Устройство для получения импульсного сварочного тока (его варианты)

 

Изобретение относится к сварочным источникам тока для сварки в защитном газе. Изобретение позволяет повысить стабильность сварки. В устройство , содержащее импульсньш сварочный трансформатор, диод, конденсатор , два тиристора введены в первом варианте два дросселя и третий тиристор. Во втором варианте введен один дроссель и тиристор. В третьем варианте введены дроссель и шесть тиристоров. В приведенных схемах источника сварочного тока повышается коэффициент заполнения импульсного тока на 25-30%, т.к. отсутствует процесс обратной зарядки конденсатора, т.е. повьппается частота импульсов. Уменьшается также крутизна положительных фронтов нарастания напряжения на тиристорах. 3 с.п ф-лы, 4 ил. i 1сл со СЛ ;о о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1 59087 (50 4 В 23 К 9/10 1 ГФУи чк . :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) BG 35215; 35216; 35217 25.09.82 (48) 12.07.82; 07.12.82 (21) 7772879/27 (22) 02.03.83 (31) 55620; 55621; 58258 (32) 03.03.82; 03.03.82; 03.03.82 (33) BG (46) 15.12.37. Вюл. ¹ 46 (71) ЦНИКА (BG) (72) Иван Кирилов Марваков, Тодор и

Иорданов Русев и Костадин Зиков

Зиков (BG) (53) 621.791.75(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО СВАРОЧНОГО ТОКА (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к сварочным источникам тока для сварки в защитном газе. Изобретение позволяет повысить стабильность сварки. В устройство, содержащее импульсный сварочный трансформатор, диод, конденсатор, два тиристора введены в первом варианте два дросселя и третий тиристор. Во втором варианте введен один дроссель и тиристор. В третьем варианте введены дроссель и шесть тиристоров. В приведенных схемах источника сварочного тока повышается коэффициент .заполнения импульсного тока на 25-30Х т.к. отсутствует процесс обратной зарядки конденсатора, т.е. повышается частота импульсов.

Уменьшается также крутизна положительных фронтов нарастания напряжения на тиристорах. 3 с.п ф-лы, 4 ил.

1359087

Изобретение относится к устройствам для получения импульсного сварочного тока, которое применяется во время сварки в защитной среде.

Известно устройство, которое содержит конденсатор, источник питания, последовательно которым подключены первый тиристор и первичная обмотка импульсного трансформатора, парал- 1п лельно которой подключен второй тиристор. Вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена через диод к сварочной дуге. Между общей точкой первого и второго тиристоров 15 и первичной обмотки импульсного транс— фооматора подключен конденсатор, а параллельно второму тиристору подключен диод (авт.св. НРБ ¹ 32452, кл. В 23 К 9/10, 1982). 20

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно имеет отно сительно низкий коэффициент заполнения импульсного сварочного тока и очень крутые положительные фронты на- 25 растания напряжения на тиристоры, что может привести к их произвольному замыканию.

Целью изобретения является повышение стабилизации устройства за счет повышения частоты импульсов, так как создается повышенный коэффициент заполнения импульсного сварочного тока и уменьшается крутизна положительных фронтов напряжения на тиристоры.

Это достигается тем, что в устройство для получения сварочного тока, содержащее первый тиристор, подключенный к одному полюсу истбчника пи- 4g тания, последовательно соединенные конденсатор, второй тиристор и первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через диод подключена к сварочной 4 дуге, введены первый дроссель и по следовательно соединенные второй дроссель и третий тиристор, при этом общая точка конденсатора и второго тиристора соединена с вторым дроссе— лем и через первый дроссель с первым тиристором,,общая точка первичной обмотки. импульсного трансформатора и коиденсатора подключена к третьему тиристору и другому полюсу источника питания, Во втором варианте цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные третий тиристор, дроссель, общая точка которых подключена к пврвому тиристору, другой вывод дросселя подключен к общей точке конденсатора и второго тиристора, а третий тиристор соединен с общей точкой конденсатора и первичной обмоткой импульсного трансформатора и к другому полюсу источника питания.

