Устройство для сварки на переменном токе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 203077 (21) 2541000/25-27 (Я 3) hA. Яд.з

В 23 К 9/06 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.791. . 75 (088,8) Опубликовано 1502р2, Бюллетень N9 6

Дата опубликования описания 1502/2

С.Н. Варкентин, Н.И. Постолатий, А.N. Малахов, В.И. Дедюх, П.Г. Жуковский и А.Д. Глущенко (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Вдамени институт электросварки им. Е.О. Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ НА ПЕРЕМЕННОМ

ТОКЕ

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к производству сварочных аппаратов, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при производстве ручной дуговой сварки, сварки под флюсом и сварки в среде защитных газов,.наиболее эффективно может быть применено при сварке в опасных условиях, где недопустимо высокое напряжение холостого хода сварочного аппарата.

Известно устройство для сварки на переменном токе от источника с жесткими внешними характеристиками, в первичную цепь сварочного трансформатора которого последовательно включены реактор и конденсатор. Резонансная,частота |.C-контура близка к частоте питающей сети. Применение

1-С-контура позволяет существенно повысить коэффициент мощности устройства, снизить напряжение холостого хода и повысить устойчивость горения дуги (1).

Однако снижение напряжения холостого хода в таких устройствах до значений, оговариваемых стандартом на электробезопасность, не позволяет возбуждать дугу или обеспечить необходимый сварочный ток. При неблагоприятных начальных условиях в моменты подключения к сети возбуждения или обрыва дуги в устройствах cLCконтуром вследствие перенапряжений на переходном процессе возникает устойчивый феррозонанс, сопровождающийся сверхтоками и перенапряжениями на элементах. Это явление приводит к аварии или срабатыванию защиты.

В случае длительного корот1сого замыкания, возникающего при замораживании . электрода или по другим причинам, ток в цепи стремится к очень большой величине. Падения нап ряжения на элементах возрастают.

Величина этих напряжений превышает максимально допустимые. Это происходит в том случае, если в цепи ЬС-кон тура преобладает индуктивное сопротивление, которое имеет нелинейный характер. Вследствие насыщения сердечника результирующее сопротивление уменьшается, становится равным емкостному и схема входит в устойчивый феррорезонансный режим.

Кроме того, при случайном уменьшении сопротивления дугового промежутка (длина дуги, падение капли

С304932 и т.п.) увеличивается скорость нарастания сварочного тока, т.е. процесс обладает параметрической положительной обратной связью, что недопустимо по условиям устойчивости горения дуги (отсутствие саморегупирования).

Индуктивный характер контура способствует возникновению высокого уровня радиопомех в сети. Это происходит вследствие лавинообразного потребления тока при флюктуациях дуги.

Пель изобретения — повышение надежности работы путем одновременного снижения напряжения холостого хода и предотвращения феррорезонанса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены схема сонпадения и дополнительная обмотка, включенная последовательно и согласно с первичной обмоткой трансформа" тора, при этом свободный конец дополнительной обмотки подключен к одной из входных клемм трансформатора через ключ, управляющий нход ключа соединен с выходом схемы совпадения, разрешающий вход которой подключен к указанной клемме трансформатора, а запрещающий — к выходу датчика сварочного тока.

Величина емкости конденсатора и индуктивностей трансформатора подобраны в таком соотношении, что емкостное сопротивление конденсатора меньше суиы индуктивных сопротивлений намагничивания и рассеяния первичной обмотки, т.е. на холостом ходу, но больше суммы индуктивных сопротивлений рассеяния первичной и вторичной обмоток, т.е. при сварKF, На чертеже представлена электрическая схема устройства. устройство содержит трансформатор

1, переключатель 2, конденсатор 3, дополнительную обмотку 4, ключ 5, схему 6 совпадения и датчик 7 сварочного тока.

Первичная обмотка трансформатора

1 через переключатель 2 соединена с конденсатором 3 и образует с ним последовательный «1С-контур. Последовательно согласно с первичной обмоткой трансформатора 1 включена дополнительная обмотка 4, Между обкладкой конденсатора 3, подключенной к сети и конечным вывоцам дополнительной обмотки 4 трансформатора 1, установлен ключ 5, например симистор. управляющий вход ключа 5 соединен с выходом схемы 6 совпадения, обеспечивающей управление ключом 5 сигналом напряжения сети при отсутствии запрещающего зигнала датчика 7 сварочного тока. устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть на холостой, ход сварочный ток отсутстнует и с выхода датчика 7 сварочного тока на запрещающий вход схемы 6 совпадения сигнал не поступает. Таким образом, ключ 5 через схему б совпадения отпирается сигналом напряжения сети.

