PL138363B1 - Power supply unit for high power plasma arc torch - Google Patents

Power supply unit for high power plasma arc torch Download PDF

Info

Publication number
PL138363B1
PL138363B1 PL23978182A PL23978182A PL138363B1 PL 138363 B1 PL138363 B1 PL 138363B1 PL 23978182 A PL23978182 A PL 23978182A PL 23978182 A PL23978182 A PL 23978182A PL 138363 B1 PL138363 B1 PL 138363B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
power supply
thyristor
power
input
arc
Prior art date
Application number
PL23978182A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL239781A1 (en
Inventor
Czeslaw Krolikowski
Ryszard Niewiedzial
Jerzy Siwiec
Original Assignee
Politechnika Poznanska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Poznanska filed Critical Politechnika Poznanska
Priority to PL23978182A priority Critical patent/PL138363B1/en
Publication of PL239781A1 publication Critical patent/PL239781A1/en
Publication of PL138363B1 publication Critical patent/PL138363B1/en

Links

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad zasilajacy lukowy palnik plazmowy duzej mocy, przeznaczony do obróbki termicznej materialów przewodzacych prad elektryczny, zwlaszcza w piecach metalurgicznych. Lukowy palnik plazmowy, ze wzgledu na przebieg procesu technologicznego obróbki termicznej, powinien zapewnic stabilne palenie sie luku elektrycznego, w calym zakresie napiec i pradów roboczych. Dla uzyskania takich parametrów, uklady zasilajace lukowy palnik plazmowy powinny miec stromoopadajaca charakterystyke zew¬ netrzna oraz powinny umozliwiac regulacje pradu i napiecia pracy w odpowiednio szerokim zakresie. W znanych dotychczas ukladach zasilajacych, jako zasilacze stosuje sie spawalnicze przetwornice wirujace wzglednie przet¬ wornice statyczne — np. prostownikowe. Stosowanie tego typu zródel energii elektrycznej, nawet przy jedno¬ czesnym wykorzystaniu kilku przetwornic, ogranicza moc cieplna lukowych palników plazmowych z uwagi na parametry znamionowe zasilaczy.Uklad wedlug wynalazku, zawierajacy obnizajacy transformator mocy, blok zasilacza i zródlo pradu po¬ mocniczego, ma blok zasilacza tak utworzony, ze pomiedzy wyjscie regulatora pradowego a wejscie dlawika wygladzajacego jest wlaczony uklad sterujacy i prostownik tyrystorowy. Ponadto zasilacz tyrystorowy jest w taki sposób polaczony z pozostalymi elementami ukladu zasilajacego lukowy palnik plazmowy, ze drugie wejscie prostownika tyrystorowego jest polaczone z wyjsciem obnizajacego transformatora mocy, natomiast drugie wyjscie prostownika tyrystorowego jest polaczone posrednio, poprzez zródlo pradu pomocniczego, z lu¬ kowym palnikiem plazmowym, którego drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem dlawika wygladzajacego. Z ko¬ lei dlawik wygladzajacy jest polaczony z regulatorem pradowym. Tak utworzony uklad zasilajacy charakteryzu¬ je sie szerokim zakresem regulacji pradu i napiecia pracy lukowego palnika plazmowego, mozliwoscia wyboru dowolnego nachylenia charakterystyki zewnetrznej plynnym narastaniem i stabilizacja pradu o zadanej wartosci, mozliwoscia zdalnej regulacji oraz stosunkowo malym ciezarem i niewielkimi gabarytami.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy podstawowego ukladu, a fig. 2 — schemat ideowy tego ukladu. Uklad zasilajacy sklada sie z zasilacza tyrystorowego ZT, obnizajacego transformatora mocy 1 o stabilnym, nie zmieniajacym sie napieciu zasilajacym, zródla pradu pomocniczego 7 oraz lukowego palnika plazmowego 5 i materialu obrabianego 6.W zasilaczu tyrystorowym ZT, prostownik tyrystorowy 2f skladajacy sie z szesciu tyrystorów mocy polaczonych w ukladzie mostkowym jest zasilany z sieci elektroenergetycznej za posrednictwem obnizajacego transformatora2 138 363 mocy 1. Do prostownika tyrystorowego 2 jest przylaczony posrednio, poprzez uklad sterujacy 11, regulator pradowy 10, do którego wejsc sa przekazywane sygnaly do sprzezenia zwrotnego pradowego Ssz2 i Ssz1 z bocz¬ nika pradowego 3.1., umieszczonego w torze pradowym laczacym prostownik tyrystorowy 2 z materialem obra¬ bianym 6, aibo tez z przekladników pradowych 13, wlaczonych pomiedzy obnizajacy transformator mocy 1 a prostownik tyrystorowy 