Четырехфазный трансформатор для контактной сварки постоянным током

 

ЧЕТЫРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ, содержащий магнитопровод, выполненный в виде первого ярма, соединенного С поморью четырех стержней с вторым ярмсм, и размещенные на стержнях первичные и вторичные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повымения качества сварки путем исключения несимметрии реактивных сопротивлений фаз при выпрямлении тока, первое ярмо магнитопрово а трансформатора выполнено в виде квадрата с внутренним квадратным отверстием, в котором размещено второе ярмо магнитопровода, выполненное также в виде квадрата, причем одна из боковых сторон каждого стержня является продолжением одной из четырех граней второгЬ ярма ма1гнитопровода. :л W 3

союз аоВетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (1% (И) А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

3(5Р В 23 К 11/24

1 (21) 3366959/25-27 (22) 28.12.81 (46) 23 ° 11.83. Бюл. 943 (72) Г.Л. Бенедиктов, В.Б. Вандышев, Ю.И. Горлов, Ю.A. Петров .и A.ß. Яшунский (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) и Ленинградский завод "Электрик" им. Н.N. Шверника (53) 621.791.763 ° 037 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 505539, кл. В 23 К 11/24, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3314536/25-27, кл. В 23 К 11/24, 1981 (прототип). (54)(57.) ЧЕТЫРЕХФАЗНКЙ ТРАНСФОРИАТОР

ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ПОСТОЯННИИ

ТОКОИ, содержащий магнитопровод, выполненный в виде первого ярма, соединенного с помощью четырех стержней с вторым ярмом, и размещенные на стержнях первичные и вторичные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества сварки путем исключения несимметрии реактивных сопротивлений фаэ при выпрямлении тока, первое ярмо магии» топровода трансформатора выполнено в виде квадрата с внутренним квадратным отверстием, в котором размещено второе ярмо магнитопровода, выполненное. также в виде квадрата, причем одна из боковых сторон каждого стержня является продолжением Я одной иэ четырех граней второго ярма магнитопровода.

1055611

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в контактних сварочных машинах постоянного тока, в частности отвественного назначения, и для сварочных машин постоянного тока, используемых в робото» технике.

Известен трехфазный выпрямитель для машин контактной сварки, содержаций управляемые и неуправляемые вентили и трехфазный трансформатор, 10 на каждом активном стержне которого размещены по две секции первичной обмотки, такие, что каждая первая секция первичной обмотки одного стержня соединена последовательно и согласно с второй секцией первичной обмотки другого стержня, причем первичные обмотки соединены через управляеьпзе вентили в треугольник, вершины которого соединени с проводами питающей сети. Вторичные обмотки трансформатора расположены по одной на каждом активном стержне. Одни концы вторичных обмоток соединены вместе, образуя точку общего потенциала, которая соединена с первичним выходным выводом, а другие концы вторичных обмоток соединены друг с другом через неуправляемые вентили и их общая точка соединена с вторим выходным выводом. (Ц .

Однако низкая частота переключе"f ний управляемых Вентилей и большие габариты трансформатора обуславливают значительные длительности периодов нарастания тока в сварочном контуре, З5 что снижает производительность при сварке. Значительные пульсацйи BHходного напряжения вызывают неравномерное распределение тока по двум одновременно работающим Фазам, что 40 ведет к нестабильности работы устройства, ухудшает качество сварки и увеличивает энергозатраты.

Наиболее близким к изобретению является трансформатор для контактной сварки постоянннм током, содержащий магнитопровод, выполненный в виде первого ярма, соединенного с помощью четырех стержней с вторим ярмом, и размещенные на стержнях первичные и вторичние обмотки (2) .

Недостатком известного трансформатора является несимметрия реактивных сопротивлений Фаз при випрямлении тока, что снижает качество сварки.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем исключения несимметрии реактивных сопротивлений Фаэ при выпрямлении тока.

Поставленная цель достигается, 60 тем, что в четырехфаэном трансформа-. торе для контактной сварки постоянным током, содержашем магнитопровод, 1 выполненний в виде первого ярма, соединенного с помощью четырех стержней с вторым ярмом, и размещенные на стержнях первичные н вторичние обмотки, первое ярмо магнитопрово-. да трансформатора выполнено в виде квадрата с внутренним квадратным отверстием, в котором размещено второе ярмо магнитопровода, выполненное также в виде квадрата, причем одна из боковых сторон каждого стержня является продолжением одной нэ четырех граней второго ярма магнитопровода.

На Фиг. 1 представлена принципиальная элетрнческая схема выпрямителя; на фиг. 2 - схема магнитопровода трансформатора.

Випрямнтель содержит четырехфазный трансформатор, на каждом активном стержне которого размещены по три секции первичной обмотки, причем каждая первая секция 1 пер-вичной обмотки одйого стержня соедн иена последовательно и согласно с второй секцией 2 и третьей секцией

3 двух других стержней, которые соединены также последовательно и согласно, н по одной вторичной обМотке

4, Одни концы вторичных обмоток 4 соединены вместе и образуют точку общего потенциала, и соединены с выходом Б выпрямителя, а другие концы вторичных обмоток 4 соединены друг с другом через неуправляемые . вентили 6 и с выходом -7 выпрямителя.

Входной выпрямитель 8 подключен к питающей сети переменного тока, а .положительний вывод его соединен с анодами управляемых вентилей 9, катоды которых подключены к анодам неуправляемых вентилей 10, присоединенных катодами к первым выводам первих секций 1 первичных обмоток трансформатора.

