RU2047438C1

RU2047438C1 - Device for adjusting power of electric arc

Info

Publication number: RU2047438C1
Authority: RU
Inventors: П.А. Новыш; А.В. Пилипенко; А.Г. Сивоплясов; И.С. Мясников; А.К. Сторчак
Original assignee: Новыш Петр Александрович
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: electric welding engineering. SUBSTANCE: device has switches, introduced in sequence into welding circuit. Section of secondary winding of single-phase transformer is connected in parallel to each switch. Number of turns in the section has to be the geometric progression. EFFECT: improved efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электросварочному оборудованию и может быть использовано для регулирования переменного напряжения в цепи питания электрической дуги переменного или постоянного тока. The invention relates to electric welding equipment and can be used to control AC voltage in the power circuit of an electric arc of alternating or direct current.

Целью изобретения является повышение энергосбережения устройства в процессе регулирования тока дуги без снижения устойчивости дугообразования во всем диапазоне регулирования. The aim of the invention is to increase the energy efficiency of the device in the process of regulating the arc current without reducing the stability of arcing in the entire control range.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства; на фиг. 2 вариант его выполнения; на фиг. 3 осциллограмма переходного процесса при переключении в процессе регулирования. In FIG. 1 shows an electrical diagram of a device; in FIG. 2 version of its implementation; in FIG. 3 oscillogram of the transient during switching during regulation.

Устройство содержит силовые выводы 1 и 2 для подключения к дуговому промежутку, подсоединенные к группе из n секций, каждая из которых содержит соответствующие переключатель 3 и обмотку 4 однофазного трансформатора 5 напряжения. Число витков в каждой из обмоток, начиная со второй, больше чем в предыдущей в два раза, т.е. ряд распределения по секциям чисел витков обомоток образует геометрическую прогрессию со знаменателем, равным 2. Выход 6 переключателя 3 первой секции подсоединен к первому силовому выводу 1 устройства, первый вход 7 соединен с одним выводом обмотки 4, второй вход 8 переключателя 3 последней секции подсоединен к второму силовому выводу 2 устройства и второму выводу обмотки 4. The device contains power leads 1 and 2 for connecting to the arc gap, connected to a group of n sections, each of which contains a corresponding switch 3 and a winding 4 of a single-phase voltage transformer 5. The number of turns in each of the windings, starting from the second, is twice as much as in the previous one, i.e. the number of distribution over the sections of the number of turns of the winding forms a geometric progression with a denominator of 2. Output 6 of the switch 3 of the first section is connected to the first power output 1 of the device, the first input 7 is connected to one output of the winding 4, the second input 8 of the switch 3 of the last section is connected to the second power output 2 of the device and the second output of the winding 4.

Обмотки 4 могут быть использованы либо как вторичные, либо как первичные. В случае, когда они вторичные, их подсоединяют выводами 1, 2 непосредственно или через токоограничительные элементы к дугообразующему устройству. Возможно также такое подсоединение через вольтодобавочную обмотку трансформатора 5 (не показана) или стороннего трансформатора, а для питания дуги постоянного тока дополнительно через выпрямитель. Если же обмотки 4 являются первичными, то они включаются выводами 1, 2 к сети питания обязательно через дополнительную обмотку, витковые числа которой рассчитаны на полное напряжение сети. Windings 4 can be used either as secondary or as primary. In the case when they are secondary, they are connected by terminals 1, 2 directly or through current-limiting elements to an arc-forming device. It is also possible such a connection through a boost winding of a transformer 5 (not shown) or a third-party transformer, and to supply a DC arc further through a rectifier. If the windings 4 are primary, then they are connected by terminals 1, 2 to the power supply necessarily through an additional winding, the coil numbers of which are designed for the total network voltage.

Переключатели 3 могут быть выполнены также в виде двух последовательно соединенных симисторов 9 и 10, к управляющим электродам которых подсоединены общий задатчик 11 двоичного кода прямым 12 и инверсным 13 выходами. The switches 3 can also be made in the form of two series-connected triacs 9 and 10, to the control electrodes of which are connected a common master 11 binary code direct 12 and inverse 13 outputs.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На первичную обмотку трансформатора 5 подается сетевое напряжение и поджигается дуга. Регулирование мощности электродуги осуществляется за счет изменения коэффициентов трансформации трансформатора 5 с помощью переключателя 3. Регулирование дискретное. Наименьший шаг регулирования реализуется скачкообразным изменением электродвижущей силы переключением первой секции. Более крупные шаги осуществляются переключением остальных секций поодиночке или группой. Самый большой шаг регулирования может быть реализован при одновременном однотипном переключении всех переключателей. The primary winding of the transformer 5 is supplied with mains voltage and the arc is ignited. The power control of the electric arc is carried out by changing the transformation ratios of the transformer 5 using the switch 3. The control is discrete. The smallest control step is realized by an abrupt change in the electromotive force by switching the first section. Larger steps are carried out by switching the remaining sections individually or in a group. The largest regulation step can be implemented while simultaneously switching all the switches of the same type.

