Устройство для дуговой сварки

Авторы патента:

H05B6/00 - Нагрев электрическим, магнитным или электромагнитным полем (для терапевтических целей A61N 5/00; соединение предварительно сформованных частей нагревом пластиков или веществ, находящихся в пластическом состоянии B29C 65/02)

Владельцы патента RU 2510859:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к источникам питания индукционных нагревателей и может быть использовано для нагрева, пайки, закалки и плавки металлов. Сущность изобретения заключается в применении устройства для луговой сварки металлов токами в форме знакопеременных импульсов частоты ультразвукового диапазона в качестве источника питания индуктора. Технический результат - возможность осуществления как дуговой сварки, так и индукционного нагрева. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для дуговой сварки, источникам питания индукционных нагревателей для электродуговой сварки, нагрева, пайки, закалки и плавки металлов и может быть использовано как в промышленных, так и в бытовых условиях.

Известен источник питания индукторов для индукционного нагрева, выполненный на принципе преобразования переменного напряжения питающей сети в напряжение постоянного тока с последующим преобразованием этого напряжения в переменный ток заданной частоты. В качестве вторичных преобразователей используются тиристорные и транзисторные инверторы, нагруженные на последовательный или параллельный колебательный контур индуктора. Во всех транзисторных инверторах для нагрева токами высокой частоты существует специальная система управления, которая обеспечивает подстройку частоты или фазы выходного тока (напряжения) под резонансную частоту контура индуктора (RU 2340074, МПК H02M 1/23, опубл. 27.07.2009).

Недостатком устройства является сложная система управления подстройки частоты или фазы выходного тока.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство, включающее источник электрической энергии, содержащий входной выпрямитель, соединенный с высокочастотным инвертором, выход которого соединен с первичной обмоткой высокочастотного импульсного трансформатора. Источник электрической энергии содержит емкостной накопитель электрической энергии и управляемый балластный резистор, входом соединенный с входным выпрямителем, а выходом - с входом емкостного накопителя, выходом соединенного с входом высокочастотного инвертора, выводы управления которого подключены к выходу драйвера, входом соединенного с выходом ШИМ-контроллера, входом подключенного к выходу блока формирования сигнала защиты и управления, входом соединенного с датчиком тока, включенным в первичную обмотку высокочастотного импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого соединены со сварочным электродом через экранированный кабель, выполненный из параллельно расположенных и взаимно изолированных проводников, число которых равно или больше числа параллельно расположенных и изолированных проводников, объединенных в жгуты, из которых выполнены обмотки высокочастотного импульсного трансформатора (RU 2311996, МПК В23K 9/09, опубл. 10.12.2007).

Недостатком известного устройства является ограниченные возможности использования устройства, в частности, только для дуговой сварки.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет осуществления как дуговой сварки, так и индукционного нагрева. Кроме того, упрощается схема источника питания индуктора.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для дуговой сварки включает источник электрической энергии, содержащий входной выпрямитель, соединенный с управляемым балластным резистором. Резистор соединен с емкостным накопителем энергии, который выходом соединен с входом высокочастотного инвертора, один выход которого соединен с первичной обмоткой высокочастотного импульсного трансформатора, а другим выходом - с датчиком тока, включенным в первичную обмотку высокочастотного импульсного трансформатора. Выводы управления высокочастотного инвертора подключены к выходу драйвера, входом соединенного с выходом ШИМ-контроллера, входом подключенного к выходу блока формирования сигнала защиты и управления, входами соединенного с датчиком тока. Вторичная обмотка высокочастотного импульсного трансформатора выходом подключена к индуктору, выполненному из последовательно соединненых катушки индуктивности и емкости.

На фиг.1 изображено устройство для дуговой сварки металлов, на фиг.2 изображены знакопеременные импульсы сварочного тока, на фиг.3 приведен спектр переменного тока на выходе устройства для дуговой сварки.

