RU106163U1

RU106163U1 - ARC RECTIFIER

Info

Publication number: RU106163U1
Application number: RU2011101180/02U
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Мельников; Владимир Анатольевич Кобозев
Original assignee: Михаил Александрович Мельников; Владимир Анатольевич Кобозев
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-07-10

Abstract

Выпрямитель для дуговой сварки, содержащий трехфазный трансформатор, первичные обмотки, вторичные обмотки, выпрямительный блок и внешние зажимы, при этом первичные обмотки подключены к трехфазной сети, а выпрямительный блок состоит из шести тиристоров, соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления, причем концы вторичных обмоток трансформатора соединены в общую точку, а начала вторичных обмоток подключены к входу выпрямительного блока, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен дросселем, датчиком тока, датчиком напряжения, схемой управления, блоком настройки режимов сварочного процесса и двумя последовательно соединенными диодами, при этом отрицательный полюс выпрямительного блока соединен с первым выводом датчика тока, второй вывод датчика тока подключен к отрицательному внешнему зажиму, при этом положительный полюс выпрямительного блока подключен к первому выводу дросселя, а второй вывод дросселя подключен к положительному внешнему зажиму, а датчик напряжения подключен параллельно внешним зажимам, при этом управляющие электроды тиристоров выпрямительного блока подключены к схеме управления, которая соединена с трехфазной сетью, блоком настройки режимов сварочного процесса, датчиком тока и датчиком напряжения, а общая точка соединения двух последовательно соединенных диодов, соединена с общей точкой соединения вторичных обмоток трансформатора, анод одного из диодов соединен с положительным полюсом выпрямительного блока, а катод другого диода соединен с отрицательным полюсом выпрямительного блока. An arc welding rectifier comprising a three-phase transformer, primary windings, secondary windings, a rectifier block and external clamps, while the primary windings are connected to a three-phase network, and the rectifier block consists of six thyristors connected by a three-phase rectification bridge, and the ends of the secondary transformer windings connected to a common point, and the beginnings of the secondary windings are connected to the input of the rectifier unit, characterized in that it is additionally equipped with a choke, a current sensor, a voltage sensor , a control circuit, a welding mode setting unit and two diodes connected in series, while the negative pole of the rectifier unit is connected to the first output of the current sensor, the second output of the current sensor is connected to the negative external terminal, and the positive pole of the rectifier unit is connected to the first output of the inductor, and the second output of the inductor is connected to a positive external terminal, and the voltage sensor is connected parallel to the external terminals, while the thyristor control electrodes are straight The unit is connected to a control circuit, which is connected to a three-phase network, a unit for setting the welding process, a current sensor and a voltage sensor, and the common point of connection of two series-connected diodes is connected to a common point of connection of the secondary windings of the transformer, the anode of one of the diodes is connected to the positive the pole of the rectifier block, and the cathode of another diode is connected to the negative pole of the rectifier block.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH A USEFUL MODEL IS

