Устройство для запуска и питания плазменно-дуговой установки постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК H05B7/18 H05H1/24 G05F3/06 

ка которого включена последовательно с межэлектродным промежутком 23 . В этом устройстве необходим промежуточный трансформатор, которьШ помимо согласования нагрузки, вьшолняет функции ог раничения режима холостого хода. Для этого его магнитопровод изготавливается из дорогах и дефицитных специальных магнитных материалов, обладающих прямоугольной петлей гистерезиса. Режим холостого хода, как один из рабочих режимов дуговых нагрузок, является ДЛИ индуктивно-емкостного преобразователя ИЕП| аварийным, поэтому указанные ус ройства приндипиально не могут работать без промежуточного трансформатора, даже когда не требуется согласования нагрузки. В этом последнем случав сам трансформатор, рассчитанный на транзит ьеей мощности дугойой нагрузки, функционирует тольк кратковременно, и в остальное время на рабочем режиме силового питания оказывается функционально неиспользуемым, балластным, что обуслаЖивает лишь дополнительные потери и нереализованный .резерв уменьшения габаритов и устройства. Кроме того, необходимость в дополнител ных органах коммутации и управления, а также в элементах обратной связи )и временньрс задержек к этим устройствам, как и к упомянутым выше и.х, приводит к усложнению устройства и управления им, ухуд шению габаритных показателей и снижению надежности, С целью упрощения устройства и повыш ния его надежности в-предлагаемом устрой стве первичная обмотка трансформатора осциллятора включена последовательно с одни из реактивных элементов преобразователя. Такое включение первичной обмотки тра сформатора обеспечивает ограничение.экстр токов и перенапряжений в режиме холостого хода с одновременным запуском системы и последующее автоматическое снятие J этого ограничения за счет резкого умень шения индуктивного сопротивления первичной обмотки от подмагничивающего действия постоянного тока дуги и от уменьшени сопротивления нагрузки во вторичной цепи; оно кроме того, обеспечивает автоматическ самозапуск системы после случайного срыв дуги.. На фйг, 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства с питание от однофазной сети; на фиг. 2 и 3 - воэ можные-варианты включения обмоток осциллятора в цепи индуктивна-емкостного преобразователя, а также в цепь силового кончура выпрямленного тока. Устройство для запуска и питания плазменно-дуговой установки содержит индуктивно-емкостный преобразователь ИЕП, который включает в сёгбя резонансную цепочку состоящую из реактивных элементов-ивдуктивности Ь и емкости С , и индуктивности L , численно равную индуктивности 1, и связанную с ней взаимной индуктивностью М ; выпрямтгель Ь , фильтр Ф , состоящий из емкости Сф , который сглаживает пульсации выпря ленного напряжения, затрудняющие горение дуги, совмещенные ограничитель режима холостого хода и осциллятор ОС , который подавляет экстратоки и перенапряжения во входной цепи устройства в режиме холостого хода и одновременно осуществляет запуск плазменно-дуговой установки. Первичная обмотка ЗVJ трансформатора Т включена последовательно с индуктивностью L преобразователя ИЕП , а вторичная обмотка W вклю чена последова 9льно с межэлектродным промежутком плазменно-дуго&ой .установки Д. Устройство работает следующим образом. При подаче на вход устройства переменного напряжения U частотой f , когда в отсутствие дуги (ВЫХОД преобразователя ИЕП оказывается в режиме холостого хода, практически все напряжение сети прикладывается к обмотке Wi трансформатора Т, поскольку в этом случае общее реактивное сопротивление L-C цепочки равно нулю, а активное - очень мало. При этом величины входного тока и напряжений на элементах Ь и С будут ограниченными и целиком определяться в.ходным сопротивлением трансформатора Т . Одновременно с этий BbicojKoe напряжение, развиваемое во вторичной обмотке трансформатора - вызывает электрический пробой межэлектродного промежутка Д и возникновение постоянного тока дуги, который в свою очередь начнет подмагничивать сердечник трансформатора Т . 3 результате резкого уменьшения В.ХОДНОГО сопротивления трансформатора Т , происходящего при этом, ограничение ;снимается, и практически все напряже- . ние сети прикладывается к преобразователю ИЕП, обеспечивая работу системы в стационарном режиме. В случае срыва горения дуги, процесс запуска возобновляется в. том же порядке сразу, автоматически и самопроизвольно. В схеме устройства (фиг. 2), предназначенного для питания от 3-х фазной сети, показаны вариант включения первичных обмоток V/ трансформатора последовательно конденсаторам С преобразователя ИЕП и характерный х;пособ соединения вторичных обмоток 2 РИ котором обшее напряжение на его выходе равно удвоенному фаз ному напряжению. А представленный вариан включения вторичных обмоток, осциллятора через резистор К параллельно дросселю .U ф фильтра Ф позволяет снизить ток через НИ.Х и уменьшить сечение их провода. Кроме того, пуьтктиром на фиг. 2 показаны .способ возмож йго включения шунтируюшег конденсатора ц , улучшающего условия. пробоя межэлектродного промежутка, и способ возможного включения элементов интег рирующей цепочки - конденсатора С ц и диода Д . , повышающих,надежность запуска. В схеме устройства {фиг. 3) для /гре.хфазного питания, отличающегося уменьшенными пульсациями на выходе, изображен вариант включения первичных обмоток трансформатора последовательно с реактивными элементами запараллепенныхрезонансвык и-С цепочек Г Так же показан осциллятор ОС,, выполненный на трех однофазны трансформаторах, что исключает неодинако- вость подмагничивая различных стержней случае одного трехфазного трансформатора вызываемую этим (.хотя и небольшую) фазовую ассиметрию в стационарном режиме. Совмещение функций ограничителя режим холостого хода и осциллятора посредством указанной схемы включения его обмоток по зволяет исключить из схемы промежуточны трансформатор и отдельные элементы управ ления осциллятором, что упрощает само устройство н управление им, а также дает выигрыш в весе и габаритах. Кроме того, это повьш1ает надежность устройства, обе- .спечивает более высокую устойчивость и автостабилизацию режима дугоплазменного аппарата. Опытный образец предложенного устройства, изготовленный на предприятии-заявителе по схеме фиг. 1 с питанием от сети 115 В, 4ОО Гц, в расчете на максимальную мощность 500 ВТ, за счет исключения промежуточного трансформатора и отдель- .ных элементов коммутации и управления им

