Трехфазный источник питания для машин контактной сварки

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ, содержа1ЛИЙ входной выпрямитель, управляемые вентили со схемами искусственной коммутации и трехфазный трансформатор , на каждом стержне которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляемым вентилем, отлич ающийс я тем, что, с целью повыиения производительности процесса сварки путем увеличения qxopocTH нарастания тока, он снабжен последовательно соединенными первым дросселем, дополнительным трехфазным выпрямителем, вторым трехфазным дросселем, дополнительным трехфазным трансформатором, автономным трехфазным инвертором тока и третьим дросселем, подключенным к одной из секций первичной обмотки основного трехфазного трансформатора, При этом положительный выход дополни-ig тельного трехфазного выпрямителя и (Л отрицательный выход автономного инвертора объединены и подключены к положительному выводу входного выпрямителя , отрицательный выход которого подсоединен к первому дросселю.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) <111

3(511 В 23 К 11 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVIA (21) 3514101/25-27 (22) 24.11.82 (46) 23.06.84. Бюл. У 23 (72) Г.Л.Бенедиктов, В.Б.Вандышев, Ю.И.Горлов, Ю.A.1П1еeтTрPоoв и H А ..1Я1,Яшунский (71) Ленинградский завод Электрик им. Н,М.Шверника и Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова(Ленина) (53) 621.791.763.037(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 505539, кл. В 23 К 11/24, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3378135/25-28, кл. В 23 К 11/24, 1982. (5 4 ) (5 7 ) ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТА НИ Я

ДЛЯ МАШИН KOHTAKTHOA СВАРКИ, содержаший входной выпрямитель, управляемые . вентили со схемами искусственной коммутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размешены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляеьйим вентилем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса сварки путем увеличения скорости нарастания тока, он снабжен последовательно соединенными первым дросселем, дополнительным трехфазным выпрямителем, вторым трехфазным дросселем, дополнительным трехфазным трансформатором, автономным трехфазным инвертором тока и третьим дросселем, подключенным к одной из секций первичной обмотки основного трехФазного трансформатора, прИ этом положительный выход дополни-Е тельного трехфазного выпрямителя и отрицательный выход автономного инвертора объединены и подключены к положительному выводу входного выпря- C мителя, отрицательный выход которого подсоединен к первому дросселю.

1098712 мутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая из которых соединена с неуправляемым вентилем (2 ).

Недостатком известного устройства является низкая производительность процесса сварки эа счет медленной скорости нарастания сварочного тока.

Цель изобретения - повышение производительности процесса сварки путем увеличения скорости нарастания тока, 55

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано в контактных сварочных машинах постоянного тока, в частности ответственного назначения и для сварочных машин постоянного тока, используемых в робототехник е .

Известен трехфазный выпрямитель для машин контактной сварки, содержащяй управляемые и неуправляемые вентили и трехфазный трансформатор, на каждом активном стержне которого раэмешены по две секции первичной обмотки, каждая первая секция первичной обмотки одного стержня соединена последовательно и согласно с второй секцией первичной обмотки другого стержня, причем первичные обмотки сое динены через управляемые вентили в треугольник, вершины которого соединены с проводами питающей сети.Вторичные обмотки трансформатора расположены по одной на каждом активНом стержне. Одни концы вгоричных обмоток объединены вместе, образуя точку общего потенциала, которая соединена с первым выходом устройства, а другие концы вторичных обмоток соединены друг с другом через неуправляewe вентили и их общая точка соеди иена с вторым выходом устройства Pl).

Ограниченная область приМенения устройства обусловлена большими массой и габаритами трансформатора вследствие низкого значения частоты переключений управляемых вентилей, Низкая частота переключений управ- 35 ляемых вентилей и большие габариты трансформатора обуславливают значительные длительности периодов нарастания тока в сварочном контуре> что снижает производительнОсть при свар- 40 ке. Значительные пульсации выходного напряжения вызывают неравномерное распределение тока цо двум одновременно работающим фазаМ, что ведет к нестабильности работы устройства, 45 ухудшает качество сварки и увеличивает энергоэатраты. наиболее близким к изобретению явпяется трехфазный источник питания для машин контактной сварки, содержащий входной вЫпрямитель, управляемЫе вентили со схемами искусствениой комПоставленная цель достигается тем,. что источник, содержащий входной выпрямитель, управляемые вентили со схемами искусственной коммутации и трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, каждая иэ которых соединена с неуправляемым вентилем, снабжен последовательно соединенными первым дросселем, дополнительным трехфазным выпрямителем, вторым трехфазным дросселем, дополнительным трехфазным трансформатором, автономным трехфазным инвертором тока и третьим дросселем, подключенным к одной из секций первичной обмотки основного трехфазного трансформатора, при этом положительный выход .дополнитель ного трехфазного выпрямителя и отрицательный выход автономного инвертора объединены и подключены к положительному выводу входного выпрямителя, отрицательный выход которого подсоединен к первому дросселю, На чертеже представлена прнципиальная электрическая схема трехфазного источника питания для машин контактной сварки.

Источник содержит входной выпря митель 1, который .подключен к питаю+ щей сети переменного тока, трехфазный трансформатор 2, на каждом активном стержне которого размещены по две секции 3 и 4 первичной обмотки и по одной вторичной обмотке 5. Первые выводы вторичных обмоток 5 трансформатора 2 соединены вместе, образуют точку общего потенциала и соединены с первым выходом 6 источника.