Полезная модель относится к оборудованию для электродуговой сварки, в частности, к выпрямителям для дуговой сварки и может быть использована в качестве источника постоянного тока, обеспечивающего режимы ручной сварки покрытыми электродами, механизированной сварки в среде активных газов и сварки неплавящимся электродом в среде инертных газах, кроме того, выпрямитель может использоваться и в других случаях, когда необходимо обеспечить широкий диапазон плавного регулирования выпрямленных напряжения и тока.The invention relates to equipment for electric arc welding, in particular, to rectifiers for arc welding and can be used as a direct current source, which provides manual welding with coated electrodes, mechanized welding in an active gas environment and non-consumable electrode welding in an inert gas environment, except Moreover, the rectifier can be used in other cases when it is necessary to provide a wide range of smooth regulation of rectified voltage and current.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известно устройство для сварки на постоянном токе, содержащее силовой трехфазный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с управляемым трехфазным силовым выпрямителем, минусовый вывод которого соединен с выводом силового дросселя, второй вывод силового дросселя соединен с минусовым выходом устройства и через резистивный делитель напряжения - с платой управления, как цепь обратной связи по напряжению, положительный вывод трехфазного силового выпрямителя через датчик тока соединен с положительным выходом устройства, датчик тока соединен с платой управления, как цепь обратной связи по току, при этом силовой трехфазный трансформатор выполнен с дополнительными обмотками, одна из которых подключена к схеме высоковольтной подпитки для обеспечения на выходе трехфазного силового выпрямителя высокого напряжения холостого хода, положительный вывод высоковольтной подпитки соединен с положительным выводом выпрямителя, а отрицательный вывод соединен с отрицательным выводом силового выпрямителя, другая дополнительная обмотка трансформатора подключена к плате управления для синхронизации импульсов управления силовыми тиристорами с сетью и питанием платы, еще одна дополнительная обмотка трансформатора соединена с низковольтным выпрямителем, положительный выход которого через дополнительный дроссель подсоединен к положительному выходу устройства, а отрицательный выход низковольтного выпрямителя подсоединен к отрицательному выходу устройства, дополнительная низковольтная обмотка силового трехфазного выпрямителя, низковольтный выпрямитель и дополнительный дроссель образуют низковольтную подпитку сварочной дуги (См. пат. RU, №37023, МПК В23К 9/00, опубл. 10.04.2004 г.).A device for DC welding, comprising a three-phase power transformer, the secondary winding of which is connected to a controlled three-phase power rectifier, the negative terminal of which is connected to the output of the power inductor, the second output of the power inductor is connected to the negative output of the device and through the resistive voltage divider, to the control board as a voltage feedback circuit, the positive terminal of a three-phase power rectifier through a current sensor is connected to the positive output of the device, sensor the current is connected to the control board as a current feedback circuit, while the three-phase power transformer is made with additional windings, one of which is connected to the high-voltage make-up circuit to provide a three-phase high-voltage open-circuit rectifier to the output, the positive terminal of the high-voltage make-up is connected to the positive terminal of the rectifier, and the negative terminal is connected to the negative terminal of the power rectifier, another additional winding of the transformer is connected to the board control to synchronize the control pulses of the power thyristors with the network and the board power supply, another additional transformer winding is connected to a low-voltage rectifier, the positive output of which is connected to the positive output of the device through the additional inductor and the negative output of the low-voltage rectifier is connected to the negative output of the device, additional low-voltage winding of the power a three-phase rectifier, a low-voltage rectifier and an additional inductor form a low voltage hydrochloric feeding arc (See. US Pat. RU, No. 37023, IPC V23K 9/00, publ. 04/10/2004).

К недостаткам устройства относится наличие цепи низковольтной подпитки сварочной дуги образованной дополнительной вторичной обмоткой трансформатора соединенной с дополнительным выпрямителем, который через дополнительный дроссель подключается к выходу устройства, это значительно усложняет и удорожает устройство, дополнительно снижая его эксплуатационную надежность в целом.The disadvantages of the device include the presence of a low-voltage feed circuit of the welding arc formed by an additional secondary winding of the transformer connected to an additional rectifier, which is connected to the output of the device through an additional inductor, which greatly complicates and increases the cost of the device, further reducing its operational reliability as a whole.

Известен источник питания для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащий основной источник постоянного тока, состоящий из вторичной обмотки силового трехфазного трансформатора, подключенного к ее входам полупроводникового тиристорного трехфазного выпрямителя, и сглаживающего дросселя, подключенного к одному из выходов трехфазного выпрямителя, и схему управления тиристорами трехфазного выпрямителя, отличающийся тем, что он имеет постоянно действующий дополнительный источник электрической энергии с напряжением 0,5-1,0 величины минимального напряжения горения дуги, состоящий из дополнительной обмотки упомянутого трехфазного трансформатора, неуправляемого дополнительного трехфазного выпрямителя, подключенного входами к ее выходам, и последовательно подсоединенного к одному из выходов неуправляемого дополнительного трехфазного выпрямителя дополнительного сглаживающего дросселя, при этом положительный полюс дополнительного источника электрической энергии подключен к положительному полюсу основного источника постоянного тока, а отрицательный полюс - к отрицательному полюсу основного источника постоянного тока (См. пат. RU №2220034, В23К 9/09, опубл. 27.12.2003).A known power source for arc welding with short circuits of the arc gap, containing the main DC source, consisting of a secondary winding of a power three-phase transformer connected to its inputs of a semiconductor thyristor three-phase rectifier, and a smoothing inductor connected to one of the outputs of a three-phase rectifier, and a control circuit thyristors of a three-phase rectifier, characterized in that it has a continuously operating additional source of electrical energy with voltage with a pressure of 0.5-1.0 of the value of the minimum arc burning voltage, consisting of an additional winding of the aforementioned three-phase transformer, an uncontrolled additional three-phase rectifier connected by inputs to its outputs, and connected in series to one of the outputs of an uncontrolled additional three-phase rectifier of an additional smoothing inductor, while the positive pole of the additional source of electrical energy is connected to the positive pole of the main DC source, and from the negative pole - to the negative pole of the main DC source (See US Pat. RU No. 2220034, V23K 9/09, publ. 12/27/2003).

