RU2032506C1 - Welding device - Google Patents
Welding device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032506C1 RU2032506C1 SU4913959A RU2032506C1 RU 2032506 C1 RU2032506 C1 RU 2032506C1 SU 4913959 A SU4913959 A SU 4913959A RU 2032506 C1 RU2032506 C1 RU 2032506C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- welding transformer
- primary winding
- welding
- turns
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сварке. The invention relates to welding.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сварки, состоящее из сварочного трансформатора, сечение магнитопровода и число витков первичной обмотки которого рассчитаны на полное сетевое напряжение, антипараллельных тиристоров в цепи первичной обмотки сварочного трансформатора и схемы управления тиристорами. Closest to the proposed device is a welding device consisting of a welding transformer, the cross section of the magnetic circuit and the number of turns of the primary winding of which are designed for full mains voltage, antiparallel thyristors in the primary winding circuit of the welding transformer and thyristor control circuit.
Недостатки устройства: повышенная масса и стоимость; большие потери при работе в режиме холостого хода. The disadvantages of the device: increased weight and cost; large losses when working in idle mode.
Высокие масса и стоимость устройства обусловлены тем, что сечение магнитопровода сварочного трансформатора и число витков его первичной обмотки рассчитаны на полное сетевое напряжение. Потери холостого хода велики, так как к сварочному трансформатору подводится напряжение, близкое к полному напряжению питающей сети. The high mass and cost of the device are due to the fact that the cross section of the magnetic circuit of the welding transformer and the number of turns of its primary winding are designed for full mains voltage. Losses of idling are large, since a voltage close to the full voltage of the supply network is applied to the welding transformer.
Целью изобретения является снижение массы и стоимости устройства для сварки за счет уменьшения сечения магнитопровода сварочного трансформатора, сокращение потерь холостого хода путем снижения напряжения, подводимого к сварочному трансформатору в режиме холостого хода. The aim of the invention is to reduce the mass and cost of the device for welding by reducing the cross section of the magnetic circuit of the welding transformer, reducing idle losses by reducing the voltage supplied to the welding transformer in idle mode.
Указанная цель достигается тем, что устройство для сварки состоит из сварочного трансформатора, сечение магнитопровода и число витков первичной обмотки которого рассчитаны на часть сетевого напряжения, равную геометрической разнице векторов напряжения сетевому напряжению минус полуразницу сетевого напряжения и приведенного к числу витков первичной обмотки напряжения на дуговом промежутке, антипараллельных тиристоров в цепи первичной обмотки сварочного трансформатора, схемы управления тиристорами и дополнительного конденсатора, включенного параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора. This goal is achieved by the fact that the welding device consists of a welding transformer, the cross section of the magnetic circuit and the number of turns of the primary winding of which are designed for a part of the mains voltage equal to the geometric difference of the voltage vectors to the mains voltage minus the half-difference of the mains voltage and the number of turns of the primary winding of the voltage across the arc gap antiparallel thyristors in the primary circuit of the welding transformer, thyristor control circuit and additional capacitor, Turning parallel with the secondary winding of the welding transformer.
При работе заявляемого устройства под нагрузкой (с зажженной дугой) не все сетевое напряжение используется для создания основного магнитного потока. Часть сетевого напряжения уравновешивается падением напряжения на индуктивности первичной обмотки сварочного трансформатора. Поэтому при равном числе витков обмоток сечение магнитопровода сварочного трансформатора у заявляемого устройства меньше, чем у прототипа, так как оно рассчитано лишь на часть сетевого напряжения. Благодаря этому заявляемое устройство имеет меньшие, чем у прототипа, массу и стоимость. When the inventive device is operating under load (with a lighted arc), not all mains voltage is used to create the main magnetic flux. Part of the mains voltage is balanced by the voltage drop across the inductance of the primary winding of the welding transformer. Therefore, with an equal number of turns of the windings, the cross section of the magnetic circuit of the welding transformer of the claimed device is less than that of the prototype, since it is designed only for part of the mains voltage. Due to this, the inventive device has less than the prototype, mass and cost.