В третьем варианте цель достигается тем, что в устройство введены дроссель и шесть тиристоров, при этом первый тиристор через дроссель соединен с общей точкой конденсатора и второго тиристора, между конденсато-. ром и третьим тиристором подключен четвертый тиристор, между общей точ— кой конденсатора и четвертого тиристора и общей точкой первого тиристо- ра и источника питания подключен пятый тиристор, между первичной обмоткой импульсного трансформатора и конденсатора подключен шестой тиристор, между общей точкой второго тиристора и первичной обмоткой импульсного трансформатора и общей точкой конденсатора и шестого-тиристора подключен седьмой тиристор, а между общей точкой конденсатора и второго тиристора и общей точкой шестого тиристора и первичной обмоткой импульсного трансформатора подключен восьмой тиристор, общая точка третьего и четвертого тиристоров подключена ко второму полюсу источника питания.

Варианты выполнения устройств поясняются фиг.1-4.

На фиг.1 показано выполнение уст ройства в соответствии с изобретением.К положительному полюсу питающего напряжения подключен анод первого тиристора 1, катод которого через первый дроссель 2 и конденсатор 3 подключен к отрицательному полюсу питающего напряжения. К общей точке первого дросселя 2 и конденсатора

3 подключен анод второго тиристора

4, катод которого через первичную обмотку импульсного трансформатора

5 подключен к .отрицательному полюсу питающего напряжения. Вторичная обмотка импульсного трансформатора 5 через диод б подключена к сварочной дуге 7, Анод третьего тиристора 8 подключен к отрицательному полюсу питающего напряжения, а его катод через второй дроссель 9 подключен к общей точке первого дросселя 2, кон1359087

3 денсатора 3 и анода второго тиристо— ра 4.

При включении тиристора 4 через него и через дроссель 2 конденсатор

3 заряжается питающим напряжением полярностью, обозначенной на фиг.l.

После того, как зарядка закончится и тиристор 1 будет выключен, включа— ется тиристор 4, через который конденсатор 3 разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора 5. При этом через вторичную обмотку импульсного трансформатора 5, диод

6 и сварочную дугу 7 протекает токовый импульс. Вследствие индуктивнос— ти импульсного трансформатора 5 часть энергии конденсатора 3 посредством колебательного процесса возвращается обратно в конденсатор 3, перезаря- 20 жая его обратной полярностью. После окончания перезарядки и выключения тиристора 4 включается тиристар 8.

Получается контур, составленный из тиристора 8, дросселя 9 и конденса- 25 тора 3, причем последний разряжается и перезаряжается первоначальной полярностью до напряжения источника питания. Так как контур перезарядки независим от трансформатора и его 30 сравнительно большой индуктивности, при подходящем рассчитывании дросселя 9 процесс протекает сравнительно быстро. Следует новое заключение тиРистора 1, при котором конденсатор 3 окончательно заряжается через дроссель 2 и описанный процесс повторя-, ется. В зависимости от того, когда тиристор 1 включится: после окончаС7 ния перезарядки конденсатора 3 через 4р тиристор 8 и дроссель.9 или же в данный момент процесса перезарядки, конденсатор 3 будет заряжен до раз-. личного напряжения, причем крайнее напряжение заряда будет тем выше, 45 чем раньше включен тиристор. Наличие отдельного дросселя в цепях обоих тиристоров 1 и 8 позволяет включение тиристора 1 во время процесса перезарядки через тиристор 8, причем не по. — Вб лучаются недопустимо высокие крутиз.ны нарастания тока через тиристор 1.

Взаимные связи между элементами схемы позволяют избегнуть крутые положительные фронты нарастания напряжения на тиристоры, так как при включении каждого из тиристоров 1 и 8 на другом получается нарастание на-. пряжения в отрицательном, а не в положительном направлении. Кроме того, оба дросселя и конденсатор ограничивают при включении любого из трех тиристоров крутизну напряжения на остальные два тиристора до очень низких значений.