10 Через открытый ключ 5 первичная обмотка трансформатора 1 вместе с дополнительной обмоткой 4 оказывается подключенной к сети. Соотношение полного количества витков первичной

15 цепи трансформатора и количества нитков вторичной обмотки определяется требованием техники безопасности.

Поскольку сопротивление конденсатора

3 относительно сопротивления ключа 5

2() велико, подключение его к одному из отводов первичной обмотки через переключатель 2 практически не оказывает влияния на значение напряжения холостого хода. Кроме того, шун25 тирование конденсатора 3 ключом 5 с частью первичной обмотки трансформатора 1 и дополнительной обмотки 4 исключает возможность возникновения феррореэонанса.

Энергоемкость устройства накладывает определенные требования величинам емкости конденсатора и индуктивностям трансформатора. Минимальное значение неличины емкости конденсатора и индуктивностей трансформатора определяется из условий обеспечения максимального сварочного тока. Максимальное значение величины емкости конденсатора определяется из услония обеспечения емкостного характера результирующего сопротинления контура.

Поскольку неличина емкости конденсатора определена, иэ условия максимально допустимого тока холостого хода определяется наименьшая сумма индуктивных сопротивлений намагничивания трансформатора с рас. сеяния первичной обмотки.

Следовательно, на холостом ходу преобладает индуктинное сопротивление.

В начале возбуждения дуги транс.форматор 1 работает в режиме короткого замыкания. Сигнал с выхода датчика сварочного тока поступает на запрещающий вход схемы 6 совпадения, ключ 5 запирается. Первичная обмотка трансформатора 1 в соответствии с положением переключателя 2 оказывается включенной в сеть через конденсатор 3. Так как конденсатор 3 и индуктивность первичной обмотки тран сформатора 1 образуют последовательный АC-контур с частотой, близкой к частоте питающей сети, напряжение

65 на первичной обмотка значительно по904932

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 225/20

Тираж 1150 Подписное вышается, сердечник трансформатора насыщается. Насыщение сердечника приводит к уменьшению индуктивного сопротивления цепи намагничивания

I которая шунтирует индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки.

Следовательно, ток короткого замыкания, определяемый разностью индуктивного и емкостного сопротивле ний контура, ограничен. Перенапряжений на элементах не возникает. При возбуждении дуги происходит отрыв электрода от изделия, на вторичной обмотке трансформатора 1 обеспечивается напряжение, необходимое для 15 поддержания дуги. Сигнал датчика 7 сварочного тока поддерживает ключ 5 в закрытом состоянии.

Преобладание емкостного сопротивления в цепй контура способствует саморегулированию величины сварочного тока за счет нелинейного характера результирующего индуктивного сопротивления трансформатора 1. Случайное возрастание сварочного тока приводит к увеличению результирую25 щего сопротивления контура, ток уменьшается. При случайном уменьшении сварочного тока результирующее сопротивление контура уменьшается, ток возрастает.

Преобладание емкостного сопротивления над индуктивным обеспечивает стабилизацию сварочного тока. При этом достаточно высокое напряжение повторного возбуждения дуги способствует стабильности процесса горения.

Кривая напряжения на дуге не имеет ярко выраженных пиков зажигания, имеющих большой частотный спектр.

Это значительно снижает уровень радиопомех. Кроме того, наличие. в цепи большой емкости для питающей сети является защитным фильтром.

При обрыве дуги сигнал с выхода датчика 7 сварочного тока отсутст- 45 вует, ключ 5 открывается, схема переходит в режим холостого хода, В качестве датчика тока можно использовать любой измерительный трансформатор тока. Ключ 5 может быть собран на симисторе либо на двух встречно-параллельно включенных тиристорах.

Данное изобретение найдет применение в разработке малогабаритных трансформаторов для ручной дуговой сварки в условиях слаботочных электрических сетей.

УстРойстве для сварки на переменном токе, содержащее трансформатор с переключателем количества ви ков перви ной обмотки конденсатор об

Разующий с пеРвичной обмоткой последовательный контур с собственной частотой колебаний, близкой к частоте питающей сети, и электрически соединенные датчик сварочного тока и ключ

1 о т л и ч а ю щ е е с я тем что

У t с целью повышения надежности работы путем одновременного снижения напряжения холостого хода и предотвращения феррорезонанса, в устройство введены схема совпадения и дополнительная обмотка, включенная последовательно и согласно с первичной обмоткой трансформатора, при этом свободный конец дополнительной обмотки подключен к одной из входных клемм трансформатора через ключ, управляющий вход ключа соединен с выходом схемы совпадения, разрешающий вход которой подключен к указайной клемме трансформатора, а запрещающий — к выходу датчика сварочного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 548960, кл. В 23 К 9/06, 1976.

Филиал ППП "Патент", r,Óæãîðoä, ул.Проектная,4