К недостаткам известного источника питания для дуговой сварки является наличие прерывистых сварочных токов при углах управления тиристорным трехфазным выпрямителем более 60°, наличие дополнительного источника электрической энергии с напряжением 0,5-1,0 величины минимального напряжения горения дуги, что уменьшает диапазон сварочных токов источника, усложняет конструкцию источника и увеличивает стоимость.The disadvantages of the known power source for arc welding is the presence of intermittent welding currents at control angles of a thyristor three-phase rectifier more than 60 °, the presence of an additional source of electric energy with a voltage of 0.5-1.0 of the minimum voltage of the arc burning, which reduces the range of welding currents of the source, complicates the design of the source and increases the cost.

Наиболее близким к заявляемому устройству является выпрямитель, содержащий трехфазный трансформатор, первичные обмотки, вторичные обмотки, выпрямительный блок, и внешние зажимы, при этом первичные обмотки подключены к трехфазной сети, а выпрямительный блок состоит из шести тиристоров соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления, причем концы вторичных обмоток трансформатора соединены в общую точку, а начала вторичных обмоток подключены к входу выпрямительного блока (Милютин, B.C. Источники питания для сварки: учеб. пособие / B.C.Милютин, Н.М.Иванова. - Екатеринбург: Издательство Урал. Гос. Проф. - пед. Ун-та, 1997. 148 с.)Closest to the claimed device is a rectifier containing a three-phase transformer, primary windings, secondary windings, a rectifier unit, and external clamps, while the primary windings are connected to a three-phase network, and the rectifier unit consists of six thyristors connected by a three-phase bridge rectification circuit, and the ends the secondary windings of the transformer are connected to a common point, and the beginnings of the secondary windings are connected to the input of the rectifier block (Milyutin, BC Power sources for welding: training manual / BCM Liuting, N.M.Ivanova - Ekaterinburg. Publisher Ural State Professional - ped University Press, 1997. 148 s).....

Недостатком известного сварочного трехфазного мостового выпрямителя является невозможности получения непрерывного сварочного тока при глубоком регулировании α_y>60°, что сужает диапазон непрерывного сварочного тока, заставляя применять секционирование обмоток с соответствующими переключателями и использовать сглаживающие дроссели больших габаритов и массы.A disadvantage of the known three-phase welding bridge rectifier is the impossibility of obtaining a continuous welding current with deep regulation α _y > 60 °, which narrows the range of continuous welding current, forcing the use of sectioning windings with the appropriate switches and using smoothing chokes of large dimensions and mass.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению диапазона плавного регулирования при непрерывном токе, что позволяет существенно улучшить технические характеристики выпрямителя и обеспечить высокое качество сварки на малых токах.The technical result that can be obtained using the proposed utility model is to expand the range of smooth regulation with continuous current, which can significantly improve the technical characteristics of the rectifier and ensure high quality welding at low currents.