На фиг ° 2 показан второй вариант устройства. В отличие от устройства, показанного на фиг.l общая точка между первым тиристором I и первым дросселем 2 и общая точка между третьим тиристором 8 и вторым дросселем

9 коротко замкнуты, а оба параллельные дроссели 2 и 9 заменены одним общим дросселем 10.

Действие устройства, показанного на фиг.2, аналогично действию устройства, показанного на фиг.l, при условии, что тиристор 1 включается только после того, как ток через тиристор

8 пройдет через нуль. В этом случае не являются необходимыми отдельные дроссели в цепях обоих тиристоров

1 и 8, и достаточен только дроссель . 10. Очевидно, это устройство более простое, но его можно использовать только при условии, что не является необходимым регулировать амплитуду исходных импульсов, На фиг.3 показан третий вариант выполнения устройства. Между выводами питающего выпрямителя 11 подключена последовательная цепь из первого тиристора 1, дросселя 10, конденсатора 3 и четвертого тиристора 12. Между общей точкой первого тиристора 1 и питающего выпрямителя 11 и общей точкой конденсатора 3 и четвертого тиристора 12 подключен пятый тиристор 13, а между общей точкой первого тиристора 1 и дросселя !О и .общей точкой четвертого тиристора 12 и .выпрямителя 11 подключен третий тиристор 8. Параллельно конденсатору

3 подключена цепь, которая состоит из второго тиристора 4, первичной обмотки импульсного трансформатора

5 и шестого тиристора 14, причем седьмой тиристор 15 подключен между общей точкой конденсатора 3 и шестого тиристора 14 и общей точкой второго тиристора 4 и первичной обмоткой импульсного трансформатора 5 и шесо того тиристора 14 и между общей точкой конденсатора 3 и второго тиристора 4 подключен восьмой тиристор 16.

Вторичная обмотка импульсного транс1359087 форматора 5 через диод 6 соединена со сварочной дугой 7. На фиг.4 показано другое примерное выполнение устройства по третье5 му варианту. Различие состоит в том, что общая точка первого тиристора 1 и третьего тиристора 8 и общая точка конденсатора 3, второго тиристора 4 и восьмого тиристора 16 коротко замкнуты, а дроссель 10 подключен между одним полюсом питающего выпрямителя

11 и общей точкой первого тиристора

1 и пятого тиристора 13.

Устройство по третьему варианту (фиг.3 и 4) работает следующим об— разом.

При включении тиристоров 1 и 12 выпрямителем 11 через включенные тиристоры и дроссель 10 конденсатор

3 заряжается обозначенной на фиг.3 полярностью. После того, как зарядка закончится и тиристоры 1 и 12 будут включены, включаются тиристоры 4 и

14, причем конденсатор 3 разряжается через включенные тиристоры и первичную обмотку импульсного трансформатора 5. При этом через вторичную обмотку импульсного трансформатора

5, диод 6 и сварочную дугу 7 протекает токовый импульс. Вследствие индуктивности импульсного трансформатора

5 после разрядки конденсатор 3 перезаряжается до некоторого более низко35

ro напряжения полярностью, обратной обозначенной полярности на фигуре.

После окончания перезарядки и включения тиристоров 4 и 14 включаются тиристоры 8 и 13. Через них и через цроссель 10 выпрямителем 11 окончательно заряжается конденсатор 3 полярностью, обратной обозначенной полярности на фиг. 3. Следует включение тиристоров 15 и 16, причем конденсатор

3 снова разряжается через первичную об-. мотку импульсного трансформатора 5, причем в отношениипоследнего направление разрядного тока остается таким же, как при включении тиристорав 4 и 14.

Через вторичную обмотку импульсного трансформатора 5, диод 6 и сварочную дугу 7 снова протекает импульсный ток. После окончания разрядки и перезарядки конденсатора 3 до некотоРого напряжения полярностью, обозначенной

1 на фиг.3, снова включаются четыре пары тиристоров в описанной последо= вательности и процесс повторяется.

Включение тиристоров 1 и 12 и соответственно 8 и 13 можно осуществить перед окончанием предшествующего процесса разрядки конденсатора 3 .через импульсный трансформатор 5.

