Источник питания для дуговой сварки

 

1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащий силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку , которая является выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречно-параллельно соединенных управляемых вентиля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов источника и упрощения его схемы управления, в него введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпрямитель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением , а управляемые вентили выполнены из четырехэлектродных оптических тиристоров, управляющие электроды которых включены также встречно-параллельно, при этом одни концы управляющих электродов подключены к трехфазному мостовому выпрямителю через конденсаторы, выход трехфазного мостового выпрямителя подключен к резистору с регулируемым сопротивлением через выход блока защиты , вход которого подключен к питающей сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управляемые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключения управляющих электродов. 2. Источник питания для дуговой сварки по п. 1, отличающийс л тем, что блок защиты .выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор, в опережающей фазе - резистор с сопротивлением , равным по величине (Л реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе - четырехэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи управляющих электродов, встрёчнопоследоватёльно включенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением , равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно ел со стабилитронами и управляющим электродом четырехэлектродного оптического тиристора, а другой параллельно с ними, причем катод и анод управляемого.электрода четырехэлектродного оптич кого тиристора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпрямителя и к резистору с регулируемым сопротивлением , а подключение к сети входа блока защиты сорпадает с подключением первых концов первичных обмоток силового трансформатора.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р1 С11УВЛИК

09) (И) ГОСУДМ СТВЕННЫй HOMNTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНий И ОТНРЫтИй

ВЫ.",;:

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3604887/25-27 (22) 07.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. и - 32 (72) С.Б. Якобашвили, М.Н. Геленидзе, Ц.М, Дарчиашвили, З.Г. Тадумадзе, 3.А. Чанкветадзе, Т.А. Гиоргобиани, З.С. Шанидзе и Г.В. Жамиерашвили (71) Грузинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621.721.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

200087, кл. В 23 К 9/00, 1965.

2. Патент ФРГ В 2855662, кл. В 23 К 9/06, 1978 (прототип). (54) (57) 1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДНЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащий силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку, которая является выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречно-параллельно соединенных управляемых вентиля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов источника и упрощения его схемы управления, в него введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпрямитель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением, а управляемые вентили выполнены из четырехэлектродных оптических тиристоров, управляющие электроды которых включены также встречно-параллельно, при этом одни концы управляющих электродов подключены к трехфазному мостовому .выпрямителю через конденсаторы, выход трехфазного мостового выпрямителя подключен к резистору с регулируемым сопротивлением через выход блока защиты,,вход которого подключен к питающей сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управляемые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключения управляющих электродов.

2. Источник питания для дуговой сварки по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок защиты выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор,. в опережающей фазе — резистор с со- Я противлением, равным по величине реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе — четырехэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи д управляющих электродов, встречнопоследовательно включенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно со стабилитронами и управляющим электродом четырехэлектродного оптического тиристора, а другой — параллельно с ними, причем катод и анод управляемого электрода четырехэлектродного оптического тиристора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпрямителя и к резистору с регулируемым сопротивлением, а подключение к сети входа блока защиты совпадает с подключением первых концов первичных обмоток силового трансформатора.!

30

50

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания электродуговой сварки.

Известен управляемый выпрямитель для сварки, содержащий силовой трансформатор, выпрямительный блок на тиристорах и систему управления с . обратной связью, в котором силовой трансформатор выполнен с неподвижными разнесенными обмотками,. обеспечивающими пологопадающую естественную внешнюю характеристику

Однако источник -питания для дуговой сварки, построенный на базе этого устройства, имеет большую массу и габариты, так как силовой трансформатор питается от сети с частотой 50 Гц.

Наиболее близким к предлагаемому является источник питания для дуговой сварки, содержащий силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку, которая является выходом источника, и три первичные обмотки, первые кон-. цы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через сглаживающие ,дроссели, и два встречно-параллельно соединенных управляемых вентиля, выполненных на трехэлектродных тиристорах, управляющие электроды которых подключены к выходу блока управления, питаемого от сети t:23.

Однако известное устройство характеризуется тем, что встречно-параллельно включенные вентили содержат трехэлектрод!!ые тиристоры, которые требуют наличия в схеме блока электрического разъединения силовой и управляющих цепей. Последнее, в свою очередь, усложняет схему и ухудшает синфазность управляемых импульсов. Вследствие этого увеличивается разброс моментов отпи" рания тиристоров, что приводит к подмагничиванию силового трансформатора. Поэтому, с целью выравнивания токов фаз, в устройстве предусмотрены сглаживающие дроссели, что ухудшает весо-габаритные показатели известного источника питания для дуговой сварки.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов источника питания, для дуговой сварки, упрощение его схемы управления.