Технический результат достигается с помощью выпрямителя для дуговой сварки, содержащий трехфазный трансформатор, первичные обмотки, вторичные обмотки, выпрямительный блок, и внешние зажимы, при этом первичные обмотки подключены к трехфазной сети, а выпрямительный блок состоит из шести тиристоров соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления, причем концы вторичных обмоток трансформатора соединены в общую точку, а начала вторичных обмоток подключены к входу выпрямительного блока, при этом он дополнительно снабжен дросселем, датчиком тока, датчиком напряжения, схемой управления, блоком настройки режимов сварочного процесса, и двумя последовательно соединенными диодами при этом отрицательный полюс выпрямительного блока соединен с первым выводом датчика тока, второй вывод датчика тока подключен к отрицательному внешнему зажиму, при этом положительный полюс выпрямительного блока подключен к первому выводу дросселя, а второй вывод дросселя подключен к положительному внешнему зажиму, а датчик напряжения подключен параллельно внешним зажимам, при этом управляющие электроды тиристоров выпрямительного блока подключены к схеме управления, которая соединена с трехфазной сетью, блоком настройки режимов сварочного процесса, датчиком тока и датчиком напряжения, а общая точка соединения двух последовательно соединенных диодов, соединена с общей точкой соединения вторичных обмоток трансформатора, анод одного из диодов соединен с положительным полюсом выпрямительного блока, а катод другого диода соединен с отрицательным полюсом выпрямительного блока.The technical result is achieved using a rectifier for arc welding, containing a three-phase transformer, primary windings, secondary windings, a rectifier unit, and external clamps, while the primary windings are connected to a three-phase network, and the rectifier unit consists of six thyristors connected by a three-phase bridge rectification circuit, moreover, the ends of the secondary windings of the transformer are connected to a common point, and the beginning of the secondary windings are connected to the input of the rectifier unit, while it is additionally equipped with a choke, yes with a current sensor, a voltage sensor, a control circuit, a welding process mode setting unit, and two diodes connected in series, the negative pole of the rectifier unit is connected to the first output of the current sensor, the second output of the current sensor is connected to the negative external terminal, and the positive pole of the rectifier block is connected to the first output of the inductor, and the second output of the inductor is connected to the positive external terminal, and the voltage sensor is connected in parallel with the external terminals, while controlling The thyristor electrodes of the rectifier unit are connected to a control circuit, which is connected to a three-phase network, a welding process setting unit, a current sensor and a voltage sensor, and the common point of connection of two series-connected diodes is connected to a common point of connection of the secondary windings of the transformer, the anode of one of the diodes connected to the positive pole of the rectifier unit, and the cathode of another diode connected to the negative pole of the rectifier block.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг.1 показана структурная схема выпрямителя для дуговой сварки, общий вид.Figure 1 shows the structural diagram of a rectifier for arc welding, a General view.

На фиг.2, тоже, показаны временные диаграммы выпрямленного напряжения при углах управления 0≤α_y≤30°.Figure 2, too, shows the time diagrams of the rectified voltage at control angles 0≤α _y ≤30 °.

На фиг.3, тоже, показаны временные диаграммы выпрямленного напряжения при углах управления 30°<α_y<90°.Figure 3, too, shows the time diagrams of the rectified voltage at control angles of 30 ° <α _y <90 °.

На фиг.4, тоже, показаны временные диаграммы выпрямленного напряжения при углах управления α_y≥90°.Figure 4, too, shows the time diagrams of the rectified voltage at control angles α _y ≥90 °.

На фиг.5, тоже, показана регулировочная характеристика выпрямителя.Figure 5, too, shows the adjustment characteristic of the rectifier.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Выпрямитель для дуговой сварки (фиг.1), содержит трехфазный трансформатор 1 первичные обмотки 2, которого, подключаются к трехфазной сети, концы вторичных обмоток 3 трансформатора 1 соединены в общую точку, а начала вторичных обмоток 3 подключены к входу выпрямительного блока 4, состоящему из шести тиристоров 5, 6, 7, 8, 9, 10 соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Отрицательный полюс выпрямительного блока 4 соединен с первым выводом датчика тока 11, второй вывод датчика тока 11 подключен к отрицательному внешнему зажиму 12 выпрямителя для дуговой сварки. Положительный полюс выпрямительного блока 4 подключен к первому выводу дросселя 13, а второй вывод дросселя 13 подключен к положительному внешнему зажиму 14 выпрямителя для дуговой сварки. Управляющие электроды тиристоров 5, 6, 7, 8, 9, 10 выпрямительного блока 4 подключены к схеме управления 15, которая соединена с трехфазной сетью АВС, блоком 16 настройки режимов сварочного процесса, датчиком тока 11 и датчиком напряжения 17, с целью расширения диапазона регулирования к общей точке соединения вторичных обмоток 3 трансформатора 1 подключается общая точка соединения катода диода 18 и анода диода 19. Анод диода 18 соединен с отрицательным полюсом выпрямительного блока 4, а катод диода 19 соединен с положительным полюсом выпрямительного блока 4.The rectifier for arc welding (Fig. 1) contains a three-phase transformer 1 primary windings 2, which are connected to a three-phase network, the ends of the secondary windings 3 of the transformer 1 are connected to a common point, and the beginnings of the secondary windings 3 are connected to the input of the rectifying unit 4, consisting of six thyristors 5, 6, 7, 8, 9, 10 connected by a three-phase bridge rectification circuit. The negative pole of the rectifier unit 4 is connected to the first output of the current sensor 11, the second output of the current sensor 11 is connected to the negative external terminal 12 of the rectifier for arc welding. The positive pole of the rectifier unit 4 is connected to the first terminal of the inductor 13, and the second terminal of the inductor 13 is connected to the positive external terminal 14 of the rectifier for arc welding. The control electrodes of the thyristors 5, 6, 7, 8, 9, 10 of the rectifier unit 4 are connected to a control circuit 15, which is connected to a three-phase ABC network, a unit 16 for setting the welding process modes, a current sensor 11 and a voltage sensor 17, in order to expand the regulation range to the common connection point of the secondary windings 3 of the transformer 1, a common connection point is connected between the cathode of the diode 18 and the anode of the diode 19. The anode of the diode 18 is connected to the negative pole of the rectifier unit 4, and the cathode of the diode 19 is connected to the positive pole of the rectifier block ka 4.