В этом случае в зависимости от момента включения получится различное конечное напряжение окончательной зарядки конденсатора 3 и соответственно различная амплитуда сварочных токовых импульсов. Определение момента включения тиристоров 1 и 12 можно осуществить, контролируя время с момента включения предшествующей пары г тиристоров 15 и 16 или же при достижении определенного напряжения конденсатора 3 в процессе его перезарядки. То же самое действительно и для тиристоров 8 и 13.

Таким образом, возможно регулировать амплитуду импульсного сварочного тока в соотношении 1:2 и больше.

При этом с нарастанием амплитуды нарастает также граничная частота стабильной работы устройства.

Так как в устройствах, показанных на фиг.3 и 4, по сравнению с устройствами, показанными на фиг.1 и 2, отсутствует процесс обратной зарядки конденсатора 3, то коэффициент заполнения на 25-30Х выше.

Формула изобретения

1.Устройство для получения им; пульсного сварочного тока, содержащее первый тиристор 1, под..люченный к одному полюсу источника питания, последовательно соединенные конденсатор 3, второй тиристор 4 и первичная обмотка импульсного трансформатора 5, вторичная обмотка которого через диод 6 подключена к сварочной дуге, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности работы устройства за счет повышения частоты импульсов, в него введены первый дроссель 2 и последовательно соединенные второй дроссель 9 и третий тиристор 8, при этом общая точка конденсатора 3 и второго тиристора 4 соединена с вторым дросселем 9 и через первый дроссель 2 — с первым тиристором 1, общая точка первичной обмотки импульсного трансформатора 5 и конденсатора 3 подключена к третьему тиристору 8 и другому полюсу источника питания.

1359087 ф

2.Устройство для получения импульсного сварочного тока, содержащее первый тиристор 1, подключенный к одному полюсу источника питания, последовательно соединенные конденсатор 3, второй тиристор 4 и первичная обмотка импульсного трансформатора 5, вторичная обмотка которого через диод 6 подключена к сварочной дуге, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности работы устройства за счет повышения частоты импульсов, в него введены последовательно соединенные третий тиристор 8, дроссель 10, общая точка которых подключена к первому тиристору 1, другой вывод дросселя 10 подключен к общей точке конденсатора 3 и второго тиристора 4, а третий тиристор 8 соединен с общей точкой конденсатора 3 и первичной обмоткой импульсного трансформатора

5 и к другому полюсу источника пи- тания .

3.Устройство для получения импульсного сварочного тока, содержащее первый тиристор 1, подключенный к первому полюсу источника питания, последовательно соединенные конденсатор 3, второй тиристор 4 и первичная обмотка импульсного трансформатора

5, вторичная обмотка которого через диод 6 подключена к сварочной цуге, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности устройства за счет равномерного распределения нагрузки, в него введены дроссель 10 и шесть тиристоров, при этом первый тиристор 1 через дрос10 сель 10 оединен с общей точкой конс денсатора 3 и второго тиристора 4, между конденсатором 3 и третьим тиристором 8 подключен четвертый тиристор 12, между общей точкой конденсатора 3 и четвертого тиристора 12 и

15 общей точкой первого тиристора 1 и источника питания подключен пятый тиристор 13, между первичной обмоткой импульсного трансформатора 5 и

20 конденсатора 3 подключен шестой тиристор 14, между общей точкой второго тиристора 4 и первичной обмотки импульсйого трансформатора 5 и общей точкой конденсатора 3 и шестого ти25 ристора 14 подключен седьмой тиристор 15, а между общей точкой конден, сатора 3 и второго тиристора 4 и общей точкой шестого тиристора 14 и первичной обмотки импульсного трансформатора 5 подключен восьмой тиристор 16, общая точка третьего 8 и четвертого 12 тиристоров подключена к второму полюсу источника питания.

1359087

1350987

Составитель Ю.Марков

Техред М. Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор M.Òoâòèí

Заказ б104/15 Тираж 970 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4