2. Wyjscie prostownika tyrystorowego 2 jest polaczone ze zródlem pradu pomocni¬ czego 7, które sluzy do zajarzenia luku wewnetrznego w lukowym palniku plazmowym 5, pomiedzy sworznio¬ wa katoda i anoda (dysza), za pomoca urzadzenia zaplonowego 8.Wartosc natezenia pradu tego luku ograniczona jest poprzez rezystor 9. Po wydmuchnieciu luku z dyszy przez gaz roboczy, luk pomocniczy zostaje przerzucony na material obrabiany 6, powodujac wstepne uksztalto¬ wanie kanalu plazmowego luku glównego. Dalszy wzrost wartosci natezenia pradu luku glównego uzyskuje sie poprzez wysterowanie kata zaplonu tyrystorów mocy, które nastepuje przy pomocy regulatora pradowego 10 i ukladu sterujacego 11. Prad roboczy o natezeniu zaleznym od kata zaplonu tyrystorów mocy, posiada poczat¬ kowo charakter pulsujacy; stad bezprzerwowe palenie sie luku uzyskiwane jest poprzez luk pomocniczy zasila¬ ny pradem l2. W miare zmniejszania kata zaplonu tyrystorów i w zaleznosci od: charakterystyki zewnetrznej zródla pradu pomocniczego 7, napiecia strony wtórnej obnizajacego transformatora mocy 1 oraz przyjetej odleg¬ losci lukowego palnika plazmowego 5 od materialu obrabianego 6, nastepuje przejmowanie obciazenia przez prostownik tyrystorowy 2 tak, ze mozliwe staje sie odlaczenie zródla pradu pomocniczego 7— za posrednic¬ twem lacznika 12. Przedstawiony uklad, poprzez zastosowanie regulatora pradowego 10 z odpowiednim ujem¬ nym sprzezeniem zwrotnym pradowym, umozliwia uzyskanie stromoopadajacej charakterystyki zewnetrznej zasilacza tyrystorowego ZT, co zapewnia stabilizacje wartosci natezenia pradu luku glównego odpowiadajaca wartosci zadanej poprzez sygnal Swz. W regulatorze pradowym 10 jest zabudowany elektroniczny uklad wylaczania ukladu sterujacego 11, a tym samym i calego zasilacza tyrystorowego ZT, w przypadku utraty sprzezenia zwrotnego, poniewaz zanik tego sprzezenia powoduje wzrost natezenia pradu luku glównego do wartosci pradu odpowiadajacej maksymalnemu wysterowaniu tyrystorów mocy w danych warunkach co moglo¬ by doprowadzic do uszkodzenia tyrystorów mocy wzglednie lukowego palnika plazmowego 5. W przypadku umieszczenia lukowego palnika plazmowego 5 w piecu metalurgicznym lub w innej przestrzeni zamknietej, gdzie nie ma mozliwosci optycznego pomiaru odleglt^ci miedzy lukowym palnikiem mocy 5 a materialem obrabia¬ nym 6, pomiaru tej odleglosci mozna dokonac na zasadzie porównywania wartosci spadków napiec katoda — - anoda (dysza) Uka i anoda (dysza) - material obrabiany Uam.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad zasilajacy lukowy palnik plazmowy duzej mocy, zawierajacy obnizajacy transformator mocy, blok zasilacza i zródlo pradu pomocniczego, znamienny tym, ze blok zasilacza stanowi zasilacz tyrysto¬ rowy (ZT), w którym pomiedzy wyjscie regulatora pradowego (10) a wejscie dlawika wygladzajacego (4) jest wlaczony uklad sterujacy (11) oraz prostowjiik tyrystorowy (2), a ponadto zasilacz tyrystorowy (ZT), jest tak polaczony z pozostalymi elementami ukladu zasilajacego lukowy palnik plazmowy (5), ze drugie wejscie pros¬ townika tyrystorowego (2) jest polaczone posrednio, poprzez obnizajacy transformator mocy (1), ze zródlem wysokiego napiecia (WN), natomiast drugie wyjscie prostownika tyrystorowego (2) jest polaczone równiez po¬ srednio, poprzez zródlo pradu pomocniczego (7), z lukowym palnikiem plazmowym (5), którego drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem dlawika wygladzajacego (4), zas jego wejscie jest polaczone z wejsciem regulatora pradowego (10). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze prostownik tyrystorowy (2) stanowi grupa szesciu tyrystorów polaczonych w ukladzie mostkowym. 