Выпрямитель для дуговой сварки работает следующим образом. При подключении первичных обмоток 2 трансформатора 1 к трехфазной сети в них наводятся напряжения, которые трансформируются во вторичную обмотку 3 трансформатора 1, выпрямляются тиристорами 5, 6, 7, 8, 9, 10 выпрямительного блока 4, далее выпрямленное напряжение через датчик тока 11 и дроссель 13 прикладывается к внешним зажимам 12, 14. Регулирование выпрямительного блока 4 за счет изменения угла управления тиристоров 5, 6, 7, 8, 9, 10 с помощью схемы управления 15 в зависимости от сигнала блока настройки режимов сварочного процесса 16 и сигналов с датчика тока 11 и датчика напряжения 17 позволяет получить внешние характеристики, необходимые для дуговой сварки. Расширение диапазона регулирования сварочного тока происходит за счет диодов 18, 19, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения вторичных обмоток 3 трансформатора 1. Анод диода 18 соединен с отрицательным полюсом выпрямительного блока 4, а катод диода 19 соединен с положительным полюсом выпрямительного блока 4. Рассмотрим работу выпрямителя для дуговой сварки в трех характерных интервалах угла управления тиристорами 5, 6, 7, 8, 9, 10 выпрямительного блока 4.The rectifier for arc welding works as follows. When connecting the primary windings 2 of the transformer 1 to a three-phase network, they induce voltages that are transformed into the secondary winding 3 of the transformer 1, rectified by the thyristors 5, 6, 7, 8, 9, 10 of the rectifier unit 4, then the rectified voltage through the current sensor 11 and the inductor 13 is applied to the external terminals 12, 14. Regulation of the rectifier unit 4 by changing the control angle of the thyristors 5, 6, 7, 8, 9, 10 using the control circuit 15 depending on the signal of the unit for setting the welding process 16 and the signals from the sensor 11 and a voltage sensor 17 allows to obtain external characteristics necessary for arc welding. The expansion of the welding current control range is due to diodes 18, 19, the common connection point of which is connected to the common connection point of the secondary windings 3 of the transformer 1. The anode of the diode 18 is connected to the negative pole of the rectifier unit 4, and the cathode of the diode 19 is connected to the positive pole of the rectifier block 4 . Consider the operation of the rectifier for arc welding in three characteristic intervals of the angle of control of the thyristors 5, 6, 7, 8, 9, 10 of the rectifier unit 4.

Интервал 1 - угол управления тиристорами выпрямительного блока 4 находится в пределах 0≤α_y≤30° (фиг.2).Interval 1 - the control angle of the thyristors of the rectifier unit 4 is in the range 0≤α _y ≤30 ° (figure 2).

