Устройство для питания дугового разряда Советский патент 1984 года по МПК B23K9/00 B23K9/06 

Изобретение относится к области производства источников питания постоянного тока, в частности к устройствам для питания дугового разряда5 и может найти применение при дуговой электросварке в различных отраслях промьппленностио Известно устройство для питания дугового разряда.5 содержащее многофазный источник переменного тока; индуктивность и выпpя штeльный мост, вьшолненньш из попарно-последовательно соединенных диодовj анод одного и катод другого которых соединены с выходными клеммами устройства, а обпре точки подключены соответственно к каждой фазе источ ника переменного тока Cl3. В известном устройстве получаемый постоянньй ток протекает по ка тушке индуктивности, включенной на выходе устройства. Изменения тока, возникающие в результате перегрузок или коротких замыканий, вьщают индуктивные сигналы, используемые для защиты источника питания, а также для создания постоянной величины тока на выходе вне зависимости от измeнeния напряжения, Поскольку величина напряжения необходимого для поддержания устойчивого дугово го разряда, превышает напряжение г рения дуги при сварке, то мощность фактически потребляемая устройством, значительно превышает мощност дугового разряда, что приводит к увеличению габаритов и мощности многофазного источника переменного тока. Стремление уменьшить мощност (габариты) последнего в конечном итоге приводит к ухудшению стабиль ности дугового разряда. Указанный недостаток частично устранен в другом устройстве для питания дугового разряда, в котором общие точки попарно-последовательно включенных диодов выпрямительного моста подключены соответственно к каждой фазе многофазного источника переменного тока при помощи набора индуктивноетей C2J. Включение индзгктивностей -на стороне переменного тока в известном устройстве позволило несколько уменьшить мощность, потребляемую устройством. Однако уменьшение габаритов мно гофазного источника переменного то ка известного устройства привело. 2 к ухудшению стабильности дугового разряда. Целью изобретения является уменьшение мощности многофазного источника переменного тока и стабилизация процесса сварки. Это достигается тем, что в устройство для питания дугового разряда, содержащее многофазный источник . переменного тока, набор индуктивностей и выпрямительный мост, выполненньй из попарно-последовательно соединенных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходными клеммами устройства, а общие точки при помощи индуктивностей подключены соответственно к каждой фазе источника переменного тока, введена группа по числу фаз источника переменного тока дополнительных папарно-последовательно соединенных диодов и набор конденсаторов, при зтом каждая пара дополнительных диодов включена параллельно паре диодов вьтрямительного моста, а общие точки соединения каждой пары дополнительных диодов при помощи соответствующего конденсатора подключены к фазам источника переменного тока. На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Устройство содержит незаземленный многофазный источник переменного тока 1 с необходимыми коммутирующими и другими вспомогательными цепями, блоки 2 попарнопоследовательно соединенных диодов 3, образующие многофазньй вьшрямительный мост 4, и катушки индуктивности 5, подключенные в разрьш кащ(ой фазы А,В,...О источника переменного напряжения 1 и одноименной фазы А,В,...О вьтрямителя 4. Устройство также по каждой фазе А,В,.-..О содержит дополнительный .блок.6 диодов 7, образующий дополнительную фазу выпрямители А, В,...О. Устройство также, содержит конденсаторы 8, подключенные меяоду дополнительной фазой А,В,...0 вьшрямительнрго моста 4 и соответствующей фазой А,В,...