Генератор импульсов сварочного тока

 

Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть иснользовано для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом алюминия и его сплавов,- а также в других областях техники для питания нагрузки разноамплитудны.ми импульсами регулируемой длительности. Целью изобретения является повьинение ка чества сварного шва за счет рас1пирения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока, улучшение массогабаритных показателей геператора и расширение ею функциональных возможностей. Для достижения цели четыре управляемых ключа образуют мостовую схему, в одпу диагональ которой включен дуговой промежуток. В другую диагона, 1ь моста включены последовательно соединенные источник питания и одна ил секций индуктивного накопителя. В двухсскци(1нно.м индуктивном накопителе энергии .электрический ток протекает поочередно то через одну, то че)сз обе секции. Это позволяет в ;iyi-OBOM промежутке получать раз нополярные и разноамплитудные импу.пьсы сварочного тока. 1 з.п.ф-лы, 4 пл. « (Л со ел СО 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 K 9 09 9 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3812363 31-27 (22) 19.11.34 (46) 15.10.87. Бюл. № 38 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) H. И. Чернявский и В. В. Ивашин (53) 621.791.76(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1147531, кл. В 23 К 9/00, 1982. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЪСОВ СВАРОЧНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргонно-дуговой сварки неплавягцимся электродом алюминия и ег<> сплавов, а также в другHx областях >еxHHки для питания нагрузки разноамплитудными имиульсами регулируемой длительности.

„„SU„„1344536 А1

Целью изобретения является повышение ка чес ва сварного шва за счет расширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока, улучшение массогабаритны. показателей генератора и расширение его функциональны. возможностей. Для достижения цели четыре управляемых ключа образуют мостовук> t хему, в одну диаг<>валь которой включен дуговой промежуток. В друг>, к> диагон;>ëü моста включены и<>следоваTtëüíо <>tдиненные источник питания и одна и> секции индук>HBHo> и;>копителя. В двухс<. кционном индуктивном накопителе энергии электрический ток протекает поочередно то через о.>ну. го через <>бе секции. >т<> иозволяет в усовом нромежутке получать ра> нополярные и разноамнлитудные импульсы сварочного т<>ка, з Il.ô->bl, 4 ил.

1344536

Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргонно-дуговой сварки неплавящимся эл«ктродоч алюминия и его сплавов, а также в дру1их Областях т«хники для питания нагрузки разноамплитудныvIH импульсами регулируемой длительности.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва за счет расширения диапазона изченения параметров импульсов сварочногo ток;1, улу чшение чассо1абаритных показателей г«нератора и расширение функциональных возможностей генератора.

На фи1 1 изобра кена принципиальная схема генератора ичпульсов сварочного тока; на фиг. 2 — график гока через дуговой промежуток: на фиг. 3 принципиальная схеча ген«ратора импульсов сварочного тока при выполнении индуктивного накопителя энергии с двумя отводами; на фиг. 4 -- график тока черс1 дуговой Ill)очежуток в сх(ме H;t фиг. 3.

Генератор импульсов сварочного тока (фиг, 1) состоит из исгочника 1 питания, двухсекционного индуктивнО1О накопителя 2 энергии, первого 3 и второго 4 управляемых ключей, блока 5 управления. Генератор содержит выходные клеммы 6 и 7. между которыми включен дуг(>вой промежуток 8, а также третий 9 и четвертый !0 управлясчые ключи. Исгочн IK питания имеет выходные зажимы 11 и 12. Индуктивный накопитель 2 ичсет выводы 13 H 14 и секционирован с почо цьн) отвода 15. При этом источник 1 и>(сания слезкинеtl последовательно с секцией 13 — 15 индуктивного накопи-.еля 2 и включен в Il(. ðâóê) диагональ

MocToB<)H схемы, Образованной управляемыми ключами:3, 4, 9 и 10, во вторук> диагоíà1I которой вк.>к>ч llbl выхо;(ные клеммы 6 и 7, причем вгоряя секция 15 — 14 интуктпвного накопи(«ля 2 )нсргпи вклн>чена посл«вЂ” довательно с ключом 10.

