RU2022735C1 - Power supply for welding arc - Google Patents

Power supply for welding arc Download PDF

Info

Publication number
RU2022735C1
RU2022735C1 SU5034971A RU2022735C1 RU 2022735 C1 RU2022735 C1 RU 2022735C1 SU 5034971 A SU5034971 A SU 5034971A RU 2022735 C1 RU2022735 C1 RU 2022735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arc
transformer
phase
voltage
rectifiers
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Игнатьевич Острик
Original Assignee
Валерий Игнатьевич Острик
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 Валерий Игнатьевич Острик filed Critical Валерий Игнатьевич Острик
Priority to SU5034971 priority Critical patent/RU2022735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2022735C1 publication Critical patent/RU2022735C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: power supplies, in particular, rectifiers. SUBSTANCE: transformer of the power supply is made as single-phase one with transforming coefficients complying with proper laws calculated on the basis of a formula. Besides, the power supply is provided with regulated active resistance, and rectifiers are made as non-regulated, single-phased. EFFECT: power supply of high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к источникам питания сварочной дуги, в частности к выпрямительным устройствам. The invention relates to power sources of the welding arc, in particular to rectifier devices.

Наиболее близким по технической сущности является источник питания сварочной дуги серии ВСВУ, предназначенный для сварки изделий из обычных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, и титановых сплавов сжатой дугой в непрерывном и импульсном режимах, содержащие трехфазный силовой трансформатор, имеющий одну первичную и две вторичные обмотки. Фазы от одной вторичной обмотки подведены к трехфазному тиристорному выпрямителю, имеющему пологопадающую внешнюю характеристику, от второй вторичной обмотки напряжение подводится к трехфазному неуправляемому выпрямителю через однофазные неуправляющие дроссели, включенному на дугу параллельно с первым. Требуемый ток возбуждения дуги обеспечивается соответствующим зазором в разъемных сердечниках дросселей, которые обеспечивают также и крутопадающую внешнюю характеристику и стабильное горение дежурной дуги. The closest in technical essence is the power source of the welding arc of the VSVU series, designed for welding products from conventional, corrosion-resistant and heat-resistant steels, and titanium alloys with a compressed arc in continuous and pulsed modes, containing a three-phase power transformer having one primary and two secondary windings . The phases from one secondary winding are connected to a three-phase thyristor rectifier having a sloping external characteristic, from the second secondary winding, the voltage is supplied to the three-phase uncontrolled rectifier through single-phase non-controlling inductors connected to the arc in parallel with the first. The required arc excitation current is provided by the corresponding gap in the detachable cores of the chokes, which also provide a steeply falling external characteristic and stable burning of the standby arc.

Совмещение двух существенно различных по форме внешних характеристик, позволяет существенно снизить напряжение холостого хода основного выпрямителя, а следовательно потребляемую мощность, массу, габаритные размеры, повысить КПД и коэффициент мощности. The combination of two significantly different in shape external characteristics, can significantly reduce the open circuit voltage of the main rectifier, and therefore the power consumption, mass, overall dimensions, increase efficiency and power factor.

Однако сложность конструкции таких источников питания, заключающаяся в том, что используется трехфазный трансформатор, дроссели с разъемными сердечниками, управляемые вентиля (тиристоры), являющиеся источниками высших гармонических составляющих и требующие установки помехозащитных устройств, делают невозможным применение таких источников питания сварочной дуги в качестве переносных. However, the design complexity of such power sources, which consists in the fact that a three-phase transformer is used, chokes with split cores, controlled valves (thyristors), which are sources of higher harmonic components and require the installation of noise suppression devices, make it impossible to use such welding arc power sources as portable ones.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, заключается в том, что достигается снижение до минимально возможных значений напряжение холостого хода силовой сварочной цепи, мощности, массы. The technical result achieved by this invention is that it achieves a reduction to the minimum possible values of the open circuit voltage of the power welding circuit, power, mass.