Устройство содержит (фиг.1) входной выпрямитель 1, соединенный с входом управляемого балластного резистора 2, выход которого подключен к входу емкостного накопителя 3, выходом соединенного с входом высокочастотного инвертора 4, один выход которого соединен с первичной обмоткой высокочастотного импульсного трансформатора 5, а другим выходом - с датчиком тока 6, включенным в первичную обмотку высокочастотного импульсного трансформатора 5. Выводы управления высокочастотного инвертора 4 подключены к выходу драйвера 7, входом соединенного с выходом ШИМ-контроллера 8, входом подключенного к выходу блока формирования сигнала защиты и управления 9, входами которого соединен с датчиком тока 6, включенным в первичную обмотку высокочастотного импульсного трансформатора 5. Вторичная обмотка высокочастотного импульсного трансформатора 5 выходом подключена к индуктору, выполненному из последовательно соединненых катушки индуктивности 10 и емкости 11.

Устройство работает следующим образом. Выходной ток формируется путем выпрямления напряжения питающей сети входным выпрямителем 1 и последующего преобразования этого напряжения с помощью высокочастотного инвертора 4 и высокочастотного импульсного трансформатора 5 в знакопеременные импульсы сварочного тока частоты ультразвукового диапазона (фиг.2). Частота импульсов является фиксированной. К выводам I-II вторичной обмотки высокочастотного импульсного трансформатора 5 подключается индуктор, состоящий из катушки индуктивности 10 и емкости 11. Известно, что любая последовательность импульсов тока имеет определенный спектральный состав гармоник, зависящий от параметров τ и T. В качестве примера на фиг.3 приведен спектр переменного тока на выходе устройства для дуговой сварки, работающего на частоте 25 кГц. С учетом того, что ток на выходе устройства для дуговой сварки имеет широкий спектральный состав, на одну из высших гармоник которого (например, на третью) можно изначально настроить в резонанс контур индуктора. После введения в катушку индуктора нагреваемого изделия резонансная частота контура понизится и станет равной (или близкой) одной из низших гармоник (например, первой) (фиг.3). Поскольку амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) низкодобротного колебательного LC контура индуктора имеет невысокую избирательность, расстройка контура при введении в него нагреваемого изделия не приведет к заметному снижению поступающей в контур энергии при переходе с одной гармоники тока на другую. Т.е. подводимая к индуктору мощность изменится незначительно. Это позволяет исключить необходимость в сложной системе автоматического поддержания мощности питающего контур генератора и использовать устройство для дуговой сварки, ток которого имеет форму знакопеременных импульсов ультразвуковой частоты, в качестве источника питания индуктора, расширяя функциональные возможности устройства для дуговой сварки.

Таким образом, по сравнению с известным устройством для дуговой сварки предлагаемое устройство является более функциональным за счет исключения элементов системы управления, обеспечивающих подстройку частоты и фазы, но при сохранении условий для эффективной работы индуктора.

Устройство для дуговой сварки, включающее источник электрической энергии, содержащий входной выпрямитель, соединенный с управляемым балластным резистором, который соединен с емкостным накопителем энергии, выходом соединенным с входом высокочастотного инвертора, один выход которого соединен с первичной обмоткой высокочастотного импульсного трансформатора, а другой выход - с датчиком тока, включенным в первичную обмотку высокочастотного импульсного трансформатора, выводы управления высокочастотного инвертора подключены к выходу драйвера, входом соединенного с выходом ШИМ-контроллера, входом подключенного к выходу блока формирования сигнала защиты и управления, входами соединенного с датчиком тока, отличающийся тем, что вторичная обмотка высокочастотного импульсного трансформатора выходом подключена к индуктору, выполненному из последовательно соединенных катушки индуктивности и емкости.

Изобретение относится к способу радиочастотного нагрева нефтеносной породы с использованием набора из одной или более радиочастот. Способ включает следующие шаги: (a) смешивание первого вещества, включающего нефтеносную породу, и второго вещества, включающего воспринимающие частицы в виде дипольных антенн, с образованием смеси из 10-99% по объему первого вещества и 1-50% по объему второго вещества; (b) воздействие на упомянутую смесь радиочастотной энергией с частотой или частотами из упомянутого набора из одной или более радиочастот и мощностью, достаточной для нагрева воспринимающих частиц; и (c) продолжение воздействия радиочастотной энергией на протяжении времени, достаточного для нагревания воспринимающими частицами упомянутой смеси до средней температуры, превышающей приблизительно 100°C (212°F).