В промежутке времени (α₁₁-α₁₂) ток нагрузки проводят тиристоры 5 и 10. Через тиристор 5 и дроссель 13 положительное напряжение u_a подводится к положительному внешнему зажиму 14, а через тиристор 10 и датчик тока 11 отрицательное напряжение u_b, подводится к отрицательному внешнему зажиму 12. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₁₁-α₁₂) формируется из междуфазного напряжения u_ab.In the time interval (α ₁₁ -α ₁₂ ), the load current is conducted by thyristors 5 and 10. Through the thyristor 5 and inductor 13, the positive voltage u _{a is} supplied to the positive external terminal 14, and through the thyristor 10 and the current sensor 11, the negative voltage u _b is supplied to negative external clamp 12. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₁₁ -α ₁₂ ) is formed from the interfacial voltage u _ab .

В промежутке времени (α₁₂-α₁₃) выполняется неравенство напряжений u_ab<u_ac, следовательно, тиристор 10 запирается, и ток нагрузки проводят тиристоры 5 и 6. Через тиристор 5 и дроссель 13 положительное напряжение u_a подводится к положительному внешнему зажиму 14, а через тиристор 6 и датчик тока 11 отрицательное напряжение u_c подводится к отрицательному внешнему зажиму 12. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₁₂-α₁₃) формируется из междуфазного напряжения u_ac.In the time interval (α ₁₂ -α ₁₃ ), the voltage inequality u _ab <u _ac is satisfied, therefore, the thyristor 10 is locked, and the thyristors 5 and 6 conduct the load current. Through the thyristor 5 and inductor 13, the positive voltage u _{a is} supplied to the positive external terminal 14 and through the thyristor 6 and current sensor 11, the negative voltage u _{c is} supplied to the negative external terminal 12. The rectified voltage u _d in the time interval (α ₁₂ -α ₁₃ ) is formed from the interfacial voltage u _ac .

Дальнейшее формирование выпрямленного напряжения u_d происходит аналогично из огибающих мгновенных значений напряжений u_bc, u_ba, u_ca, u_cb. Для интервала 1 уравнение регулировочной характеристики имеет видFurther formation of the rectified voltage u _d occurs similarly from the envelopes of instantaneous values of the stresses u _bc , u _ba , u _ca , u _cb . For interval 1, the equation of the control characteristic has the form

. .

Интервал 2 - угол управления тиристорами выпрямительного блока 4 изменяется в пределах 30°<α_y<90° (фиг.3).Interval 2 - the control angle of the thyristors of the rectifier unit 4 varies within 30 ° <α _y <90 ° (Fig.3).

В промежутке времени (α₂₁-α₂₂) ток нагрузки проводят тиристоры 5 и 10. Через тиристор 5 и дроссель 13 положительное напряжение u_a подводится к положительному внешнему зажиму 14, а через тиристор 10 и датчик тока 11 отрицательное напряжение u_b, подводится к отрицательному внешнему зажиму 12. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₂₁-α₂₂) формируется из междуфазного напряжения u_ab.In the time interval (α ₂₁ -α ₂₂ ), the load current is conducted by thyristors 5 and 10. Through the thyristor 5 and inductor 13, the positive voltage u _{a is} supplied to the positive external terminal 14, and through the thyristor 10 and the current sensor 11, the negative voltage u _b is supplied to negative external clamp 12. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₂₁ -α ₂₂ ) is formed from the interfacial voltage u _ab .

В промежутке времени (α₂₂-α₂₃) выполняется неравенство напряжений u_ab<u_a, следовательно, тиристор 10 запирается. Ток нагрузки в этом промежутке одновременно проводят тиристор 5 и диод 18. Положительное напряжение u_a, подается через тиристор 5 и дроссель 13 к положительному внешнему зажиму 14, а через диод 18 и датчик тока 11 к отрицательному внешнему зажиму 12 подается нулевой потенциал общей точки вторичных обмоток 3. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₂₂-α₂₃) формируется из фазного напряжения u_a.In the time interval (α ₂₂ -α ₂₃ ), the voltage inequality u _ab <u _a is satisfied, therefore, the thyristor 10 is locked. The load current in this gap is simultaneously conducted by the thyristor 5 and diode 18. The positive voltage u _a is supplied through the thyristor 5 and the inductor 13 to the positive external terminal 14, and through the diode 18 and the current sensor 11 to the negative external terminal 12, the zero potential of the common point of the secondary windings 3. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₂₂ -α ₂₃ ) is formed from the phase voltage u _a .

