Источник питания для сварки Советский патент 1980 года по МПК B23K9/00 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ

1

Изобретение относится к источникам питания сварочной дуги и может быть применено в любой области народного хозяйства, где применяется сварка.

Известен источник питания для сварки, содержащий сварочный генератор с независимым возбуждением, электродвигатель которого подключен к клеммам сети, выпрямитель для питания обмотки возбужденля и датчик тока нагрузки 1.

Этот источник имеет подающие внешние характеристики.

Переход от одной статической характеристики на другую осуществляется посредством изменения тока возбуждения. Измерение тока возбуждения обычно производится посредством регулируемого сопротивления, включенного в цепи возбуждения.

Поскольку стабильность тока нагрузки (сварочного тока) сильно зависит от тока возбуждения генератора, для предотвращения колебаний тока нагрузки при колебаниях напряжени:я питающей сети, между сетью и системой возбуждения включен ферромагнитный стабилизатор напряжения.

Генераторы этого типа обладают рядом положительных свойств, предопределяющих

ихшиpШ6ёnpWмlsnёШ Wapб iШы fil)SкS- во детве: легкость регулирования сварочного тока, стабильность сварочного тока относительно изменения напряжения питающей сети и т. д.

Однако генераторы этого типа обладают и рядом недостатков. Например, при регулировании тока нагрузки изменением тока возбуждения пропорционально изменению тока нагрузки уменьщается напряжение холостого хода генератора, что приводит к

затруднению зажигания дуги. Увеличение ампер-витков размагничивающей обмотки для получения малых токов нагрузки с сохранением достаточной величины холостого хода, приводит помимо увеличения габаритов к ухудшению динамических свойств генератора. Это ограничивает диапазон регули.рования тока нагрузки сварочных генераторов подобных типов.

Известные сварочные генераторы обладают также тем недостатком, что ферромагнитные стабилизаторы напряжения тока возбуждения сварочного генератора не обеспечивают стабилизацию тока возбуждения относительно изменения сопротивления обмотки возбуждения при различных температурах нагрева. Вследствие этого сварочные генераторы с ферромагнитными стабилизаторами напряжения имеют различные характеристики при включении холодного генератора и при нагретом состоянии. Ввиду того, что установившиеся температуры нагрева генератора достигаются в течение лишь 2 - 3 ч, нестабильность характеристик генератора относительно температурьГ нагрева являются крупным недостатком. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и одновременно повышение стабилизации тока нагрузки. Это достигается тем, что в источник питания предлагаемой конструкции выведены индуктивно-емкостный преобразователь, трансформатор которого выполнен с подмагничиванйем ярж, и дополнительный выпрямитель, причем индуктивно-емкостный преобразователь своим входом подключен к клеммам сети, а выходом к упомянутому выпрямителю, обмотка подмагничивания трансформатора подключена через дополнительный выпрямитель к датчику тока наг рузкй. Принцип работы устройства поясняется чертежом. Устройство включает в себя сварочный генератор Г , содержащий независимую обмотку возбуждения ОВ, размагничивающую обмотку Ор и щунтК, откуда снимается напряжение, зависящее от тока нагрузки; индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока, выполненный в виде «звезды, одним лучом которой являются первичные обмотки ОН и О12 трансформатора Тр, подключенные к одной из фаз, вторым лучом - дроссельЬ, подключенный к отстающей фазе, и третьим - конденсатор С, подключенныйк ипережающей фазе; трансформатор Тр, содержащий комплект обмоток; первичные обмотки ОН и 012, расположенные на различных стержнях, вторичные O2I и О22 и обмотку подмагничивания ОП, расположенную таким образом, что переменные ЭДС, наводимые на эту обмотку от других обмоток, урав.ноВешивают друг друга; выпрямительный блок ВБ1 для питания обмотки возбуждения; выпрямительный блок ВБ2, питающий обмотку подмагничивания трансформатора, и потенциометр 2 для регулирования тока этой обмотки. Принцип работы устройства состоит в следующем.. Известно, что если реактивные сопротивления индуктивности L и конденсатора С равны друг другу Дц .)f(, то при схеме соединения, приведенной на чертеже , ток ветви А Лд не зависит от нагрузки J - const, где u;i -линейное напряжение питающей сети; X - Xi, Хс - реактивное сопротивление элементов L и С Поэтому ток обмотки независимого возбуждения не завиСИТ от ее сопротивления и соответственно от степени нагрева обмотки. Следовательно, ток нагрузки генератора не зависит от степени нагрева обмотки возбуждения. При изменении тока подмагничивания In изменяется насыщенность сердечника трансформатора Тр, соответственно изменяется коэффициент трансформации, и при неизменном токе /А в первичных обмотках трансформатора изменяется ток вторичных обмоток трансформатора и соответственно ток возбуждения /вТаким образом, изменендем тока подмагничивания In посредством регулирования потенциометра R 2 регулируется ток возбуждения обмотки генератора /в и соответственно ток нагрузки генератора /«. При этом мощность управления в десятки и сотни раз меньше мощности, потребляемой обмотками возбуждения, что упрощает дистанционное управление током сварки. При изменении напряжения сети пропорционально изменяется ток первичных обмоток трансформатора /А. Однако при этом соответственно изменяется ток подмагничивания таким образом, что восстанавливается величина тока возбуждения, установленная заранее. Например, путем увеличения напряжения сети возрастает ток обмотки вэзбуждения генератора /в Пропорционально напряжению сети. Пропорционально напряжению сети увеличивается и ток подмагничивания /п. Это приводит К увеличению реактивной составляющей тока в первичной обмотке трансформатор Тр, и ток возбуждения / снижается до исходной величины. Таким образом,устройство обеспечивает регулирования тока нагрузки и стабилизации тока нагрузки относительно изменения напряжения питающей сети и степени нагрена обмоток возбуждения, Расширение диапазона регулирования тока нагрузки достигается следующим образом. Положение I переключателя диапазонов соответствует диапазону больших токов нагрузки (например, 300 - 500 А). Положение II переключателя диапазонов П со5тветствуёт диаПазону средних токов сварки 160 - 300 А. Причем нижняя величина тока (например, 160 А) соответствует минимально допустимой величине напряжения холостого хода (обычно 50 В). Для дальнейшего уменьшения тока нагрузки в известных генераторах включают бал астное сопротивление, которое ухудшает технико-экономические показатели генераторов, В предлагаемом устройстве в цепь нагрузки включен шунт R1. ЭДС падения напряжения на шунтеподключена последовательно согласно ЭДС выпрямительного блока в цепи подмагничивания трансформатора. Соотношение напряжений выхода выпрямительного блока в шунте устанавливают таким образом, что при работе генератора на минимальных токах (диапазон малых токов,