Источник питания для импульсно-дуговой сварки

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания для электродуговой сварки и наплавки металлов в среде защитных газов, под флюсом и открытой дугой. Целью является снижение веса и габаритов источника питания. Дпя достижения поставленной цели в трехфазном силовом трансформаторе на каждом сердечнике магнитопровода расположена только одна вторичная обмотка, имеющая отвод. Вся обмотка включена в диагональ несимметричного однофазного моста, образованного двумя диодами и двумя тиристорами. Начало обмотки подключено к точке соединения катода и анода диодов, конец обмотки - к точке соединения катода и анода тиристоров. Такие двухполупериодные схемы вьшрямления однофазного тока предназначены для формирования импульсов тока на дуге. . С помощью тиристоров подключаются либо все витки вторичных обмоток, либо их часть. Это позволяет накладывать , на базовый ток дуги силовые импульсы сварочного тока. Индуктивность вторичных обмоток трансформатора з еньщается за счет уменьшения числа витков в каждой вторичной обмотке . Это позволяет увеличить диапазон регулирования амплитуды и длительности импульсов тока на дуге, что расширяет технологические возможности источника. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоаМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 В 23 К 9/10, 9/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047740/31-27 (22) 07.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. № 32 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) В.M.Ïàâøóê, В.Е.Пузаненко и П.П.Шейко (53) 621.791.75 (088.81 56) Авторское свидетельство СССР № 256134, кл. В 23 К 9/09, 1964.

Заявка Японии ¹ 57-56164, кл. В 23 К 9/10, 1982.

Заявка Японии ¹ 57-56162, кл. В 23 К 9/10, 1982. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДНЯ ИМПУЛЪСНОДУГОВОЙ СВАРКИ

157) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания для электродуговой сварки и наплавки металлов в среде защитных газов, под флюсом и откры-той дугой. Целью является снижение веса и габаритов источника питания.

Для достижения поставленной цели в трехфазном силовом трансформаторе (19) (11)

А1 на каждом сердечнике магнитопровода расположена только одна вторичная обмотка, имеющая отвод. Вся обмотка включена в диагональ несимметричного однофазного моста, образованного двумя диодами и двумя тиристорами.

Начало обмотки подключено к точке соединения катода и анода диодов, конец обмотки — к точке соединения катода и анода тиристоров. Такие двухполупериодные схемы выпрямления однофазного тока предназначены для формирования импульсов тока на дуге. . С помощью тиристоров подключаются либо все витки вторичных обмоток, либо их часть. Это позволяет накладывать на базовый ток дуги силовые импульсы сварочного тока. Индуктивность вторичных обмоток трансформатора уменьшается за счет уменьшения числа витков в каждой вторичной обмотке. Это позволяет увеличить диапазон регулирования амплитуды и длительности импульсов тока на дуге, что расширяет технологические возможности источника. 1 ил.

1 I 3335

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания для электродуговой сварки и наплавки металлов в среде я защитных газов, под флюсом и открытой дугой в различных пространственных положениях, и может быть использовано в машиностроении, судостроении, авиастроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является снижения за счет снижения расхода обмоточных материалов и трансформаторного железа. 15

На чертеже показан пример выполнения предлагаемого импульсного источника питания дуги с плавной регулировкой количества импульсов за единицу времени от 0 до 300,а также его 2р блочная схема управления.

Силовая часть источника конструктивно выполнена на базе трехфазного трансформатора 1, диодов 2 — 7, тиристоров 8 — 19, дополнительного ти- 25 ристора 20 и дросселя 21.

Первичные обмотки соединены между собой по схеме треугольника. Возможны и другие соединения, например

"звезда" или "звезда с выведенной Зр нулевой точкой".

Начала вторичных обмоток соединены с анодами диодов 2,4 и 6 и катодами диодов 3,5 и 7. Отпайки обмоток соединены с анодами тиристоров 8,12 и и 16 и катодами тиристоров 9, 13 и

17. Катоды диодов 2,4 и 6 и тиристоров 8, 12 и !6 соединены между собой, а их общая точка соединения является положительным выводом трех 4р выпрямителей.

Аноды диодов 3,5 и 7 и тиристоров

9, 13 и 17 также соединены между собой, а общая точка их соединения является отрицательным выводом выпрями- 45 телей для базового тока.

Таким образом, указанные диоды и тиристоры образуют три эапараллеленых независимых однофазных несимметричных моста: первый образован частью обмотки на одном стержне магнитопровода и элементами 2,3,8 и 9; второй — частью обмотки на другом стержне магнитопровода и элементами

4,5,12 и 13 и третий — частью обмотки на третьем стержне магнитопровода и элементами 6,7, 16 и 17.

Описанная часть схемы предназначена для создания базового напряже00 2 ния на дуге. Это напряжение может плавно изменяться блоком управления тиристорами БУ-I входящим в состав схемы 22 управления.

Для получения импульсов тока на дуге, накладываемых на базовый ток, число которых эа единицу времени регулируется от О до шестикратного значения частоты питающей сети, собрана силовая часть схемы по методу переключения выводов вторичных обмоток. Концы вторичных обмоток соединены с анодами тириеторов 10,14 и 18 и катодами тиристоров 11,15 и 19.

Катоды тиристоров 10,14 и 18 соединены между собой и с положительным выводом выпрямительных мостов базового напряжения. Аноды тиристоров 11,15 и

19 также соединены между собой, а их общая точка — с отрицательным выводом указанных выпрямителей, являющимся отрицательным выводом всего источника.

