Устройство для дуговой сварки на постоянном токе
Изобретение относится к сварке, в частности к инверторным источникам питания электродуговой сварки на постоянном токе, а также при разработке преобразователей частоты, работающих в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки. Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора и повышение коэффициента использования тиристоров по току. В устройство введена отрицательная обратная связь по скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах инвертора. Для этого в демпфирующих RC-цепочках установлены датчики тока, выход которых через выпрямитель и интегратор соединен с времязадающим входом генератора импульсов управления тиристорами инвертора. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3 Л" UN311 k;i
1 Фт л1Ц-! 1„, .. ;Лrlh(3 l
Б". БРИО ) 1i А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4466466/31-27 (22) 26.07.88 (46) 15.05.90. Бюл. № 18 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е. И. Вашкевич, В. В. Гейченко, В. В. Карташев, P. Н. Киямов и В. Н. Тефанов (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1423312, кл. В 23 К 9/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к инверторным источникам питания
Изобретение относится к дуговой сварке. в частности к сварочному оборудованию. инверторным источникам питания электродуговой сварки.
Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора и повышение коэффициента использования тиристоров по току.
На чертеже изображена схема устройства.
Схема содержит входной выпрямитель
1, входной фильтр 2, полумостовой тиристорный инвертор 3, демпфирующие RC-цепочки 4 и 5, включенные параллельно тиристорам инвертора, выходной трансформатор 6, тиристорный выпрямитель 7, выходной фильтр 8, нагрузку 9 в виде сварочной дуги, блок 10 управления инвертором, в который входят задающий генератор 11 и распределитель-формирователь импульсов 12, блок управления 13 тиристорным выпрямителем, содержащий первый интегратор
14, компаратор 15, распределитель-формирователь импульсов 16, датчик тока нагрузки 17, задающее устройство тока нагрузки 18, первое устройство сравнения 19, „„SU„„1563911 А 1 (51) 5 В 23 К 9/00, 9/10 электродуговой сварки на постоянном токе, а также при разработке преобразователей частоты, работающих в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки. Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора и повышение коэффициента использования тиристоров по току. В устройство введена отрицательная обратная связь по скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах ннвертора. Для этого. в демпфирующих RC-цепочках установлены датчики тока, выход которых через выпрямитель и интегра".ор соединен с времязадающим входссм генератора и мпульсо» управления тирис;о; ами инвег1opc .. 1 ил. датчики тока 20 и 21, включенные в цепи демпфирующих R-С цепочек, выходы ко1орых соединены через в.выпрямитель 22 с первым входом второго устройства сравнения
23, ко второму входу второго устройства сравнения подключено задающее устройство допустимой скорости нарастания напряжения на тиристорах инвертора 24, к выходу второго устройства сравнения подключен второй интегратор 25, выход которого соединен со входом управления частотой задающего генератора 11.
Устройство работает следующим образом.
При подаче питающего напряжения промышленной сети на входной выпрямитель
1 и блоки управления 10 и 13, запускается полумостовой инвертор 3, в первичной обмотке трансформатора 6 начинает протекать ток высокой частоты с частотой выходных импульсов блока управления 10 инвертора. Во вторичной обмотке наведенная
ЭДС выпрямляется тиристорным выпрямителем 7, сглаживается фильтром 8 и поступает в нагрузку 9. Регулирование и ста1563911 з билиза и ия TQKB на Грчзки Осчществлятся блоком у
1-1 и далее на компаратор 15, который вы1!Олняет функцию фазосдвягающего устройства импульсов управ lcIIHH выходного выпрям!!Зели 7 Iio отношению к импульсам задаю- 10 не! о ГCHератора 11. Изменение фазового угл» ii«зволяет осуществлять регулирование
:. :> К < Н 111 Р Ч З К И .