Блок 5 у(1рав1«HHH o(уществля«T It<>o÷åредное включение и выключение управляеvlblx клн)ч«й 3, 4, 9 и !О таким образом, чтобы включенному состоянин> ключей 3 и 10

Bc«Ã;(II сООТВ(. тст нов J.to Вы к1н)ч(Il ное состояние ключей 4 и 9,,1 включенному состоянию ключей 4 и 9 выключенное состояние клк)чей 3 и 10, т. е. чтобы пары ключей 3. 10 и 4, 9 работали в протиВофаЗЕ. Длительность и чаСтОта вклЮчЕННОГО

СОCTОЯ11ИЯ КЛЮЧ(tl Р(ГУЛ И PУIOT«Я.

На фиг. 2 кривая 16 график гока через дуговой промежуток 8.

Генератор импульсов сварочного тока по фиг. 1 работает следующигл Образом.

Дуговой прочежу(ок 8 приводится в приводящее состояние I) мочент t(> (фиг. 2) .

Это можно сделать с помощью, напричер, осциллятора или касанием электрода поверхности изде 1ия. Гlри подаче сигнала управления с бл:ма 5 на управляемые клн)чи 3 и 10 они включаются. При этом секция 13—

l5 индуктивного накопителя 2 через включенные ключи 3 и 10 и дуговой промежуток 8 заряжается от источника l питания.

Ток протекает по цепи выходной зажим 11 источника 1 питания — секция 13 15 ключ 10 клемма 6 — дуговой промежуток 8 — клемма 7 — ключ 3 — выходной зажим 12 чсточника 1 питания. Происходит заряд индуктивного накопителя 2 энергии от источника 1 питания. Ток через дуговой промежуток 8 увеличивается и протекает в направлении от клеммы 6 к клемме 7; причсм это направление за положительное.

B момент tl блоком 5 управления ключи 3 и 10 выключаются, а ключи 9 и 4 включаются.

За счет взаимной индукции между секциями

13 15 и 15 — 14 индуктивного накопителя 2 ток в секции 13.15 скачком уменьшается, а ток в секции 15 14 скачком увеличивается до значения, определяемого энергией, запасенной в магнитом поле индуктивного накопителя 2 к моменту tl, и общей индуктивностью секций 13 — 15 и 15 14, т. е. индуктивностью всего индуктивного накопителя

2. Ток протекает по цепи 11 13 — 15 14

9 -7- 8 — 6-- 4 — 12. В течение времени tl—

tz происходит заряд инуктивного накопителя 2 через обе его секции 13 -15 и 15 в 14.

Ток через дуговой промежуток 8 в момент (1 скачк<н)бразно изменяет свое направление и через дугу формируется отрицагельный импульс тока. В момент (> блок< л 5 управления, нова включают"я ключи 3 и 10, я ключи 9 и 4 выключаются. За счет взаимной интукции между с(кциями 13 — )5 и 15 14 индунгивного накопителя 2 энергии ток перехват11вается в секцию 13 — 15 и увеличивается lo значения. Опр«дсляемого энергией, запасенной в ма(нитном поле индуктивноI î HBt

11 — 13 1 > 10 — -6 — 8 7--3 — 12. Через дуговой прочежуток 8 снова формируется по40 лож1 тельный импульс тока. Заряд индуктивного 1,акопителя 2 энергии и увеличение тока в ц«:1и дуги может происходит как в течение нескольких периодов, так и в течение одного полупериода в зависимости от соотношения периода следования и чпульсов и

45 величинь| постоянной времени секций индуктивного накопителя 2. В установившемся режиме величина тока остается неизменной

От импульса к импульсу. Амплитуды импульсов тока прямой и обратной полярностей

Определяются величиной, запасенной в ин50 дуктивном накопителе 2 энергии и соотношением индуктивностей секций 13 в 15 и общей индуктивностью всего индуктивного накопителя 2. Длительность импульсов токов и частота их следования определяются моментами переключения ключей 3, 4, 9 и 10.