Максимальная электродвижущая сила и соответственно максимальная мощность электрической дуги обеспечивается для случая регулирования со стороны первичных обмоток, когда выходы 6 всех переключателей 3 подключены к соответствующим входам 8, а для случая регулирования со стороны вторичных обмоток к входам 7. The maximum electromotive force and, accordingly, the maximum power of the electric arc is provided for the case of regulation from the side of the primary windings, when the outputs 6 of all switches 3 are connected to the corresponding inputs 8, and for the case of regulation from the side of the secondary windings to the inputs 7.

При использовании контактно-механических коммутаторов в процессе переключения возможна деионизация дуги из-за сравнительно длительного интервала переключения. Поэтому в этом случае наиболее целесообразно переключение в обесточенном состоянии, т.е. в режиме холостого хода. When using contact-mechanical switches in the switching process, deionization of the arc is possible due to the relatively long switching interval. Therefore, in this case, switching in the de-energized state, i.e. in idle mode.

При использовании симисторных коммутаторов (фиг. 2) регулирование возможно как на холостом ходу, так и при горящей дуге. В каждой секции оказывается включенным один из двух симисторов: симистор 9 или симистор 10. При подаче сигнала на выход 12 соответствующая обмотка включается в работу через симистор 9, а при подаче на выход 13 отключается и шунтируется открытым симистором 10. Если хотя бы в одной из секций окажутся выключены оба симистора, то этим обеспечивается электронное отключение силового тока. Во избежание паразитного сквозного одновременного включения двух симисторов в одной секции одновременно переключение задатчика должно осуществляться лишь в моменты времени, соответствующие моментам Т₁ изменения направления мгновенного значения тока дуги (фиг. 3).When using triac switches (Fig. 2), regulation is possible both at idle and with a burning arc. In each section, one of the two triacs turns on: triac 9 or triac 10. When a signal is output to output 12, the corresponding winding is switched on through triac 9, and when fed to output 13 it is turned off and shunted by open triac 10. If at least one of of sections will turn off both triacs, this ensures electronic shutdown of the power current. In order to avoid spurious end-to-end simultaneous switching on of two triacs in one section, simultaneously switching the setter should be carried out only at time moments corresponding to moments T _{1 of} changing the direction of the instantaneous value of the arc current (Fig. 3).

Такое регулирование тока, осуществляемое не изменением фазы включения симистора, т.е. нефазовым управлением, а изменением сочетания подсоединенных обмоток в одной и той же нерегулируемой фазе обеспечивает получение непрерывистого тока в процессе и во всем диапазоне регулирования тока. Непрерывистое питание позволяет получить максимальную устойчивость горения дуги и, кроме того, минимально засоряет питающую сеть паразитными гармониками тока, т.е. обеспечивает наилучшее качество потребления энергии из сети. Such current regulation, carried out not by changing the triac switching phase, i.e. non-phase control, and by changing the combination of connected windings in the same unregulated phase, it provides continuous current in the process and in the entire range of current regulation. Continuous feeding allows to obtain the maximum stability of arc burning and, in addition, minimally clogs the supply network with parasitic current harmonics, i.e. provides the best quality of energy consumption from the network.

Устройство обладает высокой надежностью и простотой изготовления. В то же время переход к электронному регулированию не сопряжен с ухудшением качества питания дуги, как это характерно для фазового регулирования. The device has high reliability and ease of manufacture. At the same time, the transition to electronic regulation is not associated with a deterioration in the quality of arc supply, as is typical for phase regulation.

Claims

1. DEVICE FOR REGULATING THE POWER OF THE ELECTRIC ARC, containing switches connected in series to the welding circuit, parallel to each of which a potential-forming element is included, characterized in that, in order to save energy of the device in the process of regulating the arc current without reducing the stability of the arc formation, a single-phase transformer is introduced into it, and sections of its windings were used as potential-forming elements, and these sections of the secondary winding are made with the number of turns, a number of which are It is a progression.

2. The device according to p. 1, characterized in that the switch is made on the binary code master and two series-connected triacs, the control electrodes of which are connected respectively to the direct and inverse inputs of the master.