В промежутке времени (α₂₃-α₂₄) выполняется неравенство напряжений u_a<u_ac, следовательно, диод 18 запирается, и ток нагрузки проводят тиристоры 5 и 6. Через тиристор 5 и дроссель 13 положительное напряжение u_a подводится к положительному внешнему зажиму 14, а через тиристор 6 и датчик тока 11 отрицательное напряжение u_c подводится к отрицательному внешнему зажиму 12. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₂₃-α₂₄) формируется из междуфазного напряжения u_ac.In the time interval (α ₂₃ -α ₂₄ ), the voltage inequality u _a <u _ac is satisfied, therefore, the diode 18 is locked, and the thyristors 5 and 6 conduct the load current. Through the thyristor 5 and inductor 13, the positive voltage u _{a is} supplied to the positive external terminal 14 and through the thyristor 6 and current sensor 11, the negative voltage u _{c is} supplied to the negative external terminal 12. The rectified voltage u _d in the time interval (α ₂₃ -α ₂₄ ) is formed from the interfacial voltage u _ac .

В промежутке времени (α₂₄-α₂₅) выполняется неравенство напряжений u_ac<u_c, следовательно, тиристор 5 запирается. Ток нагрузки в этом промежутке одновременно проводят тиристор 6 и диод 19. Отрицательное напряжение u_c, подается через тиристор 6 и датчик тока 11 к отрицательному внешнему зажиму 12, а через диод 19 и дроссель 12 к положительному внешнему зажиму 14 и подается нулевой потенциал общей точки вторичных обмоток 3. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₂₄-α₂₅) формируется из фазного напряжения u_c. Дальнейшее формирование выпрямленного напряжения u_d происходит аналогично из огибающих мгновенных значений напряжений u_bc, u_b, u_ba, u_a, u_ca, u_c, u_cb. Для интервала 2 уравнение регулировочной характеристики имеет видIn the time interval (α ₂₄ -α ₂₅ ), the voltage inequality u _ac <u _c is satisfied, therefore, the thyristor 5 is locked. The load current in this gap is simultaneously carried out by the thyristor 6 and diode 19. A negative voltage u _c is supplied through the thyristor 6 and the current sensor 11 to the negative external terminal 12, and through the diode 19 and the inductor 12 to the positive external terminal 14 and the potential of the common point is zero. secondary windings 3. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₂₄ -α ₂₅ ) is formed from the phase voltage u _c . Further formation of the rectified voltage u _d occurs similarly from the envelopes of the instantaneous values of the stresses u _bc , u _b , u _ba , u _a , u _ca , u _c , u _cb . For interval 2, the equation of the control characteristic has the form

.При критическом для мостовой схемы выпрямления значении угла управления α_y.kp≥60° мгновенное значение выпрямленного напряжения равнялось бы нулю, а при использовании диодов 18, 19 оно составляет .If the control angle α _{y.kp ≥60} ° is critical for the bridge rectification circuit, the instantaneous value of the rectified voltage would be zero, and when using diodes 18, 19 it is

. .

Это расширяет диапазон регулирования выпрямителя для дуговой сварки и повышает стабильность течения сварочного процесса, особенно при углах управления 60°<α_y<90°.This extends the control range of the rectifier for arc welding and increases the stability of the flow of the welding process, especially at control angles of 60 ° <α _y <90 °.

Интервал 3 - угол управления тиристорами выпрямительного блока 4 составляет, α_y≥90° (фиг.4) и выпрямленное напряжение полностью формируется из фазных напряжений.Interval 3 - angle control thyristor rectifier unit 4 is, α _y ≥90 ° (Figure 4) and fully rectified voltage is generated from the phase voltages.

