RU2060126C1 - Single-phase welding rectifier - Google Patents

Single-phase welding rectifier Download PDF

Info

Publication number
RU2060126C1
RU2060126C1 RU92005887A RU92005887A RU2060126C1 RU 2060126 C1 RU2060126 C1 RU 2060126C1 RU 92005887 A RU92005887 A RU 92005887A RU 92005887 A RU92005887 A RU 92005887A RU 2060126 C1 RU2060126 C1 RU 2060126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rectifier
winding
lead
secondary winding
diode
Prior art date
Application number
RU92005887A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92005887A (en
Inventor
Л.П. Деев
Л.А. Соловьев
Original Assignee
Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш"
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 Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" filed Critical Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш"
Priority to RU92005887A priority Critical patent/RU2060126C1/en
Publication of RU92005887A publication Critical patent/RU92005887A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2060126C1 publication Critical patent/RU2060126C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: manual arc welding, starting of car engines and charging of accumulator batteries. SUBSTANCE: rectifier has transformer with secondary winding having maximum welding current lead, which is connected with anode of first thyristor and cathode of second thyristor, and minimum welding current lead, to which is connected each lead of two parts of smoothing reactor winding. Minimum current lead is adapted for arc ignition voltage, maximum current lead - for voltage exceeding arc working voltage but less than minimum current lead voltage. Second lead of first part of smoothing reactor is connected to anode of one power rectifier and second lead of second part of reactor winding to cathode of second power rectifier. Anode of one diode and cathode of other diode of rectifier are connected with third lead of transformer secondary winding. Rectifier positive lead is composed of connected cathodes of one thyristor, one power rectifier and one diode, negative lead is composed of connected anodes of second thyristor, power rectifier and diode. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к однофазным выпрямителям для ручной дуговой сварки плавящимися электродами, а также для стартерного запуска двигателей автомобилей и заряда аккумуляторных батарей. The invention relates to electrical engineering, and more particularly to single-phase rectifiers for manual arc welding with consumable electrodes, as well as for starter starting car engines and charging batteries.

Известен однофазный выпрямитель для электродуговой сварки, содержащий трансформатор с включенными на его выходе основным тиристорным и дополнительным диодным блоками, дроссель и балластный резистор. Трансформатор имеет основную и дополнительную обмотки. Дополнительный выпрямительный блок присоединен к выводам дополнительной обмотки, являющимися выводом большего напряжения и наименьшего сварочного тока, который обеспечивается с помощью включенных в цепь этого блока балластного резистора и реактора (дросселя). Основной тиристорный блок присоединен к выводам основной обмотки, являющимися выводами меньшего напряжения и наибольшего сварочного тока. Дополнительный выпрямительный блок обеспечивает возбуждение дуги и ее горение при наименьшем сварочном токе. Изменение угла отпирания тиристоров обеспечивает регулирование тока сварки. Known single-phase rectifier for electric arc welding, containing a transformer with a main thyristor and additional diode blocks connected at its output, a choke and a ballast resistor. The transformer has a primary and secondary winding. An additional rectifier block is connected to the terminals of the additional winding, which are the output of a higher voltage and lower welding current, which is provided by means of a ballast resistor and reactor (inductor) included in the circuit of this block. The main thyristor unit is connected to the terminals of the main winding, which are the terminals of lower voltage and the highest welding current. An additional rectifier block provides arc excitation and its burning at the lowest welding current. Changing the angle of the thyristors unlocking provides control of the welding current.

Описанный выпрямитель выполнен по нулевой схеме, которая имеет недостатки: как известно, при одинаковой мощности нагрузки трансформатор, выполненный для нулевой схемы выпрямления, в сравнении с трансформатором для мостовой схемы, имеет большую мощность, следовательно массу и размеры, а также имеет более сложную конструкцию. The described rectifier is made according to a zero circuit, which has drawbacks: as is known, at the same load power, a transformer made for a zero rectification circuit, in comparison with a transformer for a bridge circuit, has more power, hence weight and dimensions, and also has a more complex structure.