Поставленная цель достигается тем, . что в источнике питания для дуговой сварки, содержащем силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку, которая является выходом источника, 5 и три первичные обмотки, первые кон" цы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречнопараллельно соединенных управляемых !

0 вентиля, введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпрямитель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением, а управляемые вентили выполнены из четырехэлектродных оптических тиристоров, управляющие электроды которых включены также встречнопараллельно, пРи этом одни концы управляющих электродов подключены к трехфазному мостовому выпрямителю

20 через конденсаторы, выход трехфазного мостового выпрямителя подключен к резистору с регулируемым сопро тивлением через выход блока защиты, вход которого подключен к питающей сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управляемые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключения управляющих электродов.

Кроме того, блок защиты выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор, в опережающей фазе — резистор с со-. противлением, равным по величине реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе — четырехэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи управляющих электрбдов, встречнопоследовательно включенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно

- со стабилитронами и управляющими электродом четырехэлектродного оптического тиристора, а другой— параллельно с ними, причем катод и анод управляемого электрода четырехэлектродного оптического а тиристора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпрямителя и к резистору с регулируемым сопротивлением, а подключение к сети входа блока защиты совпадает с подключением первых концов первичных обмоток силового трансформатора.

1110571

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов отдельных элементов источника питания. -5

Источник питания для дуговой сварки (фиг. 1) содержит силовой трансформатор 1, имеющий вторичную обмотку 2, соединенную со сварочным электродом 3 и изделием 4, и три первичные обмотки 5 — 7, одни концы которых включены треугольником в трехфазную цепь с клеммами А, В и С, а другие концы включены в сеть через встречно-параллельно соединенные управляемые электроды 8 — 13 четырехэлектродных оптических тиристоров

14 — 19, управляющие электроды 20—

25 которых включены встречно-параллельно. Одни концы управляющих электродов подключены звездой в питающую сеть со сдвигом фаз на 150 электрических градусов относительно подключения к сети их управляемых электродов 8 — 13, а вторые концы подключены к трехфазному мостовому выпрямителю 26 через конденсаторы 27 — 29.

Выход мостового выпрямителя 26, резистор 30 с регулируемым сопротивлением и управляемые электроды 31 30 (вйход блока 32 защиты) четырехэлектродного.оптического тиристора 33 соединены последовательно.

1О

Блок 32 защиты выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе (фаза А) конденсатор 34, в опережающей фазе (фаза В) резистор 35 с сопротивлением, равным по величине реактивному сопро- 40 тивлению конденсатора 34, в начальной и в отстающей фазах — управляющие электроды 36 четырехэлектродного оптического тиристора 33 с обратным диодом 37 в цепи управляющих электродов, встречно-последовательно включенные стабилитроны 38 и 39 и два резистора 40 и 41 с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора 35 в опережающей фазе, один

50 из которых — резистор. 40 соединен последовательно со стабилитроном (38 и 39) и управляющими электродами

36 четырехэлектродного оптического тиристора 33, а другой резистор 42 параллельно с ними. Катод и анод

55 управляемого электрода 31 четырехэлектродного оптического тиристора

33 в выходной цепи блока 32 защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпрямителя 26 и резистору с регулируемым сопротивлением 30. Фазы подключения входа блока 32 защиты совпадают с фазами подключения первых кон 1ов первичных обмоток 5 — 7 силового

1трансформатора 1.

Принцип работы источника питания для дуговой сварки раскрывают диаграммы, приведенные на фиг. 2, где a) диаграммы напряжений питающей сети;

6 ), с ) и d) — диаграммы токов через управляющие элементы 20 — 25 четырехэлектродных оптических тирис" торов 14 — 19; Р), f ) и k) — диаграммы напряжений на:первичных обмотках 5 — 7 силового трансформатора 1; 0) — диаграмма напряжения на вторичной обмотке 2 силового транс-. форматора 1.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

При включении в сеть напряжение подается на управляемые силовые электроды 8 — 13 четырехэлектродных оптических тиристоров (оптронов) 14—

19. Через управляющие электроды 2025 оптронов 14 — 19 и конденсаторы 27 — 29 напряжение подается также на выпрямительный блок 26. При правильной последовательности фаз и равенстве реактивного сопротивления конденсатора 34, включенного в фазу А, суммарного активного сопротивления резисторов 40 и 41, включенных в фазу В, и активного сопротивления резистора 35, создающих звезду, суммарное напряжение на резисторах 40 и 41 0 = 1,49 Оср, где L)+ — фазное напряжение, а наяжение Hà резисторе 35 1 0,4()