Сечение магнитопровода и число витков первичной обмотки сварочного трансформатора должны быть рассчитаны на наиболее тяжелый для сварочного трансформатора режим сварки при полностью открытых тиристорах. В этом случае падение напряжения на индуктивности первичной обмотки сварочного трансформатора равно половине геометрической разницы векторов сетевого напряжения и приведенного к числу витков первичной обмотки напряжения на дуговом промежутке. Половине так как общее падение напряжения на индуктивности сварочного трансформатора делится поровну между обмотками, приведенными к числу витков первичной обмотки. Необходимость рассматривать напряжения на дуговом промежутке носит активный характер, а падение напряжения на индуктивности рассеяния магнитного потока сварочного трансформатора индуктивный. Таким образом, сечение магнитопровода и число витков первичной обмотки сварочного трансформатора рассчитаны на часть сетевого напряжения, равную геометрической разнице векторов напряжения сетевому напряжению минус полуразницу сетевого напряжения и приведенного к числу витков первичной обмотки напряжения на дуговом промежутке. The cross section of the magnetic circuit and the number of turns of the primary winding of the welding transformer should be designed for the most difficult welding mode for the welding transformer with fully open thyristors. In this case, the voltage drop across the inductance of the primary winding of the welding transformer is equal to half the geometric difference of the mains voltage vectors and the number of turns of the primary voltage winding in the arc gap. Half as the total voltage drop across the inductance of the welding transformer is divided equally between the windings, reduced to the number of turns of the primary winding. The need to consider the voltage across the arc gap is active, and the voltage drop across the leakage inductance of the welding flux of the welding transformer is inductive. Thus, the cross section of the magnetic circuit and the number of turns of the primary winding of the welding transformer are calculated for the part of the mains voltage equal to the geometric difference of the voltage vectors to the mains voltage minus the half-difference of the mains voltage and the number of turns of the primary winding of the voltage across the arc gap.
В режиме холостого хода, несмотря на уменьшенное по сравнению с прототипом сечение магнитопровода сварочного трансформатора, магнитопровод не насыщается, благодаря введению в заявляемое устройство дополнительного конденсатора, подключенного параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора. После открытия тиристоров происходит заряд дополнительного конденсатора. За счет индуктивности рассеяния магнитного потока сварочного трансформатора напряжение на конденсаторе, приведенное к числу витков первичной обмотки, кратковременно превышает сетевое напряжение. (Как известно, при включении L-C-цепи под напряжение напряжение на емкости может кратковременно достигать двойного мгновенного значения сетевого напряжения). В этот промежуток времени к тиристорам будет приложено отрицательное напряжение и они запрутся. Выходное напряжение устройства для сварки в режиме холостого хода благодаря этому будет иметь вид кратковременных разнополярных импульсов по одному в полупериод сетевого напряжения. In idle mode, despite the cross section of the welding transformer magnetic circuit reduced in comparison with the prototype, the magnetic circuit does not saturate due to the introduction of an additional capacitor connected to the secondary winding of the welding transformer into the inventive device. After opening the thyristors, an additional capacitor charges. Due to the inductance of the magnetic flux of the welding transformer, the voltage across the capacitor, reduced to the number of turns of the primary winding, briefly exceeds the mains voltage. (As you know, when you turn on the L-C circuit under voltage, the voltage on the capacitance can shortly reach the double instantaneous value of the mains voltage). During this period of time, a negative voltage will be applied to the thyristors and they will be locked. The output voltage of the device for welding in idle mode due to this will be in the form of short-term bipolar pulses one at a half-period of the mains voltage.
Указанный режим холостого хода заявляемого устройства позволит, во-первых, исключить насыщение магнитопровода, несмотря на то, что сечение магнитопровода рассчитано только на часть сетевого напряжения и, во-вторых, снизить потери холостого хода за счет снижения напряжения, подводимого к сварочному трансформатору. The specified idle mode of the claimed device will allow, firstly, to exclude saturation of the magnetic circuit, despite the fact that the cross section of the magnetic circuit is designed only for part of the mains voltage and, secondly, to reduce the loss of idling by reducing the voltage supplied to the welding transformer.