Этот технический результат достигается тем, что источник питания сварочной дуги содержит трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, в каждую из которых включены выпрямители, соединенные параллельно на сварочную дугу, причем трансформатор выполнен однофазным с коэффициентами трансформации
Ктт1=

Figure 00000001
=
Figure 00000002
Uд;
Ктт2=
Figure 00000003
=
Figure 00000004
Uд;источник снабжен регулируемым активным сопротивлением с пределом регулирования R =
Figure 00000005
,а выпрямители выполнены однофазными неуправляемыми, где Ктт1 - коэффициент трансформации между обмотками трансформатора 1,2;
Ктт2 - коэффициент трансформации между обмотками трансформатора 1,3;
W1W2W3 - числа витков обмоток 1,2,3 соответственно;
Uc - напряжение питающей сети;
Uд - напряжение на сварочной дуге;
R - активное регулируемое сопротивление с пределом регулирования 50-150 Ом, мощностью 100 Вт;
U3 - напряжение цепи обмотки трансформатора с числом витков W3,
Iз - ток цепи обмотки трансформатора с числом витков W3, где I3 = 0,5-1,5А определен экспериментально.This technical result is achieved in that the power source of the welding arc contains a transformer with one primary and two secondary windings, each of which includes rectifiers connected in parallel to the welding arc, and the transformer is made single-phase with transformation ratios
Ktt 1 =
Figure 00000001
=
Figure 00000002
U d ;
Ktt 2 =
Figure 00000003
=
Figure 00000004
U d ; the source is equipped with adjustable active resistance with a control limit of R =
Figure 00000005
and the rectifiers are made single-phase uncontrollable, where Ktt 1 - the transformation coefficient between the transformer windings of 1.2;
Ktt 2 - the transformation coefficient between the transformer windings of 1.3;
W 1 W 2 W 3 - the number of turns of the windings 1,2,3, respectively;
U c is the supply voltage;
U d - voltage on the welding arc;
R - active adjustable resistance with a control limit of 50-150 Ohms, a power of 100 W;
U 3 - voltage of the transformer winding circuit with the number of turns W 3 ,
I C - current circuit of the transformer winding with the number of turns W 3 , where I 3 = 0.5-1.5 A is determined experimentally.

Зажигание дуги и устойчивое ее горение обеспечивается одновременно двумя однофазными неуправляемыми выпрямителями, т.е. выпрямитель, питающий дугу повышенным напряжением, за счет ограничения регулируемым активным сопротивлением тока, создает только искровые разряды, недостающие для горения дежурной дуги, по которым от другого выпрямителя, питающего дугу пониженным напряжением, происходит зажигание дуги и устойчивое ее горение. Для создания искровых разрядов используют напряжение 70-80 В и ток 0,5-1,5 А, который регулируется активным сопротивлением, а максимальный ток 1,5А обеспечен конструкцией обмотки, одновременно в небольших пределах ±20А регулируется плавно и ток сварки (напряжение холостого хода сварочной цепи 30-40В). При необходимости более глубокого регулирования сварочного тока в сварочную цепь включают дополнительно балластное сопротивление или переключают витки первичной или вторичной обмоток. Arc ignition and its steady burning is provided simultaneously by two single-phase uncontrolled rectifiers, i.e. the rectifier supplying the arc with an increased voltage, due to the limitation by the adjustable active resistance of the current, creates only spark discharges that are insufficient for burning the arc on duty, along which ignition of the arc and its stable burning occurs from another rectifier supplying the arc with a reduced voltage. To create spark discharges, a voltage of 70-80 V and a current of 0.5-1.5 A are used, which is regulated by the active resistance, and the maximum current of 1.5 A is provided by the winding design, while the welding current is also smoothly regulated within a small range of ± 20 A (open circuit voltage stroke of the welding circuit 30-40V). If necessary, a deeper regulation of the welding current in the welding circuit include an additional ballast or switch the turns of the primary or secondary windings.

