Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.Y.1972 65178 KI. 49h, 9/00 MKP B23k 9/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Ryszard Kuszleyko, Gerard Cieply Wlasciciel patentu: Instytut Spawalnictwa, Gliwice (Polska) Transduktorowy zespól prostownikowy zwlaszcza do spawania plazmowego Przedmiotem wynalazku jest transduktorowy ze¬ spól prostownikowy skladajacy sie miedzy innymi z transformatora i odrebnego transduktora, prze¬ znaczony przede wszystkim do spawania plazmo¬ wego, w szczególnosci do spawania u dolu zakresu stosowalnych pradów.W znanych dotychczas rozwiazaniaeh takich pro¬ stownikowych zespolów spawalniczych transduktor zasilany jest napieciem o nie zmieniajacej sie war¬ tosci skutecznej (pomijajac wahania napiecia sie¬ ci). Transformator posiada uzwojenia nieprzela- czalne lub tez przelaczalne jedynie w celu takiego dostosowywania przekladni, aby przy róznych zna¬ mionowych napieciach zasilania napiecie po stronie wtórnej bylo jednakowe. Równiez transduktor po¬ siada czesto uzwojenia nieprzelaczalne.Znane sa jednak tez rozwiazania transduktora o uzwojeniach przelaczalnych tak, ze w podzakresie duzego pradu ilosc zwojów uzwojenia mocowego jest mniejsza niz w podzakresie malego pradu.Rozwiazania takie sa realne poniewaz warunki dy¬ namiczne jarzenia sie luku ukladaja sie tak, iz dla podzakresu duzego pradu najwieksza (poczatkowa) wartosc przemiennej skladowej indukcji w trans- duktorze moze byc wieksza niz dla podEakresu ma¬ lego pradu. Warunki statyczne zasilania luku sa natomiast zbiezne dla obu podzakresów, identyczne jest tez napiecie stanu jalowego.Przez wprowadzenie takiego ukladu przelaczal- nego uzyskuje sie pewne oszczednosci materialów. 10 15 25 30 Rozwiazanie to jest zadowalajace dla zasilania lu¬ ku przy spawaniu recznym, nie odpowiada nato¬ miast potrzebom spawania plazmowego malymi pradami. Potrzebne statyczne parametry wyjscio¬ we wahaja siie tu w szerokich granicach dochodza¬ cych do rozpietosci pradu spawania w stosunku ok. 1 : 40 i rozpietosci napiecia roboczego w stosun¬ ku ok. 2:1. Stwarza to powazne trudnosci w opra¬ cowaniu odpowiedniego ukladu modulujacego.Praktycznie niemozliwe jest skonstruowanie prze¬ twornika w znanym dotychczas rozwiazaniu, który posiadalby mase i gabaryt umozliwiajace normal¬ na eksploatacje a równoczesnie spelnial przedsta¬ wione wyzej warunki zasilania luku.Celem wynalazku jest nowe rozwiazanie trans- duktorowego zespolu prostownikowego, które umoz¬ liwi spelnienie wszystkich wymagan zasilania luku plazmowego o malym pradzie, a równoczesnie za¬ pewni mase i gabaryt zespolu dogodne w eksploa¬ tacji.Zadaniem wynalazku jest opracowanie ukladu elektrycznego zapewniajacego osiagniecie tego celu.Jest to mozliwe poniewaz potrzebne napiecie robo¬ cze zmniejsza sie znacznie ze wzrostem pradu spa¬ wania. W zakresie pradów, dla jakich przeznaczony jest zespól prostownikowy wedlug wynalazku, punkt pracy znajduje sie na charakterystyce luku w czesci opadajacej i na poczatku czesci wynosza¬ cej sie.Zagadnienie powyzsze rozwiazano przez wpro- 651783 65178 4 wadzenie przelaczalnych uzwojen transformatora tak, iz wt6rne uzwojenia transformatora i szerego¬ wo z nimi polaczone mocowe uzwojenia transduk- tora tworza wspólne galezie, przystosowane do przelaczania. W kazdej fazie znajduja sie dwie ga¬ lezie, które moga byc laczone szeregowo lub rów¬ nolegle. W ten sposób otrzymuje sie dwa podizakre- sy pracy: jeden dla malych pradów i duzych na¬ piec roboczych, zas drugi dla duzych pradów i ma¬ lych napiec roboczych. Parametry magnetyczne tramsduktora w skrajnych punktach pracy zmie¬ niaja sie niewiele przy zmianie pódzakresu. Dzieki temu wlasciwy dobór punktów pracy w jednym podzakresie jest równoznaczny z prawidlowym uksztaltowaniem charakterystyk statycznych dla ca¬ lego zespolu. Masa i gabaryt sa znacznie mniejsze niz w znanych rozwiazaniach.Korzystna odmiana konstrukcyjna jest przysto¬ sowanie galezi do przelaczania z ukladu gwiazdo¬ wego na trójkatowy. W kazdej fazie znajduje sie wówczas tylko jedna galaz skladajaca sie z uzwo¬ jenia wtórnego i z szeregowo z nim polaczonego uzwojenia mocowego. Unika sie zatem konieczno¬ sci podzialu uzwojen.Zespól prostownikowy wedlug wynalazku jest w przykladzie wykonania uwidoczniony na zala¬ czonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trój¬ fazowy uklad mocowego toru zespolu w przypadku podzialu uzwojen na dwie czesci, zas fig. 2 przed- stawia odmiane ukladu, przy dostosowaniu uzwo¬ jen do przelaczania gwiazda-trójkat.W obu przypadkach prostowniczy zestaw 1 zasi¬ lany jest poprzez mocowe uzwojenia 2 transdukto- ra oraz wtórne uzwojenia 3 i pierwotne uzwojenia 4 transformatora. Z polaczonych szeregowo uzwojen 2 i 3 utworzone sa wspólne galezie przylaczone do lacznika 5. W rozwiazaniu wedlug fig. 1 galezie te rozdzielone sa na dwie czesci przystosowane do la¬ czenia szeregowego lub równoleglego. W rozwiaza¬ niu wedlug fig. 2 galezie sa niesekcjonowane, lecz przystosowane do laczenia gwiazda-trójkat.Zmiana pódzakresu nastepuje przez odpowiednie nastawienie lacznika 5. W rozwiazaniach wedlug fig. 1 zmieniany jest wówczas uklad polaczen po¬ szczególnych czesci uzwojen z szeregowego na rów¬ nolegly zas w rozwiazaniu wedlug fig. 2 zmieniany jest uklad polaczen uzwojen z gwiazdowego na trójkatowy.Na rysunku pominieto obwód zajarzania luku, obwody sterownicze, a takze elementy toru moco¬ wego nieistotne dla wyjasnienia wynalazku.Zespól prostownikowy wedlug wynalazku moze byc wykonany równiez przy innym niz na rysunku rozwiazaniu sposobu przelaczania uzwojen, zas roz¬ wiazanie z dzielonym uzwojeniem moze byc wyko¬ nane jako jednofazowe. Zakres [stosowania wyna¬ lazku moze byc rozszerzony na zasilenie wszystkich odbiorów o charakterystyce podobnej jak dla okreslonego wyzej luku plazmowego. PL PLPriority: Published: 25.Y.1972 65178 KI. 49h, 9/00 MKP B23k 9/00 UKD Inventors of the invention: Ryszard Kuszleyko, Gerard Cieply Patent owner: Instytut Spawalnictwa, Gliwice (Poland) Transducer rectifier unit, especially for plasma welding. The subject of the invention is a transducer rectifier unit consisting of, inter alia, a transformer and a separate transducer, intended primarily for plasma welding, in particular for welding at the lower end of the range of applicable currents. Hitherto known solutions of such rectifier welding sets are supplied with a voltage of a constant effective value (neglecting fluctuations voltage). The transformer has non-convertible or switchable windings only for the purpose of adjusting the ratio so that, at different rated supply voltages, the secondary voltage is the same. Also, the transducer often has non-switchable windings. However, there are also transducer solutions with switchable windings, so that in the high-current sub-range the number of turns of the power winding is smaller than in the low-current sub-range. Such solutions are real because of the lightning conditions It is so, that for the sub-range of high current the highest (initial) value of the alternating induction component in the transducer may be greater than for the sub-range of low current. On the other hand, the static conditions of supplying the arc are convergent for both sub-ranges, and the idle voltage is also identical. By introducing such a switching system, certain material savings are obtained. This solution is satisfactory for feeding the gap in manual welding, but it does not meet the needs of plasma welding with low currents. The required static output parameters vary within wide limits, up to the welding current spread in the ratio of about 1:40 and the working voltage spread in the ratio of about 2: 1. This creates serious difficulties in the development of an appropriate modulating system. It is practically impossible to design a transducer in a previously known solution, which would have a mass and size enabling normal operation and at the same time meet the above-mentioned conditions of supplying the hatch. a transducer rectifier set, which will allow to meet all the requirements of supplying a plasma arc with a low current, and at the same time ensure the mass and size of the assembly convenient for operation. The aim of the invention is to develop an electrical system that would ensure the achievement of this goal. the operating voltage required decreases significantly with the increase of the welding current. In the range of currents for which the rectifier set according to the invention is intended, the operating point is found on the arc curve in the descending part and at the beginning of the trailing part. The problem was solved by inserting the transformer transformer windings into the secondary windings. of the transformer and the power windings of the transducer connected in series with them form common branches, suitable for switching. There are two branches in each phase, which can be connected in series or in parallel. Thus, two sub-ranges of operation are obtained: one for low currents and high operating voltages, and the other for high currents and low operating voltages. The magnetic parameters of the transducer at the extreme operating points do not change much when changing the range. Thanks to this, the correct selection of the operating points in one sub-range is tantamount to the correct shaping of the static characteristics for the entire complex. The weight and dimensions are much smaller than in the known solutions. An advantageous design variation is the adaptation of the branches to switching from a star to a triangular system. There is then only one branch in each phase, consisting of the secondary winding and the power winding connected in series with it. Therefore, the need to divide the windings is avoided. The rectifier set according to the invention is shown in the embodiment example in the attached drawing, in which Fig. 1 shows the three-phase system of the power path of the unit in the case of dividing the windings into two parts, and Fig. 2 before - makes a variation of the circuit by adapting the windings for star-delta switching. In both cases, the rectifier set 1 is fed through the power windings 2 of the transducer and the secondary windings 3 and primary windings 4 of the transformer. Common branches connected to switch 5 are formed from the series connected windings 2 and 3. In the solution according to Fig. 1, these branches are divided into two parts adapted to be connected in series or in parallel. In the solution according to Fig. 2, the branches are not selected, but adapted to star-triangle connection. The change of the range is done by appropriate setting of the switch 5. In the solutions according to Fig. 1, then the connection system of individual winding parts is changed from the serial one to equal In addition, according to Fig. 2, the connection system of the windings is changed from star to triangular. The figure omits the arc ignition circuit, control circuits, and elements of the power path irrelevant to the explanation of the invention. than in the figure, the solution of the method of switching the windings, while the split-winding solution can be made as single-phase. The scope of application of the invention may be extended to supply all loads with characteristics similar to those for the plasma arc defined above. PL PL