Сварочный осциллятор Советский патент 1978 года по МПК B23K9/06 

1

Изобретение относится к области сварочного оборудования и предназначено для использования в сварочных аппаратах и установках, но может применяться и в других случаях, когда необходимо возбуждать дугу без соприкосновения электродов.

Известен сварочный осциллятор, содержащий корпус, в котором размещены зарядный трансформатор, накопительный конденсатор, коммутатор и магнитопровод высокочастотного трансформатора с обмоткой.

Этот осциллятор универсален, т. е. может использоваться и как параллельный и как последовательный, имеет уменьшенные габариты и вес благодаря применению высокочастотного трансформатора с нормальным рассеянием, имеет уменьщенный уровнеь генерируемых им радиопомех.

К недостаткам осциллятора относится то, что высококачественный трансформатор имеет многовитковую вторичную обмотку, что затрудняет его изготовление. Поэтому при последовательном включении такой осциллятор применяется при сравнительно малых токах сварочной цепи (до 350 А). При больших токах приходится переходить на менее эффективное параллельное включение. Осциллятор может быть включен в сварочную цепь только между мундштуком сварочного аппарата и источником сварочного тока, вследствие чего

олокировочная емкость защищает от повреждения высокочастотным напряжением только источник сварочного тока и не защищает сварочный аппарат и находящиеся на нем издеЛИЯ. Надежность сварочного аппарата при таком включении низкая, так как его изоляция загрязняется и затем повреждается высокочастотным напряжением. В связи с этим область применения таких осцилляторов ограничена.

Целью изобретения является расширение области применения осцилляторов и повышение надежности сварочных аппаратов, в которых он используется.

Цель достигается тем, что корпус осциллятора имеет сквозное отверстие, проходящее через окно магнитоировода и служащее для расположения в нем одного из элементов сварочной цени, являющегося вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Таким

элементом сварочной цепи может служить любая токоведушая ее часть - кабель, мундштук сварочного аппарата и т. п. Поперечные размеры сквозного отверстия всегда могут быть сделаны такими, чтобы через него

могла пройти нужная токоведущая часть сварочной цепи. Причем в случае последовательного включения такого осциллятора в сварочную цепь, рассчитанную на большие токи (например, на 2000 А), токоведущая часть сварочной цени служит одновитковой вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Зто значительно облегчает как изготовление, так и исиользоваииг осциллятора. В случае меньших токов и гибких элементов сварочно цени они могут быть пропущены через отверстие многократно, образуя многовитковую обмотку и, следовательно, увеличивая вторичное иаиряжение. Очевидно, что осциллятор может использоваться и для иараллелыюго включения в сварочную цепь. Если предлагаемый осциллятор одеть на токоподводящий мундштук сварочного аппарата, возникает еще одно важное преимущество: блокировочная емкость, подключаемая обычно параллельно источнику сварочного тока для его защиты от повреждения высокочастотным :аиряженнем, теперь защитит н изоляцию сваpoijioro аппарата. Вследствие этого конструкция сварочного аппарата может быть уирощена за счет исключения высоковольтной изоляции, а надежность eio lipH работе с предлагаемым осциллятором повышается. того, значительно уменьншются радиопомехи и новышается эффективjiOCTi действия осциллятора, так как в этом случае умеиьшается длина проводов, находящихся иод высокочастотным напряжением. Другой целью изобретення является уменьшение габаритов и увеличение КПД осциллятора. Эта цель достигается тем, что в качестве обмоткп матнитоировода использован накопительный кои;,ецсатор, обе обкладки которого охватывают магнитопровод через его окно, причем вывод одной из обкладок выполнен с одного копца обмотки, а вывод второй обкладки - с другого коица этой же обмотки; выводы обкладок соединены с разными выводами высоковольтной обмотки зарядного трансформатора и коммутатора. Совмещение емкости и нидуктивности в одном элементе уменьшает количество элементов и исключает соединительные провода между ними, что приводит к уменьшению общих потерь. Следующей целью является повышение надежности осциллятора и снижение уровня радиоиомех. Цель достигается тем, что осциллятор вынолнен в виде монолитного цилиндра с заливкой герметизирующих электроизоляционным материалом, в теле которого расноложены все элементы осциллятора, причем обе обкладки коиденсатора имеют форму поверхности магнитопровода с разрывом по одному из его оснований, камера искрового коммутатора соединена с внешней атмосферой вентиляционными каналами, а корпус осциллятора является экраном. На фиг. 1 показана цринциннальная схема сварочного осциллятора; на фиг. 2 представлена одна из возможных его конструкций. Осциллятор (фиг. 1) содержит зарядный повышающий трансформатор 1, накопительный конденсатор 2, коммутатор 3 и высокочастотный трансформатор 4 с первичной обмоткой 5, вторичной обмоткой 6 и магнитопроводом 7. Осциллятор (фиг. 2) иредставляет собой монолитный полый цИоТиидр из герметизирующего электроизоляционного материала 8, в теле которого расположеиы все элементы осциллятора. Магиптопровод 7 представляет собой также полый цилиндр, а обкладки 9 н 10 иакоиптельиого коиденсатора 2 имеют форму иоверлиости магнитопровода 7 с разрывом по одному из его оснований и расиоложены эквидистантно относительно этой поверхности. При этом обкладки 9 и 10 представляют собой обмотку 5 колебательного контура. Расстоянне между обкладками заполняет диэлектрик И, в качестве которого может быть нснользована, например раднокерамика. Вывод одиой из обмоток, например 9, осуществлен с одного конца обмоткн, а вывод второй обкладкн 10 с другого конца этой же обмотки. Выводы 12 электрически соединены с разноимеиными полюсами высоковольтиой обмотки 13 повышающего трансформатора 1 и искрового коммутатора 3. Электроды 14 и 15 коммутатора имеют теплоотводящие иластины 16. Изоляциоииая пробка 17 служит для защиты от прикосновения к электроду. Камера 18 искрового коммутатора соединена с внешней атмосферой вентиляционными каналами 19, защищенными сеткой 20. Сквозное отверстне 21 служит для насадки осциллятора па нужный токоведущнй участок сварочной цепи. Металлический кожух 22 служит экраном для уменьшения радиопомех, излучаемых в пространство. Осциллятор работает следуюш,им образом. При включении новышающего трансфор.матора 1 в сеть накопительный конденсатор 2 заряжается до напряжения пробоя искрового коммутатора 3 но цепи; вывод высоковольтной обмотки 13 повышающего трансформатора 1 - внутренняя обкладка 10 конденсатора - внешняя его обкладка 9 - другой вывод высоковольтной обмотки 13. При пробое межэлектродного промежутка искрового разрядника 3 замыкается электрическая цепь; внутренняя обкладка 10 конденсатора 2 - электрод 14 разрядника - электрод 15 - внешняя обкладка 9 конденсатора. Возникают затухающие электрические колебания высокой частоты. После затухания колебаний межэлектродный промежуток теряет проводимость. Затем цикл заряд-разряд конденсатора 2 повторяется. Если через отверстие 22 в корпусе пропущена токоведущая часть сварочной цепи, то в ней наводится высокочастотиое напряжение, используемое для возбуждения или стабилизации дугового процесса. Заявляемый осциллятор имеет следующие преимущества по сравнению с известными. Выполнение в корпусе осциллятора сквозного отверстия, проходящего через окно магнитонровода, позволяет использовать его для последовательного включения в сварочную цепь практически при любых сварочных токах, это исключает необходимость применения