В свил:1 с !Н«j)«KHv< HBI!BBOHOvl HзмеllPНИ51 C0I1j)0THBЛЕНИЯ НаГРУЗКЯ OT HVr
;>0?KИМrl >.,()О< Ы V(ТРОЙCTВН
;;,:им кор« :<ое з» ныкынне (КЗ }
i! i! f)Ч. 3 Кя, «3 p(A C i)!< I)0i1IIVK) Д, ГЧ. I I ос ж !и — — на Грчзкой< я вляе с Я cBBpo Iиыя,l уга. Дяаназгн< изменения тока нагрузKi! н данном режиме язменяе ся в широких iI>r де,.Bõ «т единиц до сотен ампер. Пря этом п я<яр<><«м диапазоне изменяется при;- (<11:!;)p co<;no!HHBCIIHP нагрузки к пеовичн<>Й «.) r!OTKp. Трансформатора 6, :)к !1«иые,(.!I г «следовательно з колебгтель,: ..Й кон-ур янвертора 3, и зызывает затух lilll< колеба ний тока. Поэтому соб THcH;.ыя:нс готы колебательног(i контчра <», Г l3 Гаком с<1ч <ае может изменяться в 1,5 --2 рВ 3а., >,ля «Онышеняя коэффициента исн(хльзозынкя тирясторов инверт«ра 13 <<ем уcTBH«B,I(Il режим их работы с перекрытием перио;«ов колебаний тока в первичной обмотке трансформатора 6, т.е. <),.(<>)<, где (), — час<(>та импульсов управления тяристоров иннертора. =)тям также достигался ненр рыви«с..п тока нагрузки, что снижает массо«а<>аритные показателя выходног0 фильтра 8. <) l1IBK0 j)P?KHV1 (J<(, 1! !р ск«р«сти нарастания прямого напря?Кс!IIIII
> ст;шовле)н<демпфирчющяе RC-цепочки, рВС," . l!TB1l НЫЕ IIB НОМИНалЬНЫЙ ТОК. 1Ip:I увеличении сопротивления нагрузки с<нн твенная частота колебательного контура б>хд< «1!Н?гаться, ITO IpHI)o,lèò к увелнче;! I«; ч: IB lip!)E .крытяя периодов колеоаняй <1.0 1: I .I.иерl<:рс, В, следовательно, я pGcту ,! -=?, -? „, где М вЂ” время перекрытия периодов колебаний; Т,. — период собственных колебаний тока инвертора; T, — — период импульсов управления. Для того, чтобы du/dt оставалось посто."-.нным достаточно чтобы величина угла перекрытия At была постоянной, т.е. при изменении Т, на ту же величину должен изменяться T„. С этой целью была заведена обратная связь, контролирующая величину
Предположим, что величина сопротивлеIHH нагрузки 9 увеличилась, тогда увели-! Нтся период собственных колебаний тока инвертора Т, я время перекрытия At, а однозначно приведет к увеличению du/dt. Далее увеличится ток в RC-цепочках и соответственно увеличится сигнал с датчиков 20 и 21. С выхода выпрямителя 22 сигнал обратной связи поступает на вход устройства сравнения 23, где сравнивается с напряженкем задатчяка du/dt 24, разностный сигнал поступает на вход интегратора 25 и далее на вход управления частотой задающего генератора 11, воздействуя на величину периода импульсов управления, уменьшая время перекрытия At я соответственно, меньшая значение du/dt. Если сопротивление нагрузки уменьшится, то период ? также уменьшится. Таким образом, система постоянно контролирует величину At и поддерживает du/di постоянной с наперед заданной величиной. liI режим — холостого хода (ХХ1 на р) зки. При ХХ нагрузки величин- сопротивления будет бесконечно большая в данном режиме период Т, будет максимальный. Система обратной связи по контролю Т, до величины Т,. Поэтому и в режиме ХХ Таким образом, инвертор в любом из перечисленных режимов (КЗ, нагрузка дуга, Х) будет работать надежно, так как постоянно параметр du/dt находится под контролем и не превышает заданного задания. Такая система позволяет также в 2 раза уменьшить мощность потерь демпфирующкх RC-цепочек. По сравнению с известным устройством обеспечение постоянного угла перекрытия иеркодов колебаний тока инвертора позволяет повысить коэффициент использования ткристоров в данной схеме в 1,3 раза и установить тиристоры с более низкой группой 156391 6 по du/dt и по минимальному напряжению, что снижает также стоимость устройства. Формула изобретения Устройство для дуговой сварки на постоянном токе, содержащее последовательно соединенные входной выпрямитель, входной фильтр, полумостовой тиристорный инвертор, выходной трансформатор, выход- 10 ной выпрямитель и выходной фильтр, к выходным зажимам которого подключена нагрузка в виде сварочной дуги, а также блок управления инвертора, в который входят задающий генератор и распределительформирователь импульсов, датчик тока на16 грузки, задающее устройство тока нагрузки, первое устройство сравнения, два интегратора, компаратор и два датчика тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора и повышения оо коэффициента использования тиристоров по току устройство снабжено двумя демпфи1 6 рующими RC-цепочками, вторым устройством сравнения и задатчиком допустимой скорости нарастания напряжения на тиристорах инвертора, причем выходной выпрямитель выполнен тиристорным и снабжен блоком управления выходным тиристорным выпрямителем, состоящим из датчика тока нагрузки, задающего устройства тока нагрузки, первого устройства сравнения, 1Тервого интегратора и компаратора, соединенного выходом с входом распределителя-формирователя импульсов, при этом демпфирующие RC-цепочки с последовательно включенными датчиками тока подключены параллельно тиристорам инвертора, выходы датчиков тока через выпрямитель соединены с первым входом второго устройства сравнения, к второму входу второго устройства сравнения подключен задатчик допустимой скорости нарастания напряжения на тиристорах инвертора, к выходу второго устройства сравнения подключен второй интегратор, выход которого соединен с входом управления частотой задающего генератора. Составитель В. Пучинский Редактор И. Сегл яник Техред И. Верес Корректор М. Самборская Заказ 1125 Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