Выбирая различные соотношения индуктивностей секций 13 — 15 и 15 — 14 за счет, например, изменения местоположения отвода 15, 1344536 можно регулировать соотношение амплигул токов прямой и обратной полярностей.

Выполнение индуктивного накопителя 2 с отводом 15 и возможностью изменения количества витков между отводом !5 и выводами 13 и 14 индуктивного накопителя 2, например с помощью скользящего контакта, как это показано на фиг. 1, позволяет .1зменять соотношение амплитуд импульсов токов положительной и отрицательной полярностей. Однако при любом местоположении отвода 15 амплитуда импульса положит(льной полярности всегда больше амплитуды импульса отрицательной полярности или равна ей при нахождении отвода 15 в крайнем правом по схеме на фиг. 1 положении. Но лля сварки бывает необходимо превышение амплитуд как положительной полярности H3;I, отрицательной, так и наоборот — - отрицательной над положительной. В этом случае B предлагаемом генераторе импульсов сварочного тока индуктивный накопитель BHEðruu может быть выполнен с двумя отиолами и возможностью независимого изменения количества витков меж. (у каждым из oTBo, (ов и выволами индуктивного накопителя энергии, причем отводы присоединены к управ.)яемым ключам в смежных плечах мостовой схемы

На фиг. 3 изображен предлагаемый генератор импульсов сварочного тока лля выполнения HH-туктивного накопителя с лвумя отводами. Он содержит источник пигания, двухсекционный индуктивный накопитель 2 энергии, первый 3 и второй 4 управляемые ключи, блока 5 управления, выходные клеммы 6 и 7, между которыми вклк>чси дуговой промежуток 8, третьего 9 и четвертого 10 управляемых ключей. Источник 1 питания имеет выходные зажимы 11 и 12.

Индуктивный накопитель 2 имеет выводы 13 и 14, а также отводы 15 и 17, причем .13 счет, например, скользящего KoHT3KI3 отводов 15 и 17 имеется возможность независимого изменения количества нитКоВ межлу каждым из отволов 15 и 17 и выводами 13 и 14 индуктивного накопителя 2. Отводы 15 и 17 присоединены к управляемым ключам 10 и 9 соответственно, расположенным в смежных плечах мостовой схемы, образованной управляемыми ключами 3, 4, 9 и !О, в первую диагональ которой включен источник 1 питания, послеловательно соединенный с секцией 13 17 индуктивного накопителя 2, а во вторую лиагональ включены выходные клеммы 6 и 7, причем вторая секция 17 — 15 индуктивного накопителя 2 включена последовательно с управляемым ключом 10.

На фиг. 4 кривая 18 — график тока через дуговой промежуток 8 в схеме на фиг. 3.

Генератор импульсов сварочного тока по фиг. 3 работает следующим образом.

Дуговой промежуток 8 приводится в проводящее состояние в момент t; (фиг. 4).

При подаче сигнала управления с блока 5 на управляемые клн)чи 3 и 1(1 они вк IK)H3ê>ò«H.

При этом секция 13 15 ин.дктинногo накопителя 2 через вклк> к нные ключи 3 и 10 и луговой промежуток 8 )иряжаег(÷ <)т и«5 1<)чника IIHT IH«ß, Toh llpoT(h Iеl Ito ц< пи

11 — 13 15 10 — 6 8 7 3 !2. llano««хоЛит заряд инЛуктивногo ti3hofltlTB1я 2 энергии от источника питания. Ток через лх говой промежуток 8 увеличивается и протека(т в направ(енин оТ клеммы 6 h клс мме 7; lip«чи 3 и 10 выключаются, 3 ключи 9 и 4 включаются. 33 счет взаимной индукции между «екциями

15 13 -17 и 17 15 индуктивного накопителя 2 ток н секции !7 15 скачком уменьшается ло нуля, 3 в секции 13 17 сh<)чком i B(личивается до значения, опрелеляемого энерги(й, запасенной в магнитном поле инлукl lIBHot о Hi) KoIIHTB«1 >1 2 K 1 K20 тивно«тьн> секции !3 --17. Ток llpoTBKBBT no цсии 11 13-17 9-7 8 6- 4- 12. Б гек ние времени fl -1 llðoисxoäèT з секцию !