защитных высоковольтных дросселей в сварочных цепях и дает большую ЭКОЕЮММЮ цнетного металла (например защитный дроссель типа 1-30 па ток 1000 А из полосовой меди весит 35кг).

Наличие отверстия в корпусе осциллятора позволяет пропускать через него токоподводящий мундштук сварочного аппарата; в таком случае блокировочная емкость, подключаемая обычно параллельно источнику сварочного тока для его защиты от повреждения высоковольтным напряжением, защищает и изоляцию сварочного аппарата; это удешевляет конструкцию сварочного аппарата и повыщает его надежность.

Герметизация осциллятора изоляционным материалом повышает его надежность, срок службы и безопасность, а наличие при этом вентиляционных каналов, связывающих камеру искрового коммутатора с внешней атмосферой, увеличивает эффективность осциллятора.

Использование обкладок конденсатор-а в качестве обмотки магнитопровода дает дополнительные преимущества: уменьшение габаритов осциллятора; повышение его КПД (уменьшение потерь) вследствие укорочения разрядной цепи, а также благодаря совмещению емкости и индуктивности в одном элементе; увеличение надежности осциллятора вследствие того, что обкладки накопительного конденсатора, являющиеся обычно слабым звеном при мощных импульсных разрядах, здесь могут быть выполнены весьма прочными как в механическом, так и в электрическом отношениях.

Уменьшение излучаемых в пространство радиопомех вследствие компактного исполнения колебательного контура и возможности максимально приблизить осциллятор к дуге.

6 Формула изобретения

1.Сварочный осциллятор, содержащий корпус, в которо.м размещены зарядный трансформатор, накопительный конденсатор, коммутатор и тороидальный магнитопровод высокочастотного трансформатора с обмоткой, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности сварочных аппаратов, с которыми он используется, в корпусе осцпллятора выполнено сквозное отверстие, проходящее через окно магнитопровода и служащее для расположения в нем одного из элементов сварочной цепи, являющегося вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора.

2.Осциллятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его габаритов и увеличения КПД, в качестве обмотки магнитопровода использован накопительный конденсатор, обе обкладки которого охватывают магнитопровод через его окно, причем вывод одной из обкладок вынолнен с одного конца обмотки, а вывод второй обкладки - с другого конца этой же обмотки, при этом выводы обкладок соединены с разными выводами высоковольтной обмотки зарядного трансформатора и коммутатора.

3.Осциллятор по пи. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его надежности и снижения уровня радиопомех, он выполнен в виде монолитного цилиндра с заливкой герметизирующим электроизоляционным материалом, в теле которого расположены все элементы осциллятора, нричем обе обкладки конденсатора имеют форму поверхности магнитопровода с разрывом по одному из его оснований, камера искрового коммутатора соединена с внешней атмосферой вентиляционными каналами, а корпус осциллятора является экраном.

IS

лг