О источника переменного напряжения 1. Индуктивность катушки 5 и емкость конденсатора 8 выбирают на основе выражения ,,, .JL,.Ti2( бх toC где u - круговая частота источника переменного напряжения 1; L - индуктивность катушки С - емкость конденсатора 8 Ug - напряжение источника 1 Вбгх напряжение дугового раз ряда j -вь величина выходного тока (тока дугового разряда Уг - коэффициент, учитьшающий увеличение выходног тока за счет емкостного балласта. Допустимое обратное напряжение диодов 3,7 быть больше ампли туды Ug . Допустимый ток диодов 3,7 выбирается по заданной величине 3 вых с учетом скважности их работы. Работает устройство следующим образом. После включения источника 1 на выходе выпрямителя 4 устанавливаетс постоянное напряжение указанной на схеме полярности. Величина этого напряжения близка к амплитуде UgxТок, потребляемый от источника 1, близок к нулю и определяется величи ной токов утечки вентилей 3 и 7. После зажигания дугового разряда на пряжение «а выходе устройства устанавливается равным напряжению дуго- вого разряда (J а величина тока дугового разряда (сварочного тока). и -1 ( -у2(и -и )wC u)L / ex -вых/ Величина тока, потребляемого от источника 1 по каждой фазе, определяется потерями в колебательном контуре, состоящем из последователь но соединенных между собой катушки 5, диодов 3, дугового промежутка, вентилей 7, конденсатора 8. Как известно, внешний внеш. и внут-рённий . ток параллельного колебательного контура связаны межд собой вьфажениём добротность колебательного контура; ff - сопротивление потерь колебательного контура, складывакицееся из активного сопротивления катушки г, сопротивления дугового промежутка . Гд сопротивления вентилей , сопротивления обкладок конденсатора г-, сопротивлений прочих утечек h npov. В предлагаемом устройстве налицо параллельный колебательный контур, поэтому -т BK-Q- где - коэффициент, учйтьюакщий , уменьшение вх счет п-фазного источника и емкостного балласта, .увеличивающего выходной ток до. значения, близкого к амплитудному в V2 раз. В устройстве основным источником потерь колебательного контура является дуговой промежуток, поэтому входной ток практически определяется мощностью дугового разряда. Мощность, потребляемая от источника 1, незначительно превьш1ает мощность дугового разрядаJ основную часть незначительных дополнительных потерь составляют потери в меди катушки 5, т.е. активные потери. Индуктивное сопротивление катушки выбирается равным емкостному сопротивлению конденсатора, т.е. cos 3 устррйства близок к 1, что позволило уменьшить мощность источника переменного тока. Стабильность дугового разряда достигается за счет того, что напряжение до зажигания дуги в предлагаемом устройстве может быть много больше минимально необходимого для поддержания дугового разряда (70 В), Так как это достигает-, ся ценой небольших дополнительных, потерь в меди катушки 5. Кроме того, стабильность дугового разряда объясняется малой величиной пульсации тока дуги, так как токи в индуктивности и емкости СДВИН5ГТЫ относительно друг друга на четверть периода и на выходе выпрямителя складываются так, что миниму мы емкостного тока совпадают с максимумами индуктивного и наоборот. Предлагаемое устройство питания дугового разряда может быть также применено и дпя питания дуговых

59365496

газоразрядных ламп, где будет обес- десс дугового разряда в этой лампечивать высокую экономичность и пе практически не отличается от стабильность дуги, так как про- , дугового разряда при сварке.

УСТРОЙСТВО для ПИТАНИЯ ДУГОВОГО РАЗРЯДА преимущественно при дуговой электросварке, содержащее многофазный источник переменного тока, набор индуктивностей и выпрямительный мост, выполненный из попарно-последовательно соединенных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходнь1ми клеммами устройства, а общие точки при помощи индуктивности подключены соответствен-, но к каждой фазе источника переменного тока, отличающееся тем, что, с целью стабилизации процесса сварки и уменьшения мощности источника переменного тока, в устройство введена группа по числу фаз источника переменного тока дополнительных попарно-последовательно соединенных диодов и набор конденсаторов, щ этом каждая пара дополнительных диодов включена параллельно паре диодов выпрямительного моста,а общие точки соединения каждой пары дополнительных диодов при помЬщи соответствукицего конденсатора подключены к фазам источника переменного тока 0 со О) сл 4 ;о

д

Xf