Источник питания для дуговой сварки

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания электродуговой сварки . Цель - улучшение качества сварки, а также уменьшение массы и габаритов и увеличение надежности источника питания . Источник питания содержит трехфазный мостовой вьтрямитель напряжения питающей сети на управляемых вентилях и трехфазный мостовой вьтрямитель на неуправляемых вентилях, блок управления, три управляемых вентиля, два резистора и силовой трансформатор , именлций две первичные обмотки и вторичную обмотку, соединенную со сварочным злектродом и изделием. При подключении источника питания к фазам питающей сети напряжение подается на оба вьтрямителя и на блок управления. Импульсы с блока управления открьгеают управляемые вентили вьтрямителя с задержкой на 150 относительно фазы каждого полупериода фазового напряжения питающей сети, к которой они подключены , и каждый управляемый вентиль остается в открытом состоянии в течение 90 . Поочередное включение управляемых вентилей обеспечивает увеличение частоты выходного напряжения до 300 Гц. 6 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (g1) 4 В 23 К 9/00, 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБЛИ(:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4095210/25-27 (22) 16.07.86 (46) 07,05.88. Бюл. )) 17 (71) Грузинский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) И.В.Пентегов, С.Б.Якобашвили, Г.Г.Швангирадзе, И,И.Навдарашвили, Г.С.Хурцидзе, З.С.Шанидзе, Е.П.Стемковский и Д.А. Шейковский (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1110571, кл. В 23 К 9/00, 1984. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ

СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания электродуговой сварки, Цель — улучшение качества сварки, а также уменьшение массы и габаритов и увеличение надежности источника питания. Источник питания содержит трехфазный мостовой выпрямитель напряжения питающей сети на управляемых вентилях и трехфазный мостовой выпрямитель на неуправляемых вентилях, блок управления, три управляемых вентиля, два резистора и силовой трансформатор, имеющий две первичные обмотки и вторичную обмотку, соединенную со сварочным электродом и изделием. При подключении источника питания к фазам питающей сети напряжение подается на оба выпрямителя и на блок управления.

Импульсы с блока управления открывают управляемые вентили выпрямителя с о задержкой на 150 относительно фазы каждого полупериода фазового напряжения питающей сети, к которой они подключены, и каждый управляемый вентиль остается в открытом состоянии в тео чение 90 . Поочередное включение управляемых вентилей обеспечивает уве- С личение частоты выходного напряжения до 300 Гц. 6 ил.

f 393561

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

Цель изобретения — улучшение ка5 чества сварки, а также уменьшение массы и габаритов и увеличение надежности источника питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема источника питания; на фиг. 2-6 — диаграммы напряжений отдельных элементов источника питания.

Источник питания для дуговой сварки содержит трехфазный мостовой выпрямитель 1 напряжения питающей сети на управляемых вентилях, трехфазный мостовой выпрямитель 2 напряжения питающей сети на неуправляемых венти1лях, блок 3 управления, три управляе-20 мых вентиля 4-6, два резистора 7 и

8 и силовой трансформатор 9, имеющий две первичные обмотки 10 и 11 и одну вторичную обмотку 12, соединенную со сварочным электродом 13 и изделием 14 . Начало первичной обмотки 10, средний вывод которой подключен к нейтрали питающей сети М, соединено с анодом управляемого вентиля 4, катод которого соединен с 30 отрицательным выводом выпрямителя 1 и с концом первичной обмотки 11. Конец первичной обмотки 10 соединен с катодом управляемого вентиля 5, анод которого соединен с положительным вы-З5 водом выпрямителя 1 и анодом управляемого вентиля 6, катод которого соединен с началом первичной обмотки

11. Положительный вывод выпрямителя

2 через резистор 7 соединен с отри- 40 цательным выводом выпрямителя 1, а отрицательный вывод выпрямителя 2 через резистор 8 — с положительным выводом выпрямителя 1.

