Сварочный источник питания

 

Изобретение относится к сварке, а именно к источникам переменного тока для дуговой сварки алюминия. Цель изобретения - снижение весогабаритных показателей и повышение КПД. Сварочный источник содержит высоковольтный выпрямитель, инвертор, два низковольтных выпрямителя, дроссель с двумя обмотками, два конденсатора, два устройства коммутации и блок управления. Напряжение сети преобразуется высоковольтным выпрямителем в постоянный ток, поступающий в инвертор. Ток во вторичной обмотке выходного трансформатора инвертора преобразуется с помощью низковольтных выпрямителей в постоянный сварочный ток. При коммутации тока с одного низковольтного выпрямителя на другой направление тока в нагрузке меняется на противоположное. Источник питания обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительностями прямой и обратной полярности, что расширяет его технологические возможности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИН (19) (111 (gg)5 .В 23 K 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ЯРИ ГКНТ СССР t (21) 4602770/31-27 (22).09.11.88 (46) 30.10.90.Бкщ, 1(- 40 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) N.М. Гусев, Р.Н.Киямов, Н.И.Петриди, Е.В, Токарев и Л,Я.Фийкельштейн (53) 621.791.75 (088.8)

{56) Заявка Японии 9 60-18275, кл. В 23 К 9/06, 1985. (54) СВАРОЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к источникам переменного тока для дуговой сварки алюминия, Цель изобретения — снижение весогабаритных показателй и повышение КПД, Сварочный источник содержит высокоИзобретение относится к сварке, а именно к источникам переменного тока для дуговой сварки алюминия, Целью изобретения является снижение массогабаритных показателей и по-. вышение КПД, На фиг, 1 представлена схема сварочного источника питания с отдельным питанием устройств коммутации; на фиг,2 — кривые токов и напряжений; на фиг.З вЂ” сварочный источник с питанием устройств коммутации от дополнительных обмоток трансформатора источника питания, Сварочный источник питания (фиг,1) содержит высоковольтный выпрямитель

2 вольтный выпрямитель, инвертор, два низковольтных выпрямителя, дроссель с двумя обмотками, два конденсатора, два устройства коммутации и блок управления. Напряжение сети преобразуется высоковольтным выпрямителем в постоянный ток, поступающий в инвертор, Ток во вторичной обмотке выходного трансформатора инвертора преобразуется с помощью низковольтных вып:» рямителей в постоянный сварочный ток

При коммутации тока с одного низковольтного выпрямителя на другой нал-. равление тока в нагрузке меняется на противоположное, Источник питания, обеспечивает выходной ток с независи- д мыми C уг от друга длительностями пря- мой и обратной полярности, что расширя ет его техноло гические воз можностир 1 зупеф лыр 3 HJle Cp

1, вход которого подключен к трехфазной сети, а выход соединен с инвертором 2, который может быть выполнен на транзисторах или тиристорах, в выходную цепь которого включается первичная обмотка трансформатора 3, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель 4, выход которого через обмотку дросселя 5 соединен с вы-. а ходными клеммами 6, К вторичной обмотке трансформатора 3 подключен. также дополнительный выпрямитель 7., полярность которого противоположна полярности выпрямителя 4, Выход выпрямителя 7 через дополнительную обмотку дросселя 5 соединяется с выходными

1602643 клеммами 6, К выходам выпрямителей 4 и 7 подключены устройства 8 и 9 коммутации, а параллельно вторичным полуобмоткам трансформатора 3 — кон5 денсаторы 10 11, Блок 12 управления коммутирует ключевые элементы, Устройство работает следующим образом, Напряжение трехфазной промышленной,1р сети преобразуется выпрямителем в постоянный ток, поступающий в инвертор 2, на входы управления тиристоров инвертора 2 поступает с блока

12 управления двухтактная последовательность импульсов, благодаря чему в инверторе происходит высокочастотная коммутация и по первичной обмотке трансформатора 3 протекает ток высокой частоты (5-20 K ). Ток Во вто- 2р ричной обмотке трансформатора 3 преобразуется с помощью выпрямителя 4 в постоянный, который сглаживается соответствующей обмоткой дросселя 5 и поступает через выходные клеммы 6 к сварочному пос — 25 ту. С частотой от единицдо сотен Гц,которая определяется технологическими требованиями, блок управления пере,ключает ток управления с тиристоров выпрямителя 4 на тиристоры дополнительного выпрямителя 7, На выходной тиристор устройства 8.коммутации, подключенного к тиристорам выпрямителя 4, поступает импульс управления (момент времени t! на фиг.2)

35 благодаря чему происходит перезаряд конденсатора этого устройства коммутации через тиристоры выпрямителя 4 встречно протекающему через них току и конденсаторы 10, 11 соответст- . 40 венно, а также по цепи: обмотка дросселя 5 — выходная цепь источника.