3 1,. THK через луговой пр<>межугок 8 в

Ilр3вл(-1(ие и через,ty гl формируется отри>ш>.. Ibttt>ltt импульс тока По«колькх, KBK пок,l i;! но на фиг. 3, к<>ë«÷å< Tâo виl кон, 3 BH)чи г и,(н;д 1HBHo«Tf, (еhllHII 13 -17 меньше, чем

«(KITtItl 13 15, TO т<)к <)Tplt lt3T«.tbttOII flO, IHpи<>сти в м<>мент, больше. км положи<ельной. При изменении Iie«T3 положения отволов 17 и !5 таки.(<><)p3.)ом, чго между

BttBo;to I 13» отводом 15 окажет«я меньш( вигhot:. ч M м >Kл v р(>(волом 13 и от«< l<))I 17, тoh о. )ица гельно(о импульса н момент II

gg б ле) меньше положительног<>.

В xtoM2HT 1 о, «) ко>1 5 ) f1 pi B. l «H H H ва вклк)ч;lются Kлючи 3 и 10, а к. IK)тся. 1;1 сче T вз3и мной инлукции

4 межлу секциями 13 17 и 13 15 ток перехна тыв;)егся в секцик. 13 - !5 и изменяется ло .(начения. опрел:ля«мого эн(ргиеи, з()п(1<(иной н мdг)„(гHoì по,lo и«л) ктIIH«о<о ft секции 13 1:>

Toh (Ho«3 прот(K;<(г llu цепи 11 13 15

45 l (t (" 3 - 1pp< -1 "о" ои и Р""е жхток 8 «HoBd ф<)рмируется пол<>жительныи импуль«:ока. Причем при полож(нии оТВодов 15 и 17, ука <3Htto 1 на фиг. B и<) мент < 1oK положит(линой полярно«ти .,)ень ше, чем ток отри()ательной и<> IHpl«>«TH., (;Igp лес генератор раб)отц< r анал<>п(ll«>

Б пре,(лагаем >: нера< )р« II<> «p;IHH«нию с известным за; 1«3< мая B ин,(укгиин<>м накопите.)е энергия мож 1 б)ыть значит(льt«) ниже и ограниче 13 то.)ьк< э(«ргией. необхо лимой л.(я стаои (иного lop(ния луп). Б BTov 5 (лучае п<>ллер >канис необхолимой t IH t(л. ности импу.)ьса тока o«у(ц««твляет(я H(3;1 счет эиерг;(и, 131:;«;1< ).I в ин,(уктивном Hпер(ни, Ifo1 реб. I >l(.мои

1344536 от исToHIIHKd питания. Это пс>зноляет уvl»íhШнтЬ ИидуКтИВНОстЬ СЕКцИй ИпдуKI HBIIOI O накопителя и, слс донат»ЛЬНО, Уменьши ь мас сх, габаритЫ и расход BKTiilllfhfx мат pH<3лон

llil е! О изготовлс ни . . )1С I!hill if и 3<1 11 <1(. Эпс р I И И В ИН, l)< К1 И В НО >1

I l B K 0 I I H T t Ë (. l l O 13 ОЛ Я (. 1 И (I I 0, 1 Ь 3 О и а Т Ь If i. Г О I f 3 1! . ки питания с меньшим напри кснием x0,10(! оI 0 ход<1, ч ГО 1 B кж(>."!> ч(1!

