Сварочный агрегат
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к источникам питания сварочной дуги, и может быть использовано для сварочных работ в полевых условиях. Сварочный агрегат содержит генератор, выпрямитель, сварочные электроды, корректирующее звено, блок импульсной модуляции, пороговый блок и регулятор тока. Выход выпрямителя соединен с входом корректирующего звена, выходом регулятора тока и входом порогового блока. Выход корректирующего звена соединен с входом блока импульсной модуляции, а выходы блока импульсной модуляции и порогового блока соединены с входом регулятора. За счет обеспечения положительной обратной связи по напряжению для формирования падающей вольтамперной характеристики и работы регулятора тока в импульсном режиме достигается высокая экономичность, надежность и хорошие технологические свойства сварочного агрегата. 2 ил.
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к источникам питания сварочной дуги, и может быть использовано для сварочных работ в полевых условиях.
В настоящее время для сварки используется большое количество разнообразных конструкций сварочных генераторов, у которых регулирование тока, формирование внешних вольтамперных характеристик производится в результате изменения тока обмотки возбуждения генератора.
Известна конструкция сварочного генератора [1], содержащая генератор, выпрямитель, регулятор тока. Недостатком этого устройства является низкая экономичность схемы управления, невысокие динамические свойства, высокая стоимость.
Известен источник питания сварочной дуги [2], выбранный в качестве прототипа, содержащий генератор, выпрямитель, сварочные электроды, корректирующее звено, регулятор тока и пороговый блок.
В известном устройстве изменение тока в обмотке возбуждения производится непрерывно, транзисторы регулятора тока работают в активном режиме на линейном участке выходных характеристик транзистора, поэтому на транзисторах рассеивается значительная тепловая мощность. Для обеспечения линейности управления схема должна иметь высокий коэффициент усиления по напряжению и температурную стабильность. Исходя из вышеперечисленного, недостатком известного устройства является низкий коэффициент полезного действия, невысокая надежность схемы управления, сложность настройки схемы управления.
Недостатки известного устройства устраняются в результате использования новых блоков и взаимосвязей между ними. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в него дополнительно включен блок импульсной модуляции, при этом выход выпрямителя соединен с входом корректирующего звена, выходом регулятора тока и входом порогового блока, выход корректирующего звена соединен с входом блока импульсной модуляции, а выходы блока импульсной модуляции и порогового блока соединены с входом регулятора тока.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием блока импульсной модуляции и его связями с остальными элементами устройства. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
На фиг.1 представлена структурная схема сварочного агрегата. Схема содержит генератор 1, выпрямитель 2, сварочные электроды 3, корректирующее звено 4, блок импульсной модуляции 5, пороговый блок 6, регулятор тока 7. На фиг.2 представлена принципиальная схема сварочного агрегата. Сварочный генератор 1 имеет силовые обмотки, соединенные треугольником, выпрямитель 2 представляет собой трехфазную мостовую схему выпрямления, корректирующее звено 4 собрано на элементах 8, 9, 10, сопротивление 8 изменяет наклон статической вольт-амперной характеристики. Блок импульсной модуляции 5 состоит из микросхем 11 и 12 сопротивлений 13 и 14, конденсаторов 15, 16, 17. Пороговый блок 6 собран на транзисторе 18, стабилитроне 19, делителе напряжений сопротивления 20, 21. Блок регулирования 7 состоит из обмотки возбуждения генератора 22, сопротивления 23, регулирующего транзистора 24.
Схема работает следующим образом: при вращении ротора генератора 1 из-за наличия остаточного магнетизма появляется небольшая ЭДС, которая подается через корректирующее звено 4 на вход блока импульсной модуляции 5, в качестве импульсной модуляции может использоваться частотно-импульсная модуляция, фазоимпульсная модуляция, широтно-импульсная модуляция. В схеме используется широтно-импульсная модуляция. Блок широтно-импульсной модуляции собран на электронных таймерах, микросхемы 11, 12, типа КР1006ВИ1, сопротивления 13, 14, конденсаторы 16, 17 служат для задания режима, конденсатор 15 помехозащитный. На микросхеме 11 собран генератор. На микросхеме 12 ждущий мультивибратор. При подаче возрастающего сигнала с выхода корректирующего звена на вход блока импульсной модуляции длительность управляющих импульсов, подаваемых на вход блока регулирования 7, увеличивается. Блок регулирования состоит из обмотки возбуждения 22 и транзистора 23, работающего в ключевом режиме, резистор 23 необходим для ограничения силы тока. При увеличении длительности управляющего импульса время открытого, насыщенного состояния транзистора 24 возрастает, возрастает и напряжение и на выходе генератора. Рост напряжения происходит до тех пор, пока не включится пороговый блок 6. При пробое стабилитрона 19 транзистор 18 шунтирует вход блока регулирования, и напряжение на выходе сварочного генератора дальше не возрастает. При снижении напряжения на выходе генератора блок широтно-импульсной модуляции уменьшает ширину импульса, соответственно время включения транзистора 24 уменьшается, ток обмотки возбуждения 22 также уменьшается. Таким образом, формируется падающая вольтамперная характеристика. Корректирующее звено 4 служит для увеличения устойчивости и получения необходимых динамических свойств и статических характеристик сварочного генератора.
Экспериментальные исследования сварочного генератора подтвердили высокую экономичность, надежность, хорошие сварочно-технологические свойства.
Источники информации
1. Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие. /Под ред. В.В.Смирнова. - Л.: Энергоатомиздат. - 1986. - С.539-547.
2. Пат. RU 2056233. Источник питания сварочной дуги.
Сварочный агрегат, содержащий генератор, выпрямитель, сварочные электроды, корректирующее звено, регулятор тока, пороговый блок, отличающийся тем, что в него дополнительно введен блок импульсной модуляции, при этом выход выпрямителя соединен с входом корректирующего звена, выходом регулятора тока и входом порогового блока, выход корректирующего звена соединен с входом блока импульсной модуляции, а выходы блока импульсной модуляции и порогового блока соединены с входом регулятора тока.