3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w regulatorze pradowym (10) jest zabudowany elektroniczny uklad wylaczania ukladu sterujacego (11), a tym samym i calego zasilacza tyrystorowego (ZT), w przypadku utraty sprzezenia zwrotnego.138 363 f9- I'138 363 YJN Pracownia Foljgrafkzna UF PRL. Naklad 100 cgz Cena 130 zl PLThe subject of the invention is a power supply system for a high-power arc plasma torch, intended for the thermal treatment of electrically conductive materials, especially in metallurgical furnaces. Due to the technological process of thermal treatment, the plasma arc torch should ensure stable burning of the electric arc, in the entire range of voltages and operating currents. To obtain such parameters, the systems supplying the arc plasma torch should have a steep external characteristic and should enable the regulation of the operating current and voltage in a sufficiently wide range. In the previously known power supply systems, welding converters or static converters, e.g. rectifiers, are used as power supplies. The use of this type of electric energy source, even with the simultaneous use of several converters, limits the thermal power of plasma arc torches due to the rated parameters of the power supplies. The system according to the invention, including a power transformer, a power supply unit and a power source, has a power supply unit formed so that between the output of the current regulator and the input of the smoothing choke, the control circuit and the thyristor rectifier are connected. Moreover, the thyristor power supply is connected in such a way with the remaining elements of the arc plasma torch supply system in such a way that the second input of the thyristor rectifier is connected with the output of the lowering power transformer, while the second output of the thyristor rectifier is connected indirectly, through a source of auxiliary current, to a plasma torch. whose second input is connected to the smoothing choke output. In turn, the smoothing choke is connected to the current regulator. The power supply system created in this way is characterized by a wide range of current and voltage regulation of the plasma arc torch, the possibility of choosing any slope of the external characteristic, smooth rise and stabilization of the current of a given value, the possibility of remote adjustment, and a relatively small weight and small dimensions. The subject of the invention is shown in 1 shows a block diagram of the basic system and Fig. 2 shows a schematic diagram of the system. The power supply system consists of a thyristor ZT power supply, lowering a power transformer 1 with a stable, unchanging supply voltage, an auxiliary current source 7 and a plasma arc torch 5 and the processed material 6. In the thyristor power supply ZT, a thyristor rectifier 2f consisting of a thyristor power connected in a bridge system, it is supplied from the power network via a power reducing transformer2 138 363 of power 1. A thyristor rectifier 2 is indirectly connected, through a control system 11, to a current regulator 10, to which the signals are transmitted for feedback of the current Ssz2 and Ssz1 from the side Of the current transformer 3.1, placed in the current path connecting the thyristor rectifier 2 with the workpiece 6, and also from the current transformers 13, connected between the lowering power transformer 1 and the thyristor rectifier 2. The output of the thyristor rectifier 2 is connected to the auxiliary current source which 7, which e is used to ignite the internal arc in the arc plasma torch 5, between the pin cathode and the anode (nozzle) by means of an ignition device 8. The current value of this arc is limited by a resistor 9. After blowing the arc from the nozzle by the working gas, the hatch the auxiliary is projected onto the workpiece 6, causing the initial formation of the plasma channel of the main arc. A further increase in the value of the main arc current is achieved by controlling the ignition angle of the power thyristors, which takes place with the help of the current regulator 10 and the control system 11. The operating current, whose intensity depends on the ignition angle of the power thyristors, initially has a pulsating character; hence uninterrupted burning of the hatch is obtained through the auxiliary hatch supplied with the current I2. As the thyristor ignition angle is reduced and depending on: the external characteristics of the auxiliary current source 7, the voltage of the secondary side of the lowering power transformer 1 and the assumed distance of the plasma arc torch 5 from the workpiece 6, the load is taken over by