По сравнению с прототипом источник питания сварочной дуги, содержащий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, к каждой из которых подключены выпрямители, соединенные параллельно на сварочную дугу, предлагаемое устройство отличается техническими преимуществами, заключающимися в том, что трансформатор выполнен однофазным с коэффициентом трансформации Kтт1=

Figure 00000006
; Kтт2=
Figure 00000007
, источник снабжен регулируемым активным сопротивлением с пределом регулирования R =
Figure 00000008
, а выпрямители выполнены однофазными неуправляемыми.Compared with the prototype, the power source of the welding arc, containing a transformer with one primary and two secondary windings, each of which is connected to rectifiers connected in parallel to the welding arc, the proposed device has technical advantages in that the transformer is made single-phase with a transformation coefficient Ktt 1 =
Figure 00000006
; Ktt 2 =
Figure 00000007
, the source is equipped with adjustable resistance with a control limit of R =
Figure 00000008
and the rectifiers are single-phase uncontrolled.

Исследование известных в науке и технике решений показало, что применение для зажигания и устойчивого поддержания дуги однофазного трансформатора с одной первичной и двумя вторичными обмотками с коэффициентами трансформации рассчитанными по формулам
Kтт1=

Figure 00000009
;
Kтт2=
Figure 00000010
; активного регулируемого сопротивления с пределом регулирования R =
Figure 00000011
и двух однофазных неуправляемых выпрямителей не было обнаружено, в то время, как выполнение этих условий является новым.A study of solutions known in science and technology showed that the use for ignition and stable arc maintenance of a single-phase transformer with one primary and two secondary windings with transformation ratios calculated by the formulas
Ktt 1 =
Figure 00000009
;
Ktt 2 =
Figure 00000010
; active adjustable resistance with regulation limit R =
Figure 00000011
and two single-phase uncontrolled rectifiers were not detected, while the fulfillment of these conditions is new.

Был найден источник питания сварочной дуги, содержащий трехфазный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, в которые включены управляемый и неуправляемый трехфазные выпрямители, включенные параллельно на дугу, а регулирование тока дежурной дуги выполнено однофазными дросселями с разъемными сердечниками в цепи неуправляемого выпрямителя. A power source for the welding arc was found, containing a three-phase transformer with one primary and two secondary windings, which included controlled and uncontrolled three-phase rectifiers connected in parallel to the arc, and the control of the current of the duty arc was made by single-phase chokes with split cores in an uncontrolled rectifier circuit.

Однако, сравнение свойств признаков известного источника с предлагаемым показало, что известные источники сложны по конструкции, чем вызвана ограниченность их области применения специализированными производствами из конструкционных, экономических и эстетических соображений, а в предлагаемом источнике конструкция значительно упрощается за счет применения для зажигания и устойчивого поддержания дуги однофазного трансформатора с одной первичной и двумя вторичными обмотками с коэффициентами трансформации рассчитанными по формулам
Kтт1=

Figure 00000012
;
Kтт2=
Figure 00000013
; активно регулируемого сопротивления с пределом регулирования R =
Figure 00000014
и двух однофазных неуправляемых выпрямителей параллельно включенных в дугу, тем самым появляется возможность снижения потребляемой мощности, использования источника, как переносного.However, a comparison of the properties of the features of a well-known source with the proposed one showed that the known sources are complex in design, due to the limited scope of their application by specialized manufactures from structural, economic and aesthetic reasons, and in the proposed source, the design is greatly simplified due to the use for ignition and stable arc maintenance single-phase transformer with one primary and two secondary windings with transformation ratios calculated by the formulas
Ktt 1 =
Figure 00000012
;
Ktt 2 =
Figure 00000013
; actively adjustable resistance with regulation limit R =
Figure 00000014
and two single-phase uncontrolled rectifiers connected in parallel in an arc, thereby making it possible to reduce power consumption, use a source as a portable one.

Это свидетельствует о том, что предлагаемое решение, содержащее всю приведенную совокупность признаков, соответствует критерию "изобретательский уровень". This suggests that the proposed solution, containing the entire set of features, meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема источника питания сварочной дуги. In FIG. 1 shows a circuit diagram of a welding arc power source.