Таким образом, каждая вторичная обмотка и элементъr 2,3,10,11,4,5,14, 15,6,7,18 и 19 образуют свои однофазные независимые несимметричные выпрямительные мосты для создания импульсов тока на дуге.

Управление однофазными несимметричными выпрямительными мостами и формирование импульсов тока осуществляется от входящего в состав схемы

22 управления блока управления тиристорами БУ-2, позволяющего плавно изменять длительность и амплитуду импульсов тока на дуге, а также их количество в единицу времени от О до шестикратного значения частоты питающей сети. Это позволяет регулировать тепловую мощность, вводимую в сварочную дугу. Положительный вывод всех выпрямителей присоединен к аноду дополнительного тиристора 20 и началу обмотки дросселя 21. Конец обмотки дросселя 21 и катод дополнительного тиристора 20 соединены в общую точку, образующую положительный вывод всего источника, который соединен с электродом.

Импульсный источник питания дуги готов к работе после подачи на первичные обмотки силового трансформатора 1 напряжения питающей сети и включения блоков управления тиристорами БУ-l и БУ-2.

1333500

Работу источника рассмотрим на примере формирования базового и импульсного токов от одной вторичной обмотки фазы В силового трансформатора.

Базовый ток формируется следующим образом.

В зависимости от требуемого значения базового напряжения блоком БУ-1 вырабатываются сигналы управпения тиристорами l2 и 13 в каждую полуволну синусоиды напряжения на части вторичной обмотки фазы В. При этом образуется электрическая цепь для протекания базового тока: плюс начала обмотки — диод 4 — дроссель 21 — сварочная дуга — тиристор 13 — минус отвода обмотки.

В следующую полунолну базовый ток протекает по цепи: плюс отвода обмотки — тиристор 12 — дроссель 21 — сварочная дуга — диод 5 — минус начала обмотки.

Аналогичным образом осуществляет- 25 ся формирование базового тока и напряжения на дуге и от других несимметричных однофазных мостов, включенных на части вторичных обмоток фаз

АиС.

Плавное регулирование базового напряжения на дуге осуществляется путем изменения угла отпирания тиристоров 8,9,12,13, 16 и 17 блоком управления БУ-1. Пульсации базового то35 ка сглаживаются дросселем 21.

Импульсный ток формируется следующим образом.

При подаче сигналов управления на тиристоры 14, 15 и 20 от блока управ- »0 ления тиристорами БУ-2 создается электрическая цепь: плюс начала обмотки — диод 4 — тиристор 20 — сварочная дуга — тиристор 15 — минут конца обмотки. При изменении полярности на вторичной обмотке создается электрическая цепь: плюс конца обмотки — тиристор 14 — тиристор 20 сварочная дуга — диод 5 — минус начала обмотки.

Идентично описанному работают и остальные два однофазных несимметричных выпрямительных моста для создания импульсов тока на дуге.

Таким образом, максимальное количество силовых импульсов тока на дуге может быть равно шестикратному значению частоты питающего напряжения.

Плавное регулирование количества ( силовых импульсов тока в единицу времени достигается за счет специал» ной программы выработки сигналов управления тиристорами 10,11,14,15, 18,19 и 20, создаваемой блоком управления БУ-2.

Амплитуда и длительность импуль— сов тока на дуге регулируются также блоком управления БУ-2 незанисимо от изменения величины базового напряжения.

По сравнению с базовым объектомпрототипом вторичные обмотки силового трансформатора имеют в два раза меньшее количество витков. Это способствует уменьшению веса, размеров обмоток и, следовательно, их собственной индуктивности.

При импульсно-дуговой сварке важным показателем является крутизна фронтов импульса тока на дуге, а индуктивность уменьшает эту крутизну, что приводит к уменьшению возможностей регулировок амплитуды при прочих равных условиях.

В результате предлагаемьп» источник питания обладает большими технологическими возможностями по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Источник питания для импульснодуговой сварки, содержащий трехфазный трансформатор, двенадцать тиристоров, дроссель и схему управления, причем вторичные обмотки трехфазного трансформатора выполнены с отводом, отличающийся тем, что, с. целью снижения веса и габаритов источника, в него введены шесть диодов и дополнительный тиристор, причем на каждом из трех стержней магнитопровода трехфазного трансформатора расположена одна вторичная обмотка с отводом, при этом вся обмотка включена в диагональ несимметричного однофазного моста, образованного двумя диодами и двумя тиристорами, причем начало обмотки подключено к точке соединения катода и анода диодов, а конец обмотки подключен к точке соединения катода и анода тиристоров, при этом отвод каждой обмотки подключен к точке соединения катода и анода двух других тиристоров, при этом свободные катоды диода и двух тиристоров соединены в одну точку и

Составитель В.Пучинский

Техред B.Kapap

Корректор Л.Бескид

Редактор А.Лежнина

Заказ 3908/13

Тираж 974

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 1333500

6 образуют положительный вывод выпря- дящем для сварочного тока направлемителя, свободные же аноды диода и нии дополнительному тиристору, втодвух тиристоров также соединены в рые концы которых образует положиодну точку и образуют отрицательный

5 тельный вывод. источника питания свавывод выпрямителя, при этом положи- рочной дуги, а отрицательные выводы тельные выводы трех выпрямителей со- выпрямителей также соединены в общую браны в общую точку и подключены к точку и образуют отрицательный вывод .дросселю и шунтирующему его в прово- источника.