Источник питания сварочной дуги Советский патент 1982 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к автономным сварочным агрегатам, и может йлть использовано для .производства сварочных .работ в народном хозяйстве и, в частности в таких отраслях, как транспортное строительство, сельское хозяйство, железнодорожный транспорт.

Известно устройство для дуговой сварки, содержащее в качестве источника электрической энергии i eнератор постоянного тока.

Однако это устройство дорого, малонадежно, требует значительных затрат при эксплуатации (1 3Известно также устройство для дуговой .сварки, в которой в качестве источника электрической энергии использован синхронный генератор с выпрямителем 12 .

Недостатками этого устройства являются наличие сложных систем возбуждения и регулирования напряжения, громоздкость и большая масса источников. .

Нс1Иболее близок к изобретению источник питания, содержащий трехфазный асинхронный генератор, работающий в однофазном режиме, к двум выводам обмотки статора генератора подключены два последовательно соединенные конденсатора возбуждения и эти жэ выводы статора соединены с клеммг1ми нагрузки 3j.

Недостаток этого устройства - малый диапазон регулирования тока нагрузки.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет увеличения диапазона регулирования сварочного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания сварочной дуги, содержащий трехфазный асинхронный генератор повьшенной частоты тока, подключенный по однофазной схеме к клеммс1М нагрузки,к двум выводам обмотки статора ге20нератора подключены два последовательно соединенных конденсатора возбуящения, введены соединенные последовательно компенсационный конденсатор и регулируемый подмагничи25ванием дроссель/ а также измерительные элементы тока и напряжения, при этом измерительные элементы подключены к обмоткам подмагничивания регулируемого дросселя, которые вклю30чены встречно по, отношению друг к

,, общая точка соединения конденсаторов возбуждения через рабочую обмотку регулируемого дросселя и компенсационный конденсатор соединены с третьим выводом обмотки статора.

На представлена схема ис- точника питания сварочной дуги- на фиг.2 - эквивалентная схема компенсационной цепи, где U - напряжение на входе компенсационной цепи, I ток в ко1чшенсационной цепи; Х. .реактивное сопротивление, регулируемого дросселем; Ry - активное сопротивление регулируемого дросселя; С7 реактивное сопротивление компенсационной емкости.

К двум выводам трехфазной обмотки 1 статора генератора с короткозамкнутым ротором 2 подключены последовательно соединенные два конденсатора возбуяодения 3 и 4, К этим же выводам подключены электроды сваг рочной дуги 5 К третьему выводу обмотки , статора 2 и средней точке конденсаторов возбуждения 3 и 4 подключена последовательная цепь компевсации, состоящая из рабочей обмотки 6 управляемого дросселя и компенсационного конденсатора 7. Параллельно электродам сварочной дуги 5 .в слюче ны выпрямитель Q, выходы которого связаны с обмоткой 9 подмагничива- ния дросселя по напряжению. Трансформатор тока 10 включен в линию сварочной дуги 5, .вторичная обмотка этого трансформатора через выпрямитель 11 соединена с обмоткой 12 подмагничивания дросселя по току.

При вращении ротора 2 с синхронной скоростью за счет наличия конденсаторов возбуждения 3 и 4 происходит самовозбузвдение генератора. На эл ектродах сварочной дуги 5 устанавливается напряжение холостого хода. Величина этого напряжения зависит от величины емкости конденсаторов возбуждения 3 и 4.

Для анализа работы изобретения обратимся к схема компенсационноз цепи ( фиг.2).

Параметры этой цепи таковы, что во всем диапазоне изменения сварочного тока выполняется условие ,Х{.б..

С достаточной для анализа степенью точности можно считать, что во всех режимах работы устройства остаются неизменными частота генерируемнк колебаний (f), активной сопротивления рабочей обмотки 6 дросселя (R Ц)г напряжение на входе компенсационной цепи (U), т.е. f -const, constj и const. При этом параметры последовательной компенсационной цепи во всем

диапазоне изменения нагрузки обеспечивают выполнение, условия

ХС77-7 Хцё

На холостом ходу генератора вследствие наличия только потока

подмагни ивания от обмотки 9 подмагничивания по напряжению индуктивное сопротивление рабочей обмотки б дросселя имеет малое значение. Поэтому ток в компенсационной цепи

минимален. Действительно,

и

-j- +-(-X у -- у7)2Г . Ъб ( С7

значит, для этого режима величина

полного сопротивления рассматриваемой цепи максимальна, а ток в этой цепи минимален. Поэтог/1у минимально и падение напряжения на .компенсационном конденсаторе 7, т.е. минимальна и величина ее емкостной мощности. Таким образом, напряжение холостого хода генератора определяется суммарной величиной емкостной мощности конденсаторов возбуждения 3

и 4 и компенсационного конд.енсатора 7. Параметры элементов устройства таковы,- что величина этой мощности на холостом ходу обеспечивает необход;имый уровень напряжения.

С ростом нагрузки, т.е. с ростом тока в цепи сварочной дуги 5, вследствие размагничивающего действия обмотки 12 подмагничивания по току происходит увеличение инду тивного сопротивления рабочей обмотки б дросселя. Поэтому уменьшается вели « чдна полного сопротивления цепи компенсации Z YR, + (,,- - л-т

U6 Значит, возрастает ток в этой цепи

, , и ч

(I .) J а вместе с ним и падения

напряжения на элементах цепи компенсации. Так как Х.7 Х,,,-то рост

45 напряжения на компенсационной емкости 7 значительно превыгаает рост напряжения на рабочей обмотке б дросселя. Поэтому в цепи компенсации с ростом топа сварочной дуги 5 выделяется значительная по величине емкостная мощность Up lAc . Эта мощность идет на довозбуждение генератора, что и обеспечивает регулирование напряжения и тока сварочной

55 дуги.

Соответствующий выбор параметров устройства обеспечивает необходимый .закон регулирования напряжения на электродах сварочной дуги.

Q Положительный эффект от использования устройства обусловлен расширением диапазона изменения сварочного тока.

Использование изобретения в качес65 ве источника питания сварочной дуги

переменного тока в автономньох сварочных агрегатах в сельском хозяйстве, транспортном, промышленном и гражданском строительстве дает большой экономический эффект.

Формула изобретения

Источник питания сварочной дуги, содержавщй трехфазный асинхронный генератор повышенной частоты тока, подключенный по однофазной схеме к клеммам нагрузки, к двум выводам обмотки статора генератора подключены два последовательно соединенных конденсатора возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварочного соединения за счет увеличения диапазона регулирования сварочного тока, в него введены соединенные последовательно компенсационный конденсатор и регулируемый подмагничиванием дрос сель, а также измерительные элементы тока и напряжения, при этом измерительные элементы подключены к обмоткам подмагничивания регулируемого дросселя, которые включены встречно по отношению друг к другу, а общая точка соединения .конденсаторов возбуждения через регулируемый дроссель и компенсационный конденсатор соединена с третьим выводом обмотки статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторскео свидетельство СССР 228833, кл. В 23 К 9/00, 11.1Q.66.

2.Авторское свидетельство СССР

522011, кл. В 23 К 9/00, 11.02.74.

3.Авторское свидетельство СССР 493865, кл. Н 02 К 17/06,

13.03.74 (прототип).