Известен однофазный сварочный выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, содержащий трансформатор, сглаживающий реактор, четыре тиристора и два диода. Анод первого и катод второго тиристоров соединены с выводом большего напряжения, являющимися выводом наибольшего сварочного тока, анод третьего и катод четвертого тиристоров соединены с выводом меньшего напряжения, являющимися выводом наименьшего сварочного тока. Анод первого и катод второго диодов соединены с концом обмотки трансформатора, аноды первого и третьего тиристоров и первого диода присоединены к одному выводу сглаживающего реактора, другой вывод реактора является положительным выводом выпрямителя. Катоды второго, четвертого тиристоров и второго диода образуют отрицательный вывод выпрямителя. Known single-phase welding rectifier, made according to the bridge circuit, containing a transformer, a smoothing reactor, four thyristors and two diodes. The anode of the first and the cathode of the second thyristors are connected to the output of the higher voltage, which is the output of the highest welding current, the anode of the third and the cathode of the fourth thyristors are connected to the output of the lower voltage, which are the output of the lowest welding current. The anode of the first and the cathode of the second diode are connected to the end of the transformer winding, the anodes of the first and third thyristors and the first diode are connected to one terminal of the smoothing reactor, the other terminal of the reactor is a positive terminal of the rectifier. The cathodes of the second, fourth thyristors and the second diode form the negative output of the rectifier.

Этот выпрямитель обеспечивает: плавное регулирование сварочного тока от наименьшего до наибольшего значения за счет применения тиристоров; хорошее качество сварки благодаря применению реактора; стартерный запуск двигателя автомобиля и заряд аккумуляторных батарей. This rectifier provides: smooth control of the welding current from the smallest to the largest value due to the use of thyristors; good welding quality due to the use of a reactor; starter start of the car engine and battery charge.

Однако при токах сварки 120-160 А выпрямитель перегружает бытовую электросеть, что приводит к необходимости применять специальные меры защиты; тиристоры цепей наименьшего и наибольшего тока загружены неравномерно, что снижает ресурс выпрямителя. However, at welding currents of 120-160 A, the rectifier overloads the household electrical network, which leads to the need to apply special protective measures; thyristors of the chains of the smallest and greatest current are loaded unevenly, which reduces the resource of the rectifier.

Целью изобретения является снижение потребления тока из сети и повышение ресурса выпрямителя за счет выравнивания загрузки тиристоров. The aim of the invention is to reduce current consumption from the network and increase the resource of the rectifier due to the alignment of the load of the thyristors.

Задача решается применительно к однофазному сварочному выпрямителю, вторичная обмотка трансформатора которого имеет вывод наибольшего сварочного тока и вывод наименьшего сварочного тока, выполненный на напряжение зажигания дуги, а также содержащему сглаживающий реактор, два тиристора, два диода и два силовых вентиля. При этом анод первого и катод второго тиристоров присоединены к выводу наибольшего тока, а анод первого и катод второго диодов к третьему выводу трансформатора; отрицательный вывод выпрямителя образован соединенными анодами второго тиристора, второго диода и второго силового вентиля. The problem is solved in relation to a single-phase welding rectifier, the secondary winding of the transformer of which has the output of the highest welding current and the output of the lowest welding current, performed on the arc ignition voltage, as well as containing a smoothing reactor, two thyristors, two diodes and two power valves. In this case, the anode of the first and cathode of the second thyristors are connected to the output of the highest current, and the anode of the first and cathode of the second diodes to the third terminal of the transformer; The rectifier negative terminal is formed by the connected anodes of the second thyristor, the second diode and the second power valve.

Для достижения указанной цели предложено в рассматриваемом выпрямителе выполнить обмотку реактора из двух частей, один вывод каждой из которых присоединить к выводу наименьшего тока, второй вывод первой части к аноду первого силового вентиля, и второй вывод второй части к катоду второго силового вентиля. To achieve this goal, it is proposed in the rectifier in question to carry out a reactor winding of two parts, one of each of which is connected to the lowest current terminal, the second terminal of the first part to the anode of the first power valve, and the second output of the second part to the cathode of the second power valve.

Кроме того, вывод наименьшего тока должен быть выполнен на напряжение, величина которого больше рабочего напряжения дуги, но меньше напряжения зажигания дуги, т. е. напряжения, на которое выполнен вывод наименьшего сварочного тока. Положительный вывод выпрямителя образует объединенные катоды первых тиристора, силового вентиля и диода. In addition, the output of the smallest current must be performed on a voltage the value of which is greater than the operating voltage of the arc, but less than the ignition voltage of the arc, i.e., the voltage to which the output of the smallest welding current is made. The positive output of the rectifier forms the combined cathodes of the first thyristor, power valve and diode.

Если выпрямитель предназначен только для сварки, то в качестве силовых вентилей применяются диоды. Если же выпрямитель предназначается не только для сварки, но и для заряда аккумуляторной батареи и стартерного запуска двигателя автомобиля, то в качестве силовых вентилей должны быть применены тиристоры (которые дороже, чем диоды). If the rectifier is intended only for welding, then diodes are used as power valves. If the rectifier is intended not only for welding, but also for charging the battery and starting the engine of the car, then thyristors (which are more expensive than diodes) should be used as power valves.