Тиристоры выпрямителя 4 при этом выключаются, так как параметры элементов устройства 8 коммутации, дрос- 45 селя 5 и конденсаторов 10, 11 выбираются с учетом обеспечения времени восстановления тиристоров выпрямителей 4 и 7 ° Кроме того, одновременно с включением выходного тиристора устройства 8 коммутации на входной тиристор устройства 9 коммутации также подается импульс управления с блока

12 и подготавливает устройство 9 к дальнейшей работе (при использовании

55 изображенных на фиг. 1 двухтактных устройств коммутации }, При этом происходит коммутация тока с выпрямителя 4 на выпрямитель 7, направление тока в нагрузке меняется на противоположное, причем время коммутации за счет соответствующего включения обмоток дросселя S и высокой частоты тока инвертора мало (1-1,5 периода тока высокой частоты), что обеспечивает надежное повторное зажига е дуги, Длительности протекания ямого и обратного токов в нагруэ е независимы друг от друга, Переключение выходного тока с обратной полярности на прямую происходит аналогично: блоком 12 управления снимается ток управления с тиристоров выпрямителя 7 и подается на тиристоры выпрямителя 4. Одновременно подается импульс управления на выходной тиристор устройства 9 коммутации и на входной тиристор устройства 8 коммутации, Происходит коммутация тока с выпрямителя 7 на выпрямитель 4, направление тока в нагрузке сварочного источника питания меняется, а устройство 8 коммутации подготавливается к дальнейшей работе.

На фиг. 3 изображен сварочный источник питания, который в дополнение к источнику, изображенному на фиг, 1, содержит дополнительные обмотки 13, 14 у трансформатора 3 к которым подключаются выпрямители 15, 16 и фильтры 17, 18 соответственно, к которым подключаются входы питания устройств S и 9 коммутации, Работа этого источника отличается от работы источника, изображенного на фиг. 1, тем, что напряжение питания устройств

8, 9 коммутации пропорционально выходной мощности источника, благодаря чему повышается К1Щ источника при работе в режимах малых выходных токов. Выходной ток источника на фиг, 1 в таком режиме изображен на диаграм! ме I6 на фиг.2. Броски тока в момент переключения полярности объясняются тем, что мощность устройств 8, 9 коммутации в этом источнике рассчитывается на максимальный выходной ток, поэтому при малых токах эта мощность является излишней. Источник, изображенный на фиг„3, лишен этого

: ff недостатка (см-, ): - на фиг „2), так как питание устройств коммутации про изводится от того же трансформатора, что и питание выходных выпрямителей источника. Кроме того, улучшаются массогабаритные параметры этого источника, по сравнению с вариантом

16026 питания устройств коммутации от сете.вого блока питания.

По сравнению с базовым объектомпрототипом предлагаемый источник пи5 тания обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительностями прямой и обратной полярности, с крутыми передними фронтами.

КПД этого источника выше, так как отсутствует еще одна ступень преобразования энергии, а мощность устройств коммутации в источнике не превышает Õ выходной мощности, так как эти устройства работают с очень низкой частотой по сравнению с частотой работы инвертора. По этой же причине они имеют малые массогабаритные параметры. Два выходных выпрямителя имеют лучшие массогабаритные параметры 20 по сравнению с выходным выпрямителем и инвертором известного устройствапрототипа, так как работают поочередно и проводят в сумме тот же ток, что и один выпрямитель в источни- 25 ке-прототипе.

Формула изобретения

1. Сварочный источник питания, со- 30 держащий подключенный к трехфазной сети высоковольтный выпрямитель, к которому подключен инвертор, к выходу которого подключена первичная обмот1

43 6 ка трансформатор а, вторичные полуобмотки которого соединены с первым низковольтным выпрямителем, выход которого через обмотку дросселя подключен к выходным клеммам источника питания, блок управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и повышения КПД, источник снабжен дополнительной обмоткой дросселя, двумя устройствами коммутации, двумя конденсаторами и вторым низковольтным: BbIII рямителем, который подключен к .вторичной обмотке трансформатора встречно относительно полярности первого низковольтного выпрямителя, а его выход соединеч с выходными клеммами источника через дополнительную обмотку дросселя, которая соединена согла.:но с обмоткой дросселя, к выходу каждого из низковольтных выпрямителей подключены устройства коммутации, а параллельно каждой из вторичных полуобмоток трансформатора включены . конденсаторы.

2. Источник питания по п. 1, о т л и чающий ся тем, что трансформатор снабжен двумя дополнительными обмотками, к которым подключены диодные выпрямители со сглаживающими фильтрами, к выходу которь х присоединены входы питания устройств коммутации.

1602б43

Фиг.2

Составитель R.Пучинский

Редактор M. Бандура Техред М.Дндык

Корректор M.!лароши

Заказ .3349

Тираж 654

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..ужгород, ул, Гагарина, 101