1 5

Принцип работы источника питания поясняется диаграммами напряжений питающей сети (фиг. 2), напряжений отрицательного и положительного выводов выпрямителя 2 на неуправляемых вентилях относительно нейтрали питающей сети (фиг. 3), напряжений положительного (фиг. 4) и отрицательного (фиг, 5) выводов выпрямителя 1 на управляемых вентилях относительно нейтрали питающей сети и напряжения на вторичной обмотке 12 (фиг. 6) °

Схема работает в следующей последовательности.

При подключении источника питания к фазам питающей сети напряжение подается на выпрямитель 1, на выпрямитель 2 и на блок 3 управления. При этом напряжение между положительным выводом выпрямителя 2 и нейтралью питающей сети всегда будет положительным (кривая а,b,с на фиг. 3), а между отрицательным выводом выпрямителя 2 и нейтралью — всегда отрицательным (кривая а, b, с на фиг.3).

Из фиг. 3 видно, что напряжение на каждый управляемый вентиль выпрямителя 1, включенного между любой фазой питающей сети и отрицательным выводом выпрямителя 2 через резистор 8 в те4 чение — — Т положительное и равно

2 нулю в течение — -Т . Например на3

Э пряжение фазы В в интервале периода

11 (- — — — — а ) положительное и равно

2 6

11 нулю в интервале (Π— — -) и (2 6

2 ), !

Импульсы с блока 3 управления открывают управляемые вентили выпрямителя 1 с задержкой на 120 относительно начальной фазы (момента равенства фазового напряжения нулю) каждого полупериода фазового напряжения питающей сети, к которым они подключены и через резисторы 7 и 8 проходит ток, KoTopblA удерживает каждый управляемый вентиль в открытом о состоянии в течение 90

Например, управляемый вентиль выпрямителя 1, включенный между фазой

А питающей сети и отрицательным выводом выпрямителя 2 через реэистоо

8 открывается в момент Q = — — >

3 и остается в открытом состоянии до

7,момента Q = — — к, т.е. в течение о

90 (фиг. 3). В интервале периода

7 - 11 (— — i — — — Т ) потенциал отрицатель6 6 ного вывода выпрямителя 2 равен потенциалу фазы А, ток в резисторе 8 прекращается и управляемый вентиль закры4 вается. В момент Q = †- к открывает3 ся управляемый вентиль выпрямителя 1, включенный через резистор 8 между отрицательным выводом выпрямит еля 2 и фазой В питающей сети, и потенциал по1393561 няется (фиг. 2) и управляемъй вентиль

4 закрывается.

В дальнейшем последовательность раб оты упр авля емых вентилей 4 — 6 повложительного вывода выпрямителя 1 увеличивается скачкообразно до потенциала фазы В, Аналогично происходит коммутация остальных управляемых вентилей и изменение потенциала выводов выпрямителя 1. торяется.

Таким образом, ток в первичной обмотке 11 и магнитный поток в магнитопроводе силового трансформатора 9 в

II интервале периода (Π— — -) имеют

В любой момент в интервале периода

Ф (Π— — -) импульс с блока 3 управления

6 открывает управляемый вентиль 6, на электродах которого в этом интервале действует линейное напряжение U, в прямом направлении (фиг. 4 и 5) и в 15 обмотке 11 от начала к концу проходит

11 ток. В момент Q - =— — полярность ли6 нейного напряжения U меняется и вентиль 6 закрывается. В обмотке 11 ток 20 прекращается. В интервале периода

11 в (- — — †-) управляемый вентиль 5 на

6 3

Э противоположное направление относительно тока в первичной обмотке 10 и магнитного потока в магнитопроводе силового трансформатора 9 в интервале

/» периода (--- — ---) который пере—

6 3 магничивает магнитопровод в обратном направлении, Так как этот цикл перемагничивания магнитопровода повторяо ется за последние 60 каждого полупериода напряжений питающей сети, число которых за полный период напряжения питающей сети равно 6, в магнитопроводе силового трансформатора 9 действует магнитный поток, частота которого в 6 раз больше частоты напряжения питающей сети, и во вторичной обмотке 12 силового трансформатора 9 наводится ЭДС частотой 300 Гц (фиг ° 6).