На фиг. 1 представлена электрическая схема однофазного выпрямителя, предназначенного для сварки; на фиг. 2 характеристика выпрямителя. In FIG. 1 is an electrical diagram of a single-phase rectifier for welding; in FIG. 2 characteristic of the rectifier.

Выпрямитель содержит трансформатор 1, выводы 2 которого служат для подключения источника питания, а выводы 3 и 4 являются соответственно выводом наименьшего сварочного тока и выводом наибольшего сварочного тока. Вывод 5 трансформатора третий вывод вторичной обмотки. The rectifier contains a transformer 1, the terminals 2 of which are used to connect a power source, and the terminals 3 and 4 are respectively the output of the lowest welding current and the output of the highest welding current. Terminal 5 of the transformer is the third terminal of the secondary winding.

Сглаживающий реактор 6 состоит из двух частей 7 и 8. Выпрямитель содержит также два тиристора 9 и 10 и четыре диода 11-14. Выпрямитель имеет выводы: положительный 15 и отрицательный 16. The smoothing reactor 6 consists of two parts 7 and 8. The rectifier also contains two thyristors 9 and 10 and four diodes 11-14. The rectifier has the conclusions: positive 15 and negative 16.

Характеристика дуги (фиг. 2) представлена кривой 17. The characteristic of the arc (Fig. 2) is represented by curve 17.

Вторичная обмотка с выводами 3 и 5 имеет характеристику 18 и выполнена так, что величина напряжения холостого хода обеспечивает зажигание дуги, а крутизна характеристики 18 определяет наименьший сварочный ток точка 19. The secondary winding with terminals 3 and 5 has a characteristic of 18 and is designed so that the value of the open circuit voltage provides ignition of the arc, and the slope of characteristic 18 determines the lowest welding current point 19.

Вторичная обмотка с выводами 4 и 5 имеет характеристику 20 и выполнена так, что напряжение холостого хода больше напряжения дуги, но меньше напряжения холостого хода обмотки с выводами 3 и 5. The secondary winding with terminals 4 and 5 has a characteristic of 20 and is designed so that the open circuit voltage is greater than the arc voltage, but less than the open circuit voltage of the winding with terminals 3 and 5.

Сварочная характеристика 21 выпрямителя формируется из характеристик обмоток наименьшего 18 и наибольшего 20 тока. Поэтому реактанс обмотки наибольшего тока (выводы 4, 5) определяют по величине максимального сварочного тока точка 22 и максимального тока короткого замыкания 23. The welding characteristic 21 of the rectifier is formed from the characteristics of the windings of the smallest 18 and the largest 20 of the current. Therefore, the reactance of the largest current winding (pins 4, 5) is determined by the value of the maximum welding current point 22 and the maximum short circuit current 23.

На холостом ходу выпрямителя, т.е. при разомкнутых выводах 15 и 16, напряжение на выводе 3 трансформатора превышает напряжение на выводе 4, при этом тиристоры 9, 10 находятся под обратным напряжением, что препятствует их открыванию. Вентили 11-14 находятся в рабочем состоянии, и на выводах 15, 16 имеет место напряжение обмотки с выводами 3, 5, величина которого выбрана из условия зажигания дуги. Rectifier idle, i.e. with open terminals 15 and 16, the voltage at terminal 3 of the transformer exceeds the voltage at terminal 4, while the thyristors 9, 10 are under reverse voltage, which prevents their opening. The valves 11-14 are in working condition, and at the terminals 15, 16 there is a voltage of the winding with the terminals 3, 5, the value of which is selected from the conditions of ignition of the arc.

После зажигания дуги напряжение на выводах 15 и 16 снижается до уровня напряжения дуги точка 19. After ignition of the arc, the voltage at terminals 15 and 16 decreases to the level of arc voltage point 19.

Напряжение на выводе 3 становится ниже напряжения на выводе 4. The voltage at terminal 3 becomes lower than the voltage at terminal 4.

Один из тиристоров 9 или 10 в зависимости от полярности полуволны напряжения оказывается под прямым напряжением, и возникают условия для его открывания импульсом управления. One of the thyristors 9 or 10, depending on the polarity of the half-wave voltage, is under direct voltage, and conditions arise for its opening by the control pulse.

