соблюдение условия Ц V . Это обеспечивается дополнительным согла сованием значений выходного тока ИЕП и токи намагничивания согласующего трансформатора. Согласующий трансформатор 2 работае в режиме, существенно отличающемся от релсима работы обычных трансформаторов. Это обусловлено тем, что ток в его первичной обмотке почти не меняется при иэ менении нагрузки, а потом меняется в щи роких пределах. Таким образом, у согласующего трансформатора, работающего в режиме питания неизменным током, при изменении сопротивления нагрузки будет изменяться ток намагничивания, поскольку индукция сердечника, зависимая от напряжения нагрузки, будет величиной переменной. Наименьшее значение индукции в сердечнике магнитопровода будет наблюдаться при коротком замыкании, т. е. при сопротивлении нагрузки, равном нулю. Значение тока намагничивания при этом достигнет своего наименьшего пренебрежимо малого значения. Обычно при расчете согласующего . трансформатора, добиваясь большей точности в передаче тока, значение рабочей магнитной индукции В в сердечнике транс форматора выбирается не выше максимал ного значения В для данной марки , стали. В этом случае изменение состояния сердечника трансформатора во всем диапазоне изменения сопротивления нагрузки будет соответствовать работе на линейном участке ав кривой намагничивания (см. фиг. 5). Действующее значение напряжения на нагрузке U , представляющее собой сумму напряжений ИЕП (Ц) и дополнительного трансформатора 3 (Up), , щш режима обрыва дуги является большим, чем на участке 1 COnSt (фиг. 3, кривая 2), При разработке систем электропитания плазмотронов на основе ИЕП с дополни- тельным трансформатором следует подде{ живать соотношение 1йежду выходньГм током ИНП 1д и током намагничивания согласующего трансформатора Ig в диапазоне o In 1,2.1,. Рабочее состояние сердечника трансформатора при этом характеризуется областью, близкой к состоянию технического насыщения - участок cj кривой намагничивания (см. фиг. 5). При обрьше дуги напряженность поля в магнитопроводе трансформатора увеличивается, что сопровождается некоторым искажением формы кривой напряжения и одновременным смещением напряжения Uj Поэтому действующее относительно Ur значение кривой напряжения на нагрузке и„ , являющейся результирующей кривых и„ , при обрьше дуги будет меньJ const чем на участке форма кривой напряжения ИЕП изменяется и напряжения U, « i/падают по фазе (см. фиг. 66). Для поддержания указанного соотношения необходимо изменять число витков первичной обмотки согласующего трансформатора. При соотношении 1,2 вслед-2твие глубокого насыщения магнитопровода согласующего трансформатора форма кривых гзменится, действующее значение напряже ия, прикладываемого к нагрузке, больше, ем на участке 1 (см. фиг. 6в). ормула изобретения Способ управления режимом работы и ;точника тока, вьшолненного в виде трехг ф оного индуктивно-емкостного преобразоBi теля, подключенного к первичной обмо- к« согласующего трансформатора, ко втоPI чной обмотке которого последовательносс гласно подсоединены вторичные обмотки до юлнительного трансформатора, о т л ич I ю щ и и с я тем, что, с целью повыше гая рабочего напряжения на дуге при со: ранении максимально допустимого наnps жения холостого хода, величину выходног э тока преобразователя 1.. по ию к току намагничивания согласующетрансформатора J поддерживают го трансформатора J в . ,21,, обеспечивая при див азоне 3TOt работу согласующего трансформатора на к олене кривой намагничивания. #W h Г

Фиг.1 i Г h/i R

Г

J

.

А9

д

С

п

t/г

fuz.Z

yvwrr fX

Ф je.j

УА/Д;

J.

/

4.5