По сравнению с базовым объектом предлагаемый источник питания сварочной дуги обеспечивает увеличение частоты магнитного потока в сердечнике до 300 Гц, что, в свою очередь, позволяет уменьшить сечение магнитопровода сердечника силового трансформатора, которое является обратно пропорциональным частоте магнитного потока в сердечнике, и тем самъ м уменьшить вес и габариты силового трансформатора. Увеличение частоты выходного напряжения до 300 Гц уменьшает время погасания и зажигания электрической дуги между полупериодами выходного напряжения, что обеспечивает стабильное зажигание и горение сварочной дуги, и что, в конечном итоге, позволяет улучшить качество сварки. Осуществление связи между силовым трансформатором и питающей сетью через трехфазный мостовой выпрямитель на управляемых вентилях, исключает необходимость соблюдения определенной последовательности подключения источника питания к фазам питак щей сети и возможность короткого замыкания в первичной цепи силового электродах которого в этом интервале действует фазовое напряжение U в 25 прямом направлении, открывается и в части витков обмотки 10, включенной между управляемым вентилем 5 и нейтралью питающей сети N, от конца к началу проходит ток. В момент Q =

3 полярность фазового напряжения U мес няется и управляемый вентиль 5 закрывается.

II в

В интервале периода (- — — †-)

3 2

1вновь открывается управляемъй вентиль

6, на электродах которого в этом интервале периода действует линейное напряжение U в в прямом направлении

40 и в обмотке 11 от начала к концу пров ходит ток. В момент Q = — — поляр2 ность линейного напряжения U (фиг ° св

2) меняется и управляемый вентиль 6 закрывается. В обмотке 11 ток прекра1! щается. В интервале периода (— ——

2 — — в ) управляемый вентиль 4, на

3 50 электродах которого действует фазовое напряжение U (фиг. 2) в прямом направлении, открывается и в части витков обмотки 10, включенной между нейтралью N питающей сети и управляемым вентилем 4, от конца к началу проходит ток. В момент времени Q

5 полярность напряжения U ме—

1393561 трансформатора, что увеличивает надежность работы источника питания и исключает необходимость применения блока защиты от коротких замыканий в первичной цепи силового трансформатора при несоблюдении необходимой после. довательности подключения к фазам питающей сети, которую заранее невозможно определить беэ специальных прибо- 1Q ров °

Формула и з обр ет ения

Источник питания для дуговой сваР- 15 ки, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель напряжения питающей сети на неуправляемых вентилях, блок управления, резистор, силовой трансформатор с первичными обмотками и 20 вторичной обмоткой, которая является выходом источника питания, и управляемые вентили, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварки, уменьшения массы и габаритов 25 источника питания и увеличения его надежности, он дополнительно содержит второй резистор и трехфазный мостовой выпрямитель напряжения питающей сети на управляемых вентилях, положительный вывод которого через первый резистор соединен с отрицательным выводом трехфазного мостового выпрямителя на неуправляемых вентилях, с анодом первого управляемого вентиля, катод которого соединен с началом одной первичной обмотки, и анодом второго управляемого вентиля, катод которого соединен с концом другой первичной обмотки, а отрицательный вывод трехфазного мостового выпрямителя на управляемых вентилях через второй резистор соединен с положительным выводом трехфазного мостового выпрямителя на неуправляемых вентилях, с концом одной первичной обмотки и катодом управляемого вентиля, анод которого соединен с началом другой первичной обмотки, средний вывод которой подключен к нейтрали питающей сети.

139356 !! 393561

Сбставитель В.Пучинский

Редактор А.Ворович Техред Л.Сердюкова КорректоР Г.Решетник

Заказ 1914! 12 Тираж 921 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, Проектная, 4