Преобразовательное устройство для индукционного нагрева на основе параллельного мостового резонансного инвертора и способ управления преобразовательным устройством для индукционного нагрева на основе параллельного мостового резонансного инвертора // 2460246

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для индукционного нагрева и плавки металлов. .

Индукционная канальная печь // 2438272

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям индукционных канальных печей для приготовления сплавов и разновесных компонентов, и направлено на повышение эффективности перемешивания расплава в печи и ее производительности за счет исключения зарастания канальной части окислами.

Установка индукционного нагрева жидкостей // 2417563

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и пищевой промышленности для поддержания температуры трубопроводов в рабочем диапазоне, а также для защиты от замораживания трубопроводов и стартового разогрева трубопроводов до рабочей температуры.

Установка индукционного нагрева трубопроводов // 2415517

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано для поддержания температуры трубопроводов в рабочем диапазоне, а также для защиты от замораживания трубопроводов и стартового разогрева трубопроводов до рабочей температуры.

Устройство для индукционного нагрева деталей при нанесении металлокерамического слоя спеканием // 2414812

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нагрева деталей с отверстием (типа «кольцо») токами промышленной частоты до температур, позволяющих восстанавливать металлокерамический слой дисков фрикционов спеканием.

Электронагревательное устройство трансформаторного типа // 2407248

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева жидкостей или газов. .

Вихревой индукционный нагреватель и устройство обогрева для помещения // 2400944

Изобретение относится к электротехнике. .

Индукционный нагреватель поверхности втулок // 2393649

Изобретение относится к технике индукционного нагрева и может найти применение для термической обработки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей металлических изделий, в частности, в устройствах для нагрева внутренней поверхности втулок.

Индукционный нагреватель текучих сред // 2371889

Изобретение относится к области электротехники, а именно к индукционным нагревателям текучих средств. .

Способ нагрева тонких металлических пленок // 2540122

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для оптимального распределения тепла при нагреве металлических образцов встречными волнами ближнего ИК-диапазона. Предлагаемый способ нагрева тонких металлических пленок, реализуемый с помощью схемы интерферометра Маха-Цендера, включающего одно высокоотражающее, два полупрозрачных зеркала, зеркало с фазовой модуляцией, а также твердотельного лазера, поляризаторов для регулировки амплитуд волн, характеризуется тем, что поверхность нагреваемого металлического образца устанавливается под углом α к падающему р-поляризованному лучу лазера, а указанный угол отсчитывается от нормали к поверхности образца и имеет значение, при котором отражение для выбранного материала минимально. Использование способа позволяет решить задачу управления поглощающей способностью тонких металлических образцов в ИК-диапазоне, а именно повысить КПД нагрева тонкой металлической пленки вплоть до 100%, обеспечивая наиболее оптимальный режим ее разогрева. 3 ил.

Способ и устройство для обеззараживания молока комплексным воздействием физических факторов // 2568061

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности для обеззараживания молока. Способ обеззараживания молока включает воздействие на молоко электрическим полем СВЧ частотой 2450 МГц, удельной мощностью 4 Вт/г в проточном режиме с наложением бактерицидного потока УФ излучений лампой мощностью 240 Вт и ультразвукового поля с частотой 40 кГц и удельной мощностью 0,625 Вт/г, при этом продолжительность воздействия составит 250 с до достижения температуры молока 57…58 ˚С. Установка для осуществления этого способа содержит цилиндрический экранирующий корпус с патрубками подачи и слива, внутри которого концентрически расположен цилиндрический объёмный резонатор, нижнее основание которого перфорировано и состыковано с резервуаром ультразвукового генератора, к нижнему основанию которого закреплены пьезоэлектрические элементы, причем через объёмный резонатор, в горизонтальной плоскости проложена трубка из увиолевого стекла, внутри которой находится газоразрядная лампа высокого давления УФ излучений, а торцы трубки заглушены накладками из ферромагнитного материала. Изобретение позволяет снизить бактериальную обсемененность молока. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Индукционный нагреватель жидкостей // 2625719

