Регулятор сварочного тока

 

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к регуляторам сварочного тока, и предназначено для сварки плавлением постоянным током. Изобретение позволяет повысить качество сварных соединений за счет повышения стабильности сварочного процесса. Для этого последовательно с инвертором тока включен инвертор напряжения, который через второй трансформатор и второй выпрямитель подключен к сварочной нагрузке . Ток в инверторе напряжения регулируется путем изменения входного сопротивления инвертора тока. Вольтамперная характеристика в области малых токов жесткая, а в области рабочих режимов - крутопадающая. Малое число элементов, малое значение действующих токов в тиристорах и вентилях обеспечивают высокий КПД регулятора . Устройство может быть вьтолнено на стандартных элементах, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А1 (51) 4 В 23 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3923965/25-27 (22) 08,07,85 (46) 15.03.87. Бюл, ¹ 10 (?1) Ленинградский электротехнический институт им. В,И.Ульянова (Ленина) (72) Г.Л,Бенедиктов (53) 621,791.75(088.8) (56) Выпрямитель ВДУ-505. Номенклатура сварочного оборудования. Л,, завод "Электрик", 1984.

Авторское свидетельство СССР № 398367, кл. В 23 К 9/00, 1971, (54) РЕГУЛЯТОР СВАРОЧНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к регуляторам сварочного тока, и предназначено для сварки плавлением постоянным током. Изобретение позволяет повысить качество сварных соединений. за счет повышения стабильности сварочного процесса. Для этого последовательно с инвертором тока включен инвертор напряжения, который через второй трансформатор и второй выпрямитель подключен к сварочной нагрузке. Ток в инверторе напряжения регулируется путем изменения входного сопротивления инвертора тока. Вольтамперная характеристика в области малых токов жесткая, а в области рабочих режимов — крутопадающая. Малое число элементов, малое значение действующих токов в тиристорах и вентилях обеспечивают высокий КПД регулятора. Устройство может быть выполнено на стандартных элементах. 2 ил.

1 129633

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к регуляторам сварочного тока, и предназначен для сварки плавлением постоянным током.

Целью изобретения является повыше- 5 ние качества сварных соединений эа счет обеспечения. стабильности сварочного процесса.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема регулятора сварочного тока, на фиг.2 — принципиальная электрическая схема регулятора сварочного тока с источником постоянного тока, выполненным по однофазной мостовой схеме, и с однофазными инверторами и выпрямителями.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом постоянного тока инвертора 2 тока. Выводы переменного тока инвертора 2 тока подключены к первичной обмотке трансформатора 3. К вторичной обмотке трансформатора 3 через реактор 4 подключен выпрямитель 5, Положительный вывод инвертора 6 напряжения подключен к отрицательному выводу инвертора 2 тока. К объединенным выводам инверторов подключен первый вывод конденсатора 7. Отрицательный вывод инвертора 6 напряжения соединен с отрицательным выводом источника 1 постоянного тока и вторым выводом конденсатора 7. Выводы переменного тока инвертора 6 напряжения сое- З5 динены с первичной обмоткой второго трансформатора 8, вторичная обмот-. ка которого соединена с входными выводами переменного тока второго выпрямителя 9. Положительный <0 вывод выпрямителя 5 соединен с положительным выводом второго выпрямителя

9 и подключен к первому выводу сварочной нагрузки tO. Система 11 управления обеспечивает работу тиристоров инвертора 2 тока и инвертора 6 напряжения.

На принципиальной электрической схеме (фиг.2) дополнительно обозначены дроссель 12 инвертора тока, комму- 5О тирующий конденсатор 13 инвертора тока, дроссель 14 инвертора напряжения и коммутирующий конденсатор 15 инвертора напряжения.

Регулятор сварочного тока работает следующим образом.

В режиме холостого хода инвертор

2 тока и инвертор 6 напряжения имеют различные входные сопротивления. Входное сопротивление инвертора 2 тока имеет малое значение. Оно определяется уравнением аХ

X>/R +R с и где Х вЂ” реактивное сопротивление с коммутирующего конденсатора инвертора тока, R„ — сопротивление, определяемое потерями в конденсаторе и трансформаторе, а — коэффициент, определяемый схемой инвертора.