1л ит(. I ы(ОС Гь и р(г <<>к<) tf H>< ГОка л к)001! tti>лярн()сти 3 пр» (ла! аемом генератор» tlt висит ОГ Ве.!ичины запас3»ляется бл<> ком управления. (10 To÷ó диа!1;(зон»<)orll0111(Н И И, I И 1», f ÛI0!"г С И ТОК(>11 P<1.)Л ИЧ(l t>l х 11(>Г!ярнос)с и в пред IBI (»мом Ii»нс ратор» I Opdз,3<г болы(!». 11р(!ктич(»hl! >11 xl0>K»г быть,)к>

C)ht M И H»0iI f Ор ht>1 H(. 110 1 Ь !OH<1! h!: Ч,(а жс

З Л я С В а р К И П О СТ 0 я f f tf t>t Vl Т () К < г >1 . I IO C) 0 И П О, я р ности, ч ГО значит»ль(ГО р;I(IHHðH»ò еf O функциональны«возможнос.ги. 1Пирокий IHdlld

:3OII ИЗМс 11С Н ИЯ II 1»Т j)!)15 и Л1. 1уг(ЬСОВ! B

НОГО ГОК<1 II03I30. I ЯС Г ПО В Ьl(. И Г(> ;а IС СТIIO »13, i рНОI О !1! Ва .(а (<1С Т ВОЗ>! О>К НОС И > (T

О!ГГИМВЛЬНЫХ ll lj)BМ< трОВ ИЛ(1(ХГ!1(ОВ В К;(ж—

ЛО )1 О I, t»if l f10 > t (Гl < 1С . <1 Т<1 кжС p<1 ll !10 11 1(<К,(1 < В <3 Р И !3;!»м ы м >(зд», И»х! It ВОЛ(,(() р:.! л) < сны м г 1» к Г р О дом, что повышает его долговечность и нижн т раск(>д вольфрама.

Фо(>.чу.га изобретения

1. Генератор импульсов сварочного тока, с< д»ржаьций источник питания, двухсекционный индуктивный накопитель энергии, перВый и второй управляемые ключи, блок управления, выходные клеммы, между котор lett Вклю(ен дуговой промежуток, отлич<1>ощийся тс м, что, с целью повышения качс»тва сварного шва, в него введены третий и четвертый управляемые ключи, ис! О (flHK питания соединен !К>следовательно с одной из секций индуктивноп> накопителя энергии и включен в первук) диагоHB lh мостовой схемы, образованной управ I sf»м ь1 м и к. l к)ч l ми, ВО Втор > K> . 1и а Гона.l ь ко10p0It НКЛЮЧ»llhl ВЫХОДНЫЕ КЛЕММЫ, ПрИЧ(.М !

3! Ор,)я секция индуктивного нак(н!ителя

»цр! ИИ !3КГ!Н>ЧСНа ПОСЛЕдОВатЕЛЬНО (ОДНИМ

2О из х I)p<1Вля(. мhlx кокгчcй.

>, Генератор по п. 1, от.гича)ощийея тем, что индуктивный накопитель энергии ВыполI(»tf с двумя Отводами, HdtlpHMt р, В виде (h0 >1hdH ill lf X КОНТ IKT013 Д.l Я ll(> 3d Btf(ИМ О! О И.3 м(нсния ко,!ичества витков между каждым у„„„„о,а

К<гцнг»ЛЯ -)!ц рГИИ, ПРИЧЕМ ОтВОдЫ Пр»ОЕЛИ1! (I I ь! K 3 ! J) <) В. 1 Я t м ы м к;1 к) ч а м В с м (t x

И,1»ч<3х мостовой схемы.

1344536

Состанитеаь В. Подчинении

Редактор Э. Сдиган Теъред И. Верее Коррелт<:р H 1>1тн<;I

Заказ 4566/14 Тираж 969 11<>.<виси< <

ВНИИПИ осударственного комитетч< СССР ll<>,<ед«м II «><>I>< <опий и о < лр>«ии

1 I;3035, Москва, Ж 35, Рах инск;>и ll,<6. д 4,>

Производственно-подиграфическ<>< предпринтие. I. v ;+ >I><>,l. <.I 11ð и I:ll,l>l. I