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах отопления, горячего водоснабжения, в технологических процессах подогрева жидкостей, где требуется обеспечить малый градиент температур между нагревателем и нагреваемой жидкостью в проточном режиме или в накопительной емкости. Индукционный нагреватель содержит цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, ферримагнитный корпус для индукционной катушки с электрической обмоткой из изолированных проводов, ферримагнитную крышку корпуса индукционной катушки, корпус выполнен из трубы квадратного сечения, стенки корпуса для индукционной катушки имеют различную толщину, внутри корпуса установлена разделительная пластина, создающая лабиринтную форму движения жидкости. Техническим результатом является увеличение мощности нагревателя. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Индуктор для индукционного нагрева // 2640794

Изобретение относится к индуктору для индукционного нагрева месторождений нефтеносного песка, горючих сланцев или тяжелых фракций нефти. Индуктор (1) для индукционного нагрева посредством токоведущих проводников (2a…f, 4a…f) содержит участки многожильного провода (20, 22, 24, 26), соединенные через конденсаторы ( 4, 6, 8), при этом предотвращается частичный разряд на местах прерываний проводников (2a…f, 4a…f). Изобретение предотвращает возможность возникновения частичных разрядов на местах прерывания токоведущих проводников индуктора, которые могут привести к разрушению индуктора. 23 з.п. ф-лы, 1 ил.

Интеллектуальный электротепловой привод // 2642501

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд. Интеллектуальный электротепловой привод содержит магнитопровод с размещенной на нем сетевой обмоткой, неподвижный нагревательный элемент и вращающийся элемент, выполненный в виде короткозамкнутой вторичной обмотки, имеющей форму полого ротора с охлаждающими элементами, причем сопряжение вращающегося элемента и неподвижного нагревательного элемента выполнено с использованием упорных радиальных элементов качения. Питание сетевой обмотки осуществляется с помощью интеллектуального управляющего устройства, учитывающего уровень освещенности, наличие движения, температуру, время суток, погодные условия и обеспечивающего избирательность режимов работы привода с учетом влияния окружающей среды и, например, в условиях изменяющейся температуры и/или недостаточной освещенности. 2 ил.

Электрический парогенератор // 2642818

Изобретение относится к способу и устройствам преобразования электрической энергии в тепловую и создания теплообмена и может быть использовано при нагреве жидкостей. Электрический парогенератор включает один или несколько электрических трансформаторов с наборными металлическими сердечниками и первичными обмотками, трубчатую вторичную обмотку, расположенную в магнитном поле изолированно, перемычку, соединенную наружно с витками общей трубчатой вторичной обмотки с целью создания короткого замыкания витков трубчатой вторичной обмотки и необходимые средства для принудительной подачи жидкости через внутреннюю полость трубчатой вторичной обмотки, последняя выполнена из трех последовательно соединенных секций, соединенных разъемными муфтами и имеющих разную мощность тепловыделения, соответствующую фазам теплового преобразования воды в пар. Использование изобретения позволяет повысить надежность работы индукционного электрического парогенератора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Микроволновая печь // 2646616

Предложена микроволновая печь, имеющая усовершенствованную конструкцию, которая позволяет равномерно нагревать пищевые продукты. Микроволновая печь содержит: корпус, включающий в себя варочную камеру (20), имеющую нижнюю поверхность (21), по меньшей мере одну первую отражательную часть (110), выполненную на нижней поверхности (21) варочной камеры; магнетрон (60), предназначенный для генерации СВЧ-излучения, и поддон (200), расположенный отдельно от нижней поверхности варочной камеры и поддерживающий нагреваемый пищевой продукт. Упомянутая по меньшей мере одна первая отражательная часть простирается на заданную высоту (h) выше отсчетного уровня (RL). При этом по меньшей мере одна первая отражательная часть содержит по меньшей мере одну подвижную часть и выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из высоты (h) и ширины (w) упомянутой по меньшей мере одной первой отражательной части посредством перемещения по меньшей мере одной подвижной части. Усовершенствованная конструкция микроволновой печи позволяет равномерно нагревать пищевые продукты. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 15 ил.