Очевидно, что при R„ а з сопротивление инвертора тока равно О. Сопротивление инвертора напряжения 6 имеет большое значение, Оно определяется большими сопротивлениями потерь холостого хода. Таким образом, напряжение источника 1 постоянного тока практически полностью приложено к инвертору 6 напряжения. Напряжение на сварочной нагрузке 10 в режиме холостого хода определяется коэффициентом трансформации второго трансформат ра

8 и значением напряжения источника 1. питания, При появлении нагрузочного тока в цепи сварочной нагрузки 10 увеличивается ток Id в цепи постоянного тока.6 инвертора и инвертора 2 тока.

С уменьшением сопротивления сварочной нагрузки и увеличением тока 3.1 увеличивается падение напряжения на входном сопротивлении R инвертора

2 тока и увеличивается напряжение на трансформаторе 3 и выпрямителе 5.

В момент достижения тока в сварочной нагрузке 10, равного критическому значению, напряжение на выпрямителе

5 равно напряжению на выпрямителе 9.

Вентили выпрямителя 5 начнут проводить ток, Инвертор 2 тока переходит в нагрузочный режим. С увеличением тока в цепи переменного тока 2 ин1 вертора входное сопротивление его и увеличивается. Увеличивается напряжение на выводах постоянного тока инвертора 2 тока и уменьшается значение напряжения на выводах постоянного тока инвертора 6 напряжения, что приводит к уменьшению напряжения на выводах выпрямителя 9. Нагрузка на инвертор напряжения 6 уменьшается и увеличивается значение загрузки инвертора тока 2. Величина эагру-зки инвертора тока 2 ограничивается реакl

1296337 тором ч, В рабочем режиме мощности, передаваемые из цепи постоянного тока инвертором 2 тока и инвертором

6 напряжения, близки по значениям.

При одинаковых мощностях в рабочих

pemmax равномерно загружаются трансформаторы, тиристоры и вентили всего регулятора, Конденсатор 7, подключенный к выводам постоянного тока, необходим для согласования условий работы инвертора 2 тока и инвертора б напряжения, Ток инвертора 2 тока имеет непрерывный характер, 10

При коротком замыкании в сварочной нагрузке загрузка инвертора тока максимальна. Напряжение на входе инвертора тока имеет максимальное значение. Ток в цепи постоянного тока инвертора напряжения ограничен большим значением входного сопротивления инвертора тока. Мощность, потребляемая от источника постоянногo тока, расходуется на потери в элементах устройства. Ток в сварочной нагрузке

25 имеет максимальное значение. Мощность при глухом коротком замыкании в нагрузке не выделяется. Если при коротком замыкании сопротивление имеет конечное, отличное от нулевого, значение, то мощность увеличивается и про— исходит расплавление электрода. Возникновение дуги приводит регулятор в рабочий режим, в котором мощность

or источника постоянного тока одно- .35 ! временно через оба инвертора передается в сварочную нагрузку.

Таким образом, в режимах с большим сопротивлением нагрузки нагрузочная характеристика регулятора имеет жест- кую характеристику, а в режимах с малыми значениями сопротивления сварочной нагрузки вольт-амперная характеристика крутопадающая.

Зкспериментальная проверка показа- ла, что применение предлагаемого регулятора сварочного тока позволяет в 2-3 раза уменьшить потери по сравнению с известным. Регулятор позволяет использовать сеть переменного тока 380 В, SO Гц для производства сварочных работ, что значительно увеличивает область его применения, Исполь-. зование в регуляторе реактора для ограничения тока инвертора и регулирования тока в инверторе напряжения путем изменения сопротивления постоянному току инвертора тока позволяет при малом числе элементов обеспечить необходимую вольт-амперную характеристику, Отличительной особенностью регулятора является высокая крутизна внешней характеристики, которая является естественной и не требует устройств для ее формирования. ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Регулятор сварочного тока, содержащий источник постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом автономного инвертора тока, выводы переменного тока которого через трансформатор и реактор подсоединены к входу перЕменного тока первого выпрямителя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, г целью повышения качества сварных,соединений за счет обеспечения стабильности сварочного процесса, в него введены конденсатор и последовательно соединенные инвертор напряжения, второй трансформатор и второй выпрямитель, при этом отрицательный Выход последнего соединен с первым выходом регулятора и с отрицательным выходом первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с вторым выходом регулятора и с положительным выходом второго выпрямителя, отрицательный вывод источника постоянного тока соединен с обкладкой конденсатора и отрицательным выводом инвертора напряжения, положительный вывод которого соединен с другой обкладкой конденсатора и отрицательным выводом автономного инвертора тока.

1296337

Составитель Г.Чайковский

Техред А.Кравчук. Корректор Л.Патай

Редактор Н,Швыдкая

Заказ 703/ 16 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Про кгнвя, 4