Источник питания содержит трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 1, и две вторичные обмотки 2,3, каждая из которых состоит из двух секций для возможности изменения числа витков, а соответственно и мощности, а также сварочного тока и напряжения на выходе выпрямителей; вторичные обмотки соединены с однофазными неуправляемыми выпрямителями 4,5, а в цепь выпрямителя 5 включено регулируемое сопротивление 6; выпрямители параллельно включены на дугу подключением к электроду 7 и изделию 8 своих выходных зажимов. The power source contains a transformer 1 having a primary winding 1, and two secondary windings 2,3, each of which consists of two sections for the possibility of changing the number of turns, and accordingly the power, as well as the welding current and voltage at the output of the rectifiers; the secondary windings are connected to single-phase uncontrolled rectifiers 4,5, and an adjustable resistance 6 is included in the circuit of the rectifier 5; rectifiers are parallel connected to the arc by connecting to the electrode 7 and product 8 of their output terminals.

Устройство работает следующим образом:
При подключении первичной обмотки 1 трансформатора 1 к сети на вторичных обмотках 2, 3 появляется переменное напряжение, которое подается на неуправляемые выпрямители 4 и 5 (причем в цепи выпрямителя 5, питающегося от обмотки повышенного напряжения 3, включено регулируемое активное сопротивление 6), с которых выпрямленное напряжение подается на дугу подключением их выходных зажимов к электроду 7 и изделию 8. Напряжение от выпрямителя 5 имеет повышенное значение, достаточное для пробоя промежутка между электродом и изделием, вследствие чего происходит искровой разряд между электродом и изделием, по которому от выпрямителя 4 протекает сварочный ток, зажигая дугу. Устойчивое ее горение также обеспечивается двумя выпрямителями, так как от выпрямителя 5 недостаточен ток для устойчивого горения дуги, а от выпрямителя 4 пониженное напряжение не обеспечивает устойчивого горения дуги без выпрямителя 5.The device operates as follows:
When connecting the primary winding 1 of the transformer 1 to the network on the secondary windings 2, 3, an alternating voltage appears, which is supplied to the uncontrolled rectifiers 4 and 5 (moreover, in the circuit of the rectifier 5, powered from the high voltage winding 3, an adjustable active resistance 6 is turned on), from which the rectified voltage is supplied to the arc by connecting their output terminals to the electrode 7 and the product 8. The voltage from the rectifier 5 has an increased value sufficient to breakdown the gap between the electrode and the product, as a result of which proceeds spark discharge between the electrode and the workpiece, on which the rectifier 4 by a welding current flows, igniting the arc. Its stable burning is also provided by two rectifiers, since from rectifier 5 there is insufficient current for stable arc burning, and from rectifier 4, a reduced voltage does not provide stable burning of the arc without rectifier 5.

П р и м е р. Источник питания включен в сеть переменного напряжения 220 В, на выходе вторичной обмотки силовой цепи трансформатора 36В, на выходе вторичной обмотки цепи возбуждения дуги напряжение 72В. В цепь вторичной обмотки силовой цепи трансформатора включен однофазный неуправляемый выпрямитель, собранный по мостовой схеме, в цепь возбуждения дуги включено активное регулируемое сопротивление с пределом регулирования 50-150 Ом и однофазный неуправляемый выпрямитель, собранный по мостовой схеме и параллельно с первым включенный на дугу. Сварочный ток в этом случае регулируется от 90 до 110А, что составляет 2,6-2,7 кВА мощности потребляемой от сети. PRI me R. The power source is connected to an alternating voltage network of 220 V, at the output of the secondary winding of the power circuit of the transformer 36V, at the output of the secondary winding of the arc excitation circuit, the voltage is 72V. A single-phase uncontrolled rectifier assembled in a bridge circuit is included in the secondary circuit of the transformer power circuit, an active adjustable resistance with a control limit of 50-150 Ohms and a single-phase uncontrolled rectifier assembled in a bridge circuit and connected to the arc in parallel with the first one are included in the arc excitation circuit. The welding current in this case is regulated from 90 to 110A, which is 2.6-2.7 kVA of the power consumed from the network.

Использование для зажигания и устойчивого поддержания дуги двух неуправляемых однофазных выпрямителей позволило упростить конструкцию, удешевить, снизить вес, уменьшить мощность, обеспечив тем самым возможность использования его в качестве переносного источника питания сварочной дуги. The use of two uncontrolled single-phase rectifiers for ignition and stable arc maintenance made it possible to simplify the design, reduce the cost, reduce weight, and reduce power, thereby ensuring the possibility of using it as a portable power source for the welding arc.