Вторые выводы ойаоток 5 соединены друг с другом через неуправляемые вентили 7 и соединены с вторым выходом 8 источника . Схемы 9 искусствеиной коммутации подключены параллельно каждому управляемому вентилю 10, причем первые выводы присоединены к анодам управляемых вентилей 10, а вторые — к катодам. В..торой вывод первой секции 3 каждой фазы первичной обмотки трансформатора 2 соединен с объединенными между собой анодами одной из трех пар управляемых вентилей 10, причем к катоду первого из каждой пары управляеььпс вентилей 10 подключен анод. первого неуправляемого вентиля 11, катод которого соединен с первым выводом второй секции

4 первичной обмотки опережающей фазы, а к катоду второго из каждой пары управляемых вентилей 10 подключен анод второго неуправляемого вентиля

ll, катод КоторогО соединен с первым выводом второй секции 4 первичной обмотки отстающей фазы трансформатора 2. положительный вывод входного выпрямителя соединен с положительным

1098712 выводом инвертора 12 тока, отрицательный вывод которого через первый: дроссель 1 3 соединен с объединенными первыми выводами. первых секций 3 первичных обмоток трансформатора 2. Выводы переменного тока инвертора 12 5 тока через трансформатор 14 и трехфазный дроссель 15 соединен с выводами переменного тока выпрямителя 16.

Отрицательный вывод выпрямителя 16 соединен через третий дроссель 17 с отрицательНым выводом входного выпрямителя 1. Положительный вывод выпрямителя 16 соединен с положительным . выводом входного выпрямителя 1.

Источник питания работает следующим образом.

Входной выпрямитель 1 при подключении к трехфазной питающей сети обеспечивает постоянное положитель- ное напряжение на положительном входе инвертора 12 тока и .постоянное 20 отрицательное напряжение на вторых выводах вторых секций 4 первичных обмоток трансформатора. Положительное постоянное напряжение передается через инвертор 1 2 тока и дроссель 13 25 к первым выводам первых секций 3 первичных обмоток . Управляемые вентили инвертора 12 тока переключаются с постоянной частотой 200-1000 Гц. При малых токах через инвертор падения 30 ,напряжение на нем мало, и напряжение на выходе переменного тока инвертора 12 тока имеет малое значение.

Напряжение на выходе трансформатора °

1 4 тоже мало и, следовательно, вен- З5 тили выпрямителя 16 закрыты. Инвер тор в этом режиме работает с малым коэффициентом нагрузки.

При пуске импульсы управления подаются на управляемые вентили 10, которые соединяют первые и вторые секции двух фаз. Ток от выпрямителя

1 через инвертор 12, дроссель 13 и две фазы первичной обмотки трансформатора 2 начинает нарастать. На вторичной стороне трансформатора 2 па- 45 раллельно работают две обмотки 5 и два вентиля 7 и обеспечивают ток в сварочном контуре. Через 1/3 периода включается следующая пара вентилей 10, а с помощью схемы 9 искус- 50 ственной коммутации отключается ранее работавшая пара вентилей 10. На вторичной стороне. вентили работают поочередно попарно. Скорость нарастания тока определяется величиной напряжения на выходе выпрямителя 1, индуктивностью контура и коэффициент том трансформации трансформатора 2.

Инвертор 12 тока не оказывает влияния на скорость изменения тока, так как при малых коэффициентах нагрузки его входное сопротивление мало.

С ростом тока, который увеличивается быстро, увеличивается и напряжение на выходе трансформатора 14, Когда напряжение достигает значений, необходимых для открытия вентилей выпрямителя 16, они открываются, и мощность от инвертора 12 через трансформатор 14, дроссели 15 и выпрямитель 16 отводится в цепь постоянного тока. Инвертор 12 начинает работать в режимах с большими коэффициентами нагрузки, его входное сопротивление увеличивается. Это приводит к прекращению роста тока в контуре. Введение регулирующего элемента, который работает в двух режимах с малым и большим входными сопротивлениями, позволяет увеличить скорость роста тока и ограничить его максимальное значение на требуемом уровне. 3а счет увеличения скорости роста тока длительность переднего фронта импульса сварочного тока в источнике питания уменьшается.

Уменьшение коэффициента трансформации в и раз н, следовательно, увеличение расчетного тока установившегося режима в нагрузке в и раз позволяет уменьшить длительность передне го фронта сварочного тока прн экспоненциальном законе изменения его в раз

tÔ 1„- 1„(n — 1) где Т вЂ” постоянная времени сварочного контурау

t< — длительность фронта импульса сварочного тока.

Если длительность фронта импульса сварочного тока составляет h% от длительности импульса, а период рабочего цикла для машин МГПВ-1207 достигает 50%, то производительность может быть увеличена в щ раз

2 tk

ill = м 2

Ври n = 3, k = 7,4, h = 25% производи" тельность увеличивается на 12%.

Эффективность предлагаемого источника питания состоит в повышении производительности сварки путем увеличения скорости нарастания тока.

1098712

Составитель В.Катин

Редактор И,шулла Техред С.Мигунова КорРектОР С.Шекмар

Заказ . 4308/9....Тираж .1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП .Патент, .r. Ужгород, .ул ..Проектная, 4