Htn

,V,

-с1 ггет уменьшенные на 25-30% суммарные объем и массу всех электрических элементов устройства. Проведенные также испытания при питании лабораторного воздушного ппазм(трона подтверднпи работоспособность устрой.вместе с тем устойчивость и автостабилизация режима дуги наблюдалась при расходе воздуха на больших, чем при питании этого же плазмотрона от устройства с отдельным осциллятором, что свидетельствует о более высокой надежности работы системы, особенно в условиях большах флуктуации расхода газа. Формула изобретения Устройство для запуска и питания плаз-меннси-дуговой установки постоянного тока, содержащее индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока, выполненный в виде настроенных в резонанс на частоте питающей сети реактивных элементов-дросселя н конденсаторной батареи, вьгеод которого подключен через выпрямитель I ,к межэлектродному промежутку, и ОСЦИГ.ЛЯТОР, выполненный в виде трансформатора, вторичная обмотка которого включена последовательно с межэлектродным промежутком, отлич ающе-е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, первичная обмотка трансформатора осциллятора включена последовательно с одним из реактивных элементе преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: il. Ко роте ев А. С. Генераторы низкотемпературной1 плазмы. М., Наука, 1969, с. 56..3 2. Эсибян Э. М. и др. Устройство для итания сварочной дуги .стабилизированным, оком с применением индуктивнонемкостного езонансного контура, Автоматическая х;вара, № 3, 1962, с. 18-21.