Сопротивление резисторов 40 и 41 подобраны таким образом, что при этом стабилитроны 38 и 39 открываются, и через управляющий электрод

26 четырехэлектродного оптического тиристора (оптрона) 31 проходит ток. При этом оптрон 33 открыт, и через управляемый электрод 31 и нагрузку 30 выпрямительного блока

26 проходит ток. Соответствующий ток течет. через управляющие электроды 20 — 25 оптронов 14 — 19. При неправильной последовательности подключения фаз стабилитроны 38 и

39 заперты и источник питания не включается, пока правильная после.1110571

3 довательиость фаз не восстанавливается. Диаграммы токов через управ ляющие электроды 20 — 25 оптронов

14 — 19 показаны на фиг. 2 (Цп, Ъп„ ). Конденсаторы 27 — 29,выпрямительный блок 26 и регулируемое сопротивление резистора 30 составляют РС фазовращатель, причем регулируемое сопротивление резистора

30 является общим для всех трех фаз, поэтому при равных емкостях конденсаторов 27 — 29, изменение величины сопротивления резистора 30 вызывает синхронный сдвиг фаз тока через управляющие электроды 20 — 25 15 оптронов 14 - 19.

На фиг. 2 сплошными линиями показаны диаграммы токов, протекающих через управляющие электроды при максимальном значении сопротивле- 20 ния резистора 30, а пунктирными линиями — при определенном значении его сопротивления.

Сопротивление резистора 30 устанавливает ток, чтобы импульс тока 25, через управляющий электрод 24 оптрона 18 поступил в момент 0 (фиг. 2), при этом оптрон 12 открывается, и на обмотку 7 силового трансформатора

1 подается напряжение U q В мо- 30 .мент а полярность напряжения на оптроне 18 меняется на обратную, и оптрон 18 закрывается. В тот же момент а на управляющий электрод

23 оптрона 17 подается импульс тока, при этом оптрон 17 открывается, и на обмотку 6 силового трансформатора подается напряжение 0 1

В момент 6 полярность напряжения на оптроне 17 меняется, и он закры- п0 вается. В тот же момент 6 на управляющий электрод 20 оптрона 14, поступает импульс тока ъ При этом оптрон 14 открывается, и на обмотку

S силового трансформатора подается 4 напряжение 08, В момент С полярность напряжения на оптроне 14 изме" няется на противоположную и он закрывается.В тот же момент с. на управляющий электрод 25 оптрона

19 поступает импульс тока 4з, при„ этом онтрон 19 открывается, и.на об-. мотку 7 силового трансформатора 1 подается напряжение Ц . В MOMeBTd полярность напряжения на оптроне 19 меняется на противоположную, и он закрывается. В тот же момент d на управляющий электрод 22 оптрона 16 поступает импульс тока j, при этом оптрон 16 открывается, и на обмотку 6 силового трансформатора 1 подается напряжение 9ю . В момент Pполярность напряжения на оптроне

16 меняется на противоположную,и он

I закрывается. В тот же момент на управляющий электрод 21 оптрона 15 поступает импульс тока, при этом оптрон 15 открывается, и на первичную обмотку S силового трансформатора 1 поступает напряжение g . В момент У полярность напряжения на оптроне 1S изменяется на противоположную,и он закрывается. На этом заканчивается один цикл. В дальнейшем процесс продолжается аналогично. На первичные обмотки 5 — 7 силового трансформатора 1 последовательно поступают периодические импульсы напряжения с частотой 150 Гц.

При этом напряжение, трансформи-. рованное на вторичную обмотку 2 силового трансформатора 1, также имеет частоту 150 Гц и питает электрическую дугу, частотой 150 Гц. Диаграмма выходного напряжения вторичной обмотки 2 силового трансформатора 1 показана на фиг. 2, e ).

По сравнению с прототипом схема управления предлагаемого источника питания для дуговой сварки повьппает синфазность управляющих импульсов при одновременном упрощении устройства. Вследствие этого, исключается подмагничивание силового трансформатора и возникновение межфазных паразитных токов, и отпадает необходимость включения в первичной цепи устройства громоздкого сглаживающего дросселя.

)110571

1ll057l

Составитель В.. Ганюшин

Редактор С. Лисина ТехредМ.Гергель Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6237/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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