На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема замещения сварочного трансформатора, приведенная к числу витков первичной обмотки, при работе под нагрузкой (на схеме показаны напряжения и токи, выраженные в векторной форме: напряжение питающей сети; напряжение на дуговом промежутке, приведенное к числу витков первичной обмотки; ток нагрузки); на фиг. 3 векторная диаграмма работы сварочного трансформатора под нагрузкой; на фиг. 4 кривые напряжения питающей Uсети (ωt) и напряжения на дуговом промежутке U
Работу устройства под нагрузкой удобно рассмотреть по схеме замещения сварочного трансформатора, приведенной к числу витков первичной обмотки, работающего под нагрузкой (фиг. 2). На схеме замещения приведены падения напряжения на элементах схемы, выраженные в векторной форме. Видно, что напряжение питающей сети делится дуговое напряжение , приведенное к числу витков первичной обмотки, падение напряжения на индуктивности первичной обмотки и падение напряжения на индуктивности вторичной обмотки приведенное к числу витков первичной обмотки. При этом на создание основного магнитного потока (паралельная ветвь схемы замещения) используется на все напряжения сети , а только часть его, без падения напряжения на индуктивности рассеяния магнитного потока первичной обмотки сварочного трансформатора, т.е. - . Следовательно, сечение магнитопровода при работе под нагрузкой может быть меньшим, чем у прототипа, рассчитанным не на сетевое напряжение, а на его часть. Сечение и количество витков обмоток трансформатора при этом такие же, как у прототипа.It is convenient to consider the operation of the device under load according to the equivalent circuit of the welding transformer, reduced to the number of turns of the primary winding operating under load (Fig. 2). The equivalent circuit shows the voltage drop across the circuit elements, expressed in vector form. It is seen that the supply voltage arc voltage divided reduced to the number of turns of the primary winding, the voltage drop across the inductance of the primary winding and voltage drop across the secondary inductance reduced to the number of turns of the primary winding. At the same time, all mains voltages are used to create the main magnetic flux (parallel branch of the equivalent circuit) , but only part of it, without a voltage drop on the inductance of the scattering of the magnetic flux of the primary winding of the welding transformer, i.e. - . Therefore, the cross section of the magnetic circuit when working under load can be less than that of the prototype, designed not for the mains voltage, but for its part. The cross section and the number of turns of the transformer windings are the same as those of the prototype.
По фиг. 2 рассмотрен наиболее тяжелый режим работы трансформатора при полном открытии тиристоров в цепи его первичной обмотки. In FIG. 2, the most severe mode of operation of the transformer with the full opening of the thyristors in the circuit of its primary winding is considered.
Меньшим углам проводимости тиристоров соответствует более легкий режим работы трансформатора и его магнитопровод не насытится. Smaller conductivity angles of the thyristors correspond to a lighter mode of operation of the transformer and its magnetic circuit will not be saturated.
На фиг. 3 изображена векторная диаграмма напряжений по фиг. 2. Необходимость представления напряжений в векторной форме обусловлена тем, что падение напряжения на дуговом промежутке совпадает по фазе с током , а падение напряжения на индуктивности сварочного трансформатора - опережает по фазе ток на .In FIG. 3 is a vectorial stress diagram of FIG. 2. The need to represent stresses in vector form is due to the fact that the voltage drop across the arc gap coincides in phase with the current , and the voltage drop across the inductance of the welding transformer - phase ahead current on the .