the thyristor rectifier 2 so that The disconnection of the auxiliary current source 7 through the connector 12. The presented circuit, through the use of a current regulator 10 with appropriate negative current feedback, allows to obtain a steeply sloping external characteristic of the thyristor power supply ZT, which ensures stabilization of the main arc current value corresponding to set by the Swz signal. In the current regulator 10 there is built an electronic circuit for switching off the control system 11, and thus the entire thyristor power supply ZT, in the event of loss of feedback, because the loss of this feedback causes an increase in the main arc current to the current value corresponding to the maximum power thyristor activation under given conditions. it could damage the power thyristors or the plasma arc torch 5. In the case of placing the arc plasma torch 5 in a metallurgical furnace or other confined space where it is not possible to optically measure the distance between the power arc torch 5 and the workpiece 6 , the measurement of this distance can be made by comparing the values of voltage drops cathode - - anode (nozzle) Uka and anode (nozzle) - workpiece Uam. Patent claims 1. Power supply system for a high-power arc plasma torch, including a power transformer, a power supply unit and Auxiliary current source it, characterized in that the power supply unit is a thyristor power supply (ZT), in which, between the output of the current regulator (10) and the input of the smoothing choke (4), the control circuit (11) and the thyristor rectifier (2) are switched on, as well as the power supply thyristor (ZT) is so connected with the remaining elements of the arc plasma torch supply system (5) that the second input of the thyristor rectifier (2) is connected indirectly, through the lowering power transformer (1), with the source of high voltage (HV), while the second output of the thyristor rectifier (2) is also indirectly connected, through the auxiliary current source (7), to a plasma arc torch (5), the second input of which is connected to the output of the smoothing choke (4), and its input is connected to input of the current regulator (10). 2. System according to claim The method of claim 1, characterized in that the thyristor rectifier (2) is a group of six thyristors connected in a bridge circuit. 3. System according to claim 1, characterized in that in the current regulator (10) there is an electronic switch-off system of the control system (11), and thus the entire thyristor power supply (ZT), in case of loss of feedback. 138 363 f9- I'138 363 YJN Pracownia Foljgrafkzna UF PRL. Mintage 100 cgz Price PLN 130 PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Uklad zasilajacy lukowy palnik plazmowy duzej mocy, zawierajacy obnizajacy transformator mocy, blok zasilacza i zródlo pradu pomocniczego, znamienny tym, ze blok zasilacza stanowi zasilacz tyrysto¬ rowy (ZT), w którym pomiedzy wyjscie regulatora pradowego (10) a wejscie dlawika wygladzajacego (4) jest wlaczony uklad sterujacy (11) oraz prostowjiik tyrystorowy (2), a ponadto zasilacz tyrystorowy (ZT), jest tak polaczony z pozostalymi elementami ukladu zasilajacego lukowy palnik plazmowy (5), ze drugie wejscie pros¬ townika tyrystorowego (2) jest polaczone posrednio, poprzez obnizajacy transformator mocy (1), ze zródlem wysokiego napiecia (WN), natomiast drugie wyjscie prostownika tyrystorowego (2) jest polaczone równiez po¬ srednio, poprzez zródlo pradu pomocniczego (7), z lukowym palnikiem plazmowym (5), którego drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem dlawika wygladzajacego (4), zas jego wejscie jest polaczone z wejsciem regulatora pradowego (10).Claims 1. A power supply system for a high power arc plasma torch, comprising a derating power transformer, a power supply block and an auxiliary current source, characterized in that the power supply block is a thyristor power supply (ZT), in which between the output of the current regulator (10) and the input The smoothing choke (4) is the control system (11) and the thyristor rectifier (2), and moreover the thyristor power supply (ZT) is connected with the other elements of the plasma arc torch power supply system (5) that the second thyristor rectifier input ( 2) is connected indirectly, through a lowering power transformer (1), to the source of high voltage (HV), while the second output of the thyristor rectifier (2) is also indirectly connected, through the auxiliary current source (7), to the arc plasma torch ( 5), the second input of which is connected to the output of the smoothing choke (4), and its input is connected to the input of the current regulator (10). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze prostownik tyrystorowy (2) stanowi grupa szesciu tyrystorów polaczonych w ukladzie mostkowym.2. System according to claim The method of claim 1, characterized in that the thyristor rectifier (2) is a group of six thyristors connected in a bridge circuit. 3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w regulatorze pradowym (10) jest zabudowany elektroniczny uklad wylaczania ukladu sterujacego (11), a tym samym i calego zasilacza tyrystorowego (ZT), w przypadku utraty sprzezenia zwrotnego.138 363 f9- I'138 363 YJN Pracownia Foljgrafkzna UF PRL. Naklad 100 cgz Cena 130 zl PL3. System according to claim 1, characterized in that in the current regulator (10) there is an electronic switch-off system of the control system (11), and thus the entire thyristor power supply (ZT), in case of loss of feedback. 138 363 f9- I'138 363 YJN Pracownia Foljgrafkzna UF PRL. Mintage 100 cgz Price PLN 130 PL
PL23978182A 1982-12-21 1982-12-21 Power supply unit for high power plasma arc torch PL138363B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23978182A PL138363B1 (en) 1982-12-21 1982-12-21 Power supply unit for high power plasma arc torch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23978182A PL138363B1 (en) 1982-12-21 1982-12-21 Power supply unit for high power plasma arc torch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL239781A1 PL239781A1 (en) 1984-07-16
PL138363B1 true PL138363B1 (en) 1986-09-30

Family

ID=20015271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL23978182A PL138363B1 (en) 1982-12-21 1982-12-21 Power supply unit for high power plasma arc torch

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL138363B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL239781A1 (en) 1984-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2122438A1 (en) Control procedure of a power converter device for supplying a continuous current to an electric arc furnace
US4937501A (en) Circuit arrangement for starting a high-pressure gas discharge lamp
ES2003609A6 (en) Wide band, high efficiency simmer power supply for a laser flashlamp.
JPH04224079A (en) Electric source-device for plasma cutting torch using welding electric source
US4394720A (en) Auto-stabilized high power electric generator especially adapted for powering processes involving discharge in a rarefied gaseous atmosphere
JP3012957B2 (en) Battery arc welding equipment
US5218182A (en) Constant current welding power supply with auxilary power source to maintain minimum output current levels
PL138363B1 (en) Power supply unit for high power plasma arc torch
ES2167323T3 (en) 3-PHASE VOLTAIC ARCH OVEN INSTALLATION WITH REACTANCE.
SU1066049A1 (en) Device for control of electric conditions of plasma generator
TH17190A (en) Electric welding machines and flame cutting machines
KR100286502B1 (en) Arc transfer circuit
TH10094B (en) Electric welding machines and flame cutting machines
JP3076946B2 (en) Arc welding machine and plasma cutting machine
KR200198961Y1 (en) Electric current control device for arc welding machine
JPS6439294A (en) Control method for multi-voltage generator
SU829375A1 (en) Apparatus for air/flame cutting of metals
SU830363A1 (en) Low voltage stabilizer
JPS62292273A (en) Power source for plasma arc
JPS6235574Y2 (en)
JPS5680374A (en) Controlling device for arc welding machine
JPS57134724A (en) Alternating current stabilized power supply
KR20030042868A (en) Heat reparation device of soldering iron for electric soldering
KR20010003905A (en) electric current control device for ARC welding machine
JPS6035960A (en) Protecting device of electron tube