В промежутке времени (α₃₁-α₃₂) выполняется неравенство напряжений u_ab<u_a, следовательно, тиристор 10 заперт. Ток нагрузки в этом промежутке одновременно проводят тиристор 5 и диод 18. Положительное напряжение u_a, подается через тиристор 5 и дроссель 13 к положительному внешнему зажиму 14, а через диод 18 и датчик тока 11 к отрицательному внешнему зажиму 12 подается нулевой потенциал общей точки вторичных обмоток 3. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₃₁-α₃₂) формируется из фазного напряжения u_a.In the time interval (α ₃₁ -α ₃₂ ), the voltage inequality u _ab <u _a is satisfied, therefore, the thyristor 10 is locked. The load current in this gap is simultaneously conducted by the thyristor 5 and diode 18. The positive voltage u _a is supplied through the thyristor 5 and the inductor 13 to the positive external terminal 14, and through the diode 18 and the current sensor 11 to the negative external terminal 12, the zero potential of the common point of the secondary windings 3. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₃₁ -α ₃₂ ) is formed from the phase voltage u _a .

В промежутке времени (α₃₂-α₃₃) выполняется неравенство напряжений u_ac<u_c, следовательно, тиристор 5 запирается. Ток нагрузки в этом промежутке одновременно проводят тиристор 6 и диод 19. Отрицательное напряжение u_c, подается через тиристор 6 и датчик тока 11 к отрицательному внешнему зажиму 12, а через диод 19 и дроссель 13 к положительному внешнему зажиму 14 и подается нулевой потенциал общей точки вторичных обмоток 3. Выпрямленное напряжение u_d на промежутке времени (α₃₂-α₃₃) формируется из фазного напряжения u_c.In the time interval (α ₃₂ -α ₃₃ ), the voltage inequality u _ac <u _c is satisfied, therefore, the thyristor 5 is locked. The load current in this gap is simultaneously carried out by the thyristor 6 and diode 19. A negative voltage u _c is supplied through the thyristor 6 and the current sensor 11 to the negative external terminal 12, and through the diode 19 and the inductor 13 to the positive external terminal 14 and the zero potential of the common point is supplied secondary windings 3. The rectified voltage u _d at the time interval (α ₃₂ -α ₃₃ ) is formed from the phase voltage u _c .

Дальнейшее формирование выпрямленного напряжения u_d происходит аналогично из фазного напряжения u_b. Для интервала 3 уравнение регулировочной характеристики имеет видFurther formation of the rectified voltage u _d occurs similarly from the phase voltage u _b . For interval 3, the equation of the control characteristic has the form

. .

Регулировочная характеристика выпрямителя приведена на фиг.5, пунктиром показана характеристика, имевшая место без диодов 18, 19.The adjustment characteristic of the rectifier is shown in figure 5, the dotted line shows the characteristic that took place without diodes 18, 19.

Полезная модель по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:A utility model in comparison with the prototype has the following advantages:

- выпрямитель обеспечивает расширение диапазона плавного регулирования в режимах ручной сварки покрытыми электродами, механизированной сварки в среде защитных газов и сварки неплавящимся электродом в инертных газах;- the rectifier provides an extension of the range of smooth regulation in manual welding with coated electrodes, mechanized welding in protective gases and non-consumable welding in inert gases;

- простота технического решения позволяет использовать его в любых управляемых выпрямителях без изменения их конструкции, схемы соединения различных элементов, и введения дополнительной коммутационной аппаратуры.- the simplicity of the technical solution allows it to be used in any controlled rectifiers without changing their design, the connection scheme of various elements, and the introduction of additional switching equipment.

Claims

An arc welding rectifier comprising a three-phase transformer, primary windings, secondary windings, a rectifier block and external clamps, while the primary windings are connected to a three-phase network, and the rectifier block consists of six thyristors connected by a three-phase rectification bridge, and the ends of the secondary transformer windings connected to a common point, and the beginnings of the secondary windings are connected to the input of the rectifier unit, characterized in that it is additionally equipped with a choke, a current sensor, a voltage sensor , a control circuit, a welding mode setting unit and two diodes connected in series, while the negative pole of the rectifier unit is connected to the first output of the current sensor, the second output of the current sensor is connected to the negative external terminal, and the positive pole of the rectifier unit is connected to the first output of the inductor, and the second output of the inductor is connected to the positive external terminal, and the voltage sensor is connected parallel to the external terminals, while the thyristor control electrodes are straight The unit is connected to a control circuit, which is connected to a three-phase network, a unit for setting the welding process, a current sensor and a voltage sensor, and the common point of connection of two series-connected diodes is connected to a common point of connection of the secondary windings of the transformer, the anode of one of the diodes is connected to the positive the pole of the rectifier block, and the cathode of another diode is connected to the negative pole of the rectifier block.