При переходе в режим холостого хода и подаче на первичную обмотку всего сетевого напряжения магнитопровод, рассчитанный лишь на часть сетевого напряжения, должен насытиться и привести устройство в неработоспособное состояние. Во избежание этого при переходе в режим холостого хода необходимо с высоким быстродействием уменьшить напряжение, подаваемое на первичную обмотку сварочного трансформатора. Это обеспечивается введением в устройство дополнительного конденсатора 4 фиг. 1. When switching to idle mode and applying to the primary winding of the entire mains voltage, the magnetic circuit, designed only for part of the mains voltage, should be saturated and bring the device into an inoperative state. To avoid this, when switching to idle mode, it is necessary to reduce the voltage supplied to the primary winding of the welding transformer with high speed. This is ensured by introducing an
Работу устройства в режиме холостого хода иллюстрирует фиг. 4. Там приведены кривые сетевого напряжения Ucети (ωt) и напряжения на дуговом промежутке U
После зажигания дуги напряжение на дополнительном конденсаторе 4 фиг. 1, равное U' д.хх, резко уменьшается и запирания тиристоров не происходит. Устройство переходит в режим сварки. Если зажигания не произошло, тиристоры будут заперты в течение промежутка времени α Разрыв уже горящей дуги также приведет к быстрому запиранию тиристоров и предотвращению насыщения магнитопровода сварочного трансформатора.After ignition of the arc, the voltage at the
В качестве трансформатора 1 (фиг. 1) использовался трансформатор ТМД 401, сечение магнитопровода которого было уменьшено с 64 до 38,4 см2, т.е. на 40% Антипараллельные тиристоры 2 (фиг. 1) имели марку Т 142-80. В качестве схемы управления тиристорами 3 (фиг. 1) применялась известная схема. Дополнительный конденсатор 4 (фиг. 1) типа МБГЧ-1 4 мкФ 500 В.As transformer 1 (Fig. 1), the TMD 401 transformer was used, the cross section of the magnetic circuit of which was reduced from 64 to 38.4 cm 2 , i.e. 40% Antiparallel thyristors 2 (Fig. 1) had a T 142-80 grade. As a control circuit for thyristors 3 (Fig. 1), a known circuit was used. Additional capacitor 4 (Fig. 1) type MBGCH-1 4 microfarads 500 V.
При напряжении холостого хода 80 В и напряжении на дуговом промежутке 30 В сечение магнитопровода сварочного трансформатора в заявляемом устройстве меньше, чем у прототипа на
·100% 40% Благодаря этому заявляемое устройство легче и дешевле прототипа.When the open circuit voltage of 80 V and the voltage at the arc gap of 30 V, the cross section of the magnetic circuit of the welding transformer in the inventive device is less than that of the prototype
·100% 40% Thanks to this, the inventive device is lighter and cheaper than the prototype.
Потери холостого хода составляют 5-15 Вт, вместо 60-130 Вт у прототипа. Loss of idling is 5-15 watts, instead of 60-130 watts of the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4913959 RU2032506C1 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Welding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4913959 RU2032506C1 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Welding device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032506C1 true RU2032506C1 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=21562030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4913959 RU2032506C1 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Welding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032506C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538405C1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-01-10 | Дмитрий Васильевич Гуков | Asynchronous motor with excluded idling |
-
1991
- 1991-02-25 RU SU4913959 patent/RU2032506C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Закс М.И., Каганский Б.А. и Печенин А.А. Трансформаторы для электродуговой сварки. Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.50, рис.3.5(е). * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538405C1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-01-10 | Дмитрий Васильевич Гуков | Asynchronous motor with excluded idling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2235776C (en) | An ac-dc power supply | |
US4679129A (en) | Series resonant converter | |
US4933831A (en) | Power supply | |
US3339107A (en) | Direct current power supply | |
US4321662A (en) | Power supply circuit for electrical apparatus | |
JPH04281345A (en) | Binant converter, and use of binant converter as control element of energy accumulator | |
US4514795A (en) | High-voltage generator, notably for an X-ray tube | |
JP2535534B2 (en) | SCR pulse generator improved injection and sweep circuit arrangement | |
CA2174604A1 (en) | Circuit for pulsed operation of a discharge lamp | |
RU2032506C1 (en) | Welding device | |
US4187449A (en) | Discharge lamp operating circuit | |
US3466570A (en) | Inverter with means for base current shaping for sweeping charge carriers from base region | |
US4455600A (en) | Single phase, double-ended thyristor inverter with choke-coupled impulse commutation | |
US4056766A (en) | Commutation circuit for a cycloconverter with intermediate D.C. link | |
CA2079046C (en) | High energy ignition generator in particular for gas turbines | |
US4284928A (en) | Switchable very-high-voltage direct-current power supply for capacitive load | |
JPS5840916B2 (en) | Natural commutation type DC↓-DC converter | |
US4529888A (en) | High voltage solid state relay | |
RU2095212C1 (en) | Single-phase welder | |
US3967184A (en) | Electrical inverter circuit | |
JPS58141854A (en) | Arc welding power source equipment | |
SU938375A1 (en) | Pulse generator | |
RU2014731C1 (en) | Stabilized pulse power supply source | |
SU1141542A1 (en) | Inverter | |
RU2038686C1 (en) | Voltage inverter |