Вторые.выводи третьих секций 3 первичных обмоток объединены вместе и соединены с отрицательным выводом входного выпрямителя 8. Схемы 11 искуственной коммутации подключены параллельно каждому управляемому вентилю 9, причем первые выволы присоединены к анодам управляемых вентилей, а вторые — к катодам.

Устройство содержит четырехфазный магнитопровод 12. Первое ярмо

13 магнитопровода 12 трансформатора выполнено в виде квадрата с внутренним квадратным отверстием, в котором размецено второе квадратное ярмо 14 магнитопровода. Оба ярма соединены между собой четырьмя стержнями 15, причем одна из бокових сторон каждого стержня является продолжением одной иэ четырех граней внутреннего ярма 14 магнитопровода. Стороны окна магнитопровода 12 относятся как один к двум.

Выпрямитель работает следующим образом.

1055611

Входной выпрямитель 8 при подключении к трехфазной питаюшей сети обеспечивает постоянное положительное напряжение на анодах управляемых вентилей 9 и постоянное отрица- тельное напряжение на вторых выводах третьих секций 3 первичных обмоток трансформатора. управляющие импульсы на открытие управляемых вентилей 9 подаются от системы управления поочередно через

1/4 периода, соответствующего выбранной частоте. При подаче очередного управляющего импульса один из управляемых вентилей 9 откроется, и ток от одного выпрямителя 8 поте- чет по замкнутой цепи через управляемнй вентиль 9, неуправляемый вентиль 10, первую секцию 1 первичной обмотки .одного стержня, вторую секцию.2 первичной обмотки другого стержня и третью секцию 3 первичной обмотки третьего стержня магнитопро.вода 12.

С некоторым опЕрежением или одновременно с подачей. очередного импульса на вентиль 9 подается импульс управления на схему 11 искусственной коммутации, которая подключена параллельно управляемому вентилю 9, работавше.лу в предыдущем интервале в 1/4 периода, и он отключается.

Таким образом, обеспечивается поочередная работа вентилей 9 и присоединенных к ним через вентили 10 трех секций первичных обмоток трех стержней трансформатора в течение

1/4 периода. Наличие на каждом стеря не трех секций 1 — 3 первичных обмоток, каждая из которых присоединена к одному из трех управляемых вентилей 9, работающих поочередно 1/4 периода, обеспечивает непрерывное однонаправленное изменение потока в стержне магнитопровода в течение

3/4 периода. Так как ток каждую четверть периода.протекает через три одинаковые последовательно и согласно включенные секции 1 - 3, расположенные на трех стержнях четырехстержневого магнитопровода 12, то потоки, создаваемые этим током, замыкаются через четвертый стержень ,четырехфазного магнитопровода 12, что обеспечивает восстановление величины индукции этого стержня в исходное состояние.

Непрерывное однонаправленное изменение потока е каждом стержне маг. . нитопровода в течение 3/4 периода-создает положительное напряжение на выводах вторичных обмоток 4, под- ключенных к анодам неуправляемых вентилей 6. Отрицательное напряжение на этих выводах существует в течение

1/4 периода, когда происходит вос-. становление индукции в сердечниках.

50 вызывают неравномерные нагрузки и

60,йерегрузку элементов.При этом умень5

При подключении к выходным выводам 5 н 7 сварочного контура в нем протекает ток, создаваемый каждую

1/4 периода тремя одновременно работающими вторичными обмотками 4 трех фаз. Каждый вентиль 6 и каждая вторичная обмотка 4 работают 3/4 периода и через них протекает 1/3 тока нагрузки. Выпрямитель работает на повышенной частоте порядка 200—

300 Гц.

Трансформатор отличается симмет-. ричными конструкцией магнитопровода и расположением обмоток и идентичностью параметров всех фаз..Индуктивные сопротивления ветвей намагничивания всех фаз трансформатора имеют равные максимальные значения и при работе изменяются по одинаковьм законам со сдвигом во времени на 1/4 периода. Так как средняя длина участ . ков магнитной цепи для каждой фазы в этой конструкции меньше чем в известной, то намри.ничивающие токи в предлагаемом трансформаторе имеют малые значения и неодинаковость . мгновенных значений токов намагничивания не оказывает влияния на равномерность распределения токов в обмотках трансформатора и вентилях вы» нрямителя.

";.-.;вномерное распределение токов ® вентилях приводит к уменьшению потерь и исключает перегрев обмоток и вентилей„ что повышает надежность работы выпрямигеля.

Симметрия всех обмоток трансформатора позволяет обеспечивать адинако вые условия их охлаждения, что также повышает надежность работы выпрямителя.

Расположение обмоток трансформа-i тора внутри магнитопровода 12 обеспа чивает их надежное крепление и защи ту обмоток от динамических усилий, возникающих при работе, а следовательно, также повышает надежность выпрямителя при эксплуатации.

При равенстве максимальных значений индукций в элементах внешнего ярма и стержнях трансформатора пло,щадь сечения внешнего ярма в два раза меньше площади сечения стержня, что уменьшает массу и габариты xpasies» форматора. на 20 — 25%.

Предлагаемый трансформатор позво ляет обеспечить повышение надежности работы за счет исключения несимметричных режимов работы, которые шайтся величина намагничиваюИего тока трансформатора и обеспечивается высокая механическая прочность обмоток трансформатора..

1055611

Составитель В. Катин .Редактор И. L Iysma Техред M.Tåïåð КорректорМ. Шароши

Заказ 9206/14 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F -35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Увгород, ул. Проектная, 4