Предлагаемая конструкция может быть легко реализована и изготовленная конструкция малогабаритна и легко управляема в работе. Надо отметить, что для изготовления использованы стандартные блоки, выпускаемые промышленностью. The proposed design can be easily implemented and the fabricated design is compact and easily manageable. It should be noted that the standard blocks manufactured by the industry were used for manufacturing.

Claims (1)

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ, содержащий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю, выходы обоих выпрямителей соединены параллельно сварочным электродам, отличающийся тем, что в цепь первой вторичной обмотки включено регулировочное сопротивление, выпрямители выполнены однофазными неуправляемыми, трансформатор выполнен однофазным с коэффициентами трансформации, рассчитанными по формулам
Кт1=
Figure 00000015
,
Кт2=
Figure 00000016
,
а регулировочное сопротивление определяется по формуле
R =
Figure 00000017
,
где Uс - напряжение питающей сети;
Uд - напряжение на сварочной дуге;
U2, I2 - напряжение и ток первой вторичной обмотки трансформатора при величине I2 0,5 - 1,5 А.WELDING ARC POWER SOURCE, containing a transformer with one primary and two secondary windings, each of which is connected to the corresponding rectifier, the outputs of both rectifiers are connected in parallel with the welding electrodes, characterized in that the resistance is included in the circuit of the first secondary winding, the rectifiers are single-phase uncontrolled, the transformer made single-phase with transformation ratios calculated by the formulas
Ct 1 =
Figure 00000015
,
Kt 2 =
Figure 00000016
,
and the regulatory resistance is determined by the formula
R =
Figure 00000017
,
where U with - the voltage of the supply network;
U d - voltage on the welding arc;
U 2 , I 2 - voltage and current of the first secondary winding of the transformer with a value of I 2 0.5 - 1.5 A.
SU5034971 1992-03-31 1992-03-31 Power supply for welding arc RU2022735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5034971 RU2022735C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Power supply for welding arc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5034971 RU2022735C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Power supply for welding arc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2022735C1 true RU2022735C1 (en) 1994-11-15

Family

ID=21600660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5034971 RU2022735C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Power supply for welding arc

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2022735C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510314C1 (en) * 2012-09-10 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Power supply for arc welding

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги, М.: Высшая школа, 1982, с.167. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510314C1 (en) * 2012-09-10 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Power supply for arc welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4412156A (en) Power supply for an ac discharge lamp
KR880006846A (en) Pulse generator for spark arc metalworking
US6794976B2 (en) HF transformer assembly having a higher leakage inductance boost winding
JP4531352B2 (en) Arc applied equipment power supply
RU2022735C1 (en) Power supply for welding arc
JPH076884A (en) Circuit for generating signl operating dc arc dischrge lamp
FI74225C (en) Apparatus for arc welding.
RU2053072C1 (en) Power supply source for electric arc welding
RU2111599C1 (en) Three-phase induction welding generator
JPS58141680A (en) Switching type dc stabilized power source
RU2063314C1 (en) Arc welding supply source
RU2130678C1 (en) Charging/starting device for welding operations
RU2138843C1 (en) Electric arc process voltage control device
RU2065344C1 (en) Method of excitation of ac welding arc and device for its accomplishment
RU2698905C1 (en) Power supply of direct-current electric arc plasmatron
RU2035275C1 (en) Arc welding power supply source
RU2053071C1 (en) Power supply source of welding arc
RU2686301C1 (en) Shunting reactor with combined excitation (versions)
RU2154559C1 (en) Method for stabilizing electric arc process and apparatus for performing the same
RU1834761C (en) Power source for electric welding
RU2441733C1 (en) Thyristor transformer for arc welding
SU1687392A1 (en) Power source of plasma-arc machining apparatus
JPH0919139A (en) Switching power supply
RU2284884C2 (en) Power source of arc welding
RU1787085C (en) Power source for electric arc welding