С момента открывания тиристора сварочный ток увеличивается рабочая точка перемещается из точки 19 в точку 22. Ток дуги протекает по двум параллельным ветвям: первая ветвь содержит вывод 3, часть 7 (или 8) реактора 6, вентиль 11 (или 12), вывод 15, цепь дуги, вывод 16, диод 14 (или 13), вывод 5; вторая цепь вывод 4, тиристор 9 (или 10), вывод 15, цепь дуги, вывод 16, диод 14 (или 13), вывод 5. From the moment the thyristor opens, the welding current increases, the working point moves from point 19 to point 22. The arc current flows along two parallel branches: the first branch contains terminal 3, part 7 (or 8) of reactor 6, valve 11 (or 12), terminal 15, arc circuit, terminal 16, diode 14 (or 13), terminal 5; second circuit terminal 4, thyristor 9 (or 10), terminal 15, arc circuit, terminal 16, diode 14 (or 13), terminal 5.

На фиг. 2 показано это деление тока дуги: точка 24 показывает величину тока первой ветви, точка 25 второй ветви. In FIG. 2 shows this division of the arc current: point 24 shows the current value of the first branch, point 25 of the second branch.

Изменение угла открывания тиристоров 9 и 10 позволяет получить семейство сварочных характеристик в диапазоне от наименьшего 19 до максимального 22 тока. Changing the opening angle of thyristors 9 and 10 allows you to get a family of welding characteristics in the range from least 19 to maximum 22 current.

При необходимости расширения функциональных возможностей выпрямителя, например, для стартерного запуска двигателей автомобиля, заряда аккумуляторов, следует вентили 11 и 12 заменить тиристорами. Это дает два независимых регулируемых выпрямителя. Первый из них содержит обмотку с выводами 3, 5, тиристоры 10, 12, реактор 6, диоды 13, 14 и обеспечивает семейство характеристик, пригодных для заряда аккумуляторых батарей током. Второй выпрямитель содержит обмотку 4, 5, тиристоры 9, 10, диоды 13, 14 и обеспечивает семейство характеристик, пригодных для стартерного запуска двигателей автомобилей. If it is necessary to expand the functionality of the rectifier, for example, to start the car’s engine start, charge the batteries, valves 11 and 12 should be replaced with thyristors. This gives two independent adjustable rectifiers. The first of them contains a winding with terminals 3, 5, thyristors 10, 12, reactor 6, diodes 13, 14 and provides a family of characteristics suitable for charging batteries with current. The second rectifier contains a winding 4, 5, thyristors 9, 10, diodes 13, 14 and provides a family of characteristics suitable for starter starting car engines.

В режиме "сварка" тиристоры 11 и 12 должны открываться в начале каждого полупериода напряжения сети. In the "welding" mode, thyristors 11 and 12 should open at the beginning of each half-cycle of the mains voltage.

Применение изобретения позволяет снизить материалоемкость трансформатора и реактора выпрямителя, например, с номинальным током 140 А с 25 до 20 кг, т.е. на 25% величину потребляемого из сети тока с 30 до 23 А, т.е. на 30% The use of the invention allows to reduce the material consumption of the transformer and rectifier reactor, for example, with a rated current of 140 A from 25 to 20 kg, i.e. 25% of the current consumed from the network from 30 to 23 A, i.e. 30%

Claims (3)

1. Однофазный сварочный выпрямитель, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого состоит из частей, сглаживающий реактор, два тиристора, анод первого из которых и катод второго присоединены к началу первой части вторичной обмотки трансформатора, два диода, анод первого из которых и катод второго присоединены к концу первой части вторичной обмотки трансформатора, и два силовых вентиля, при этом катоды первых тиристора, силового вентиля и диода соединены, а аноды вторых тиристора, силового вентиля и диода объединены для образования отрицательного вывода выпрямителя, отличающийся тем, что обмотка реактора выполнена из двух частей, при этом один вывод каждой части реактора присоединен к началу второй части вторичной обмотки, другой вывод первой части обмотки реактора присоединен к аноду первого силового вентиля, а другой вывод второй части обмотки реактора к катоду второго силового вентиля, конец второй части вторичной обмотки трансформатора присоединен к первой части обмотки трансформатора, количество витков вторичной обмотки между концом первой части и началом второй части выбрано из условия зажигания дуги и превышает количество витков первой части вторичной обмотки, которое выбрано из условий горения дуги, первая часть вторичной обмотки расположена относительно сетевой обмотки, исходя из условия получения максимального тока сварки, а вторая часть вторичной обмотки расположена относительно сетевой обмотки, исходя из условия получения минимального сварочного тока, катоды первых тиристора, силового вентиля и диода связаны с положительным выводом выпрямителя. 1. A single-phase welding rectifier containing a transformer, the secondary winding of which consists of parts, a smoothing reactor, two thyristors, the anode of the first of which and the cathode of the second are connected to the beginning of the first part of the secondary winding of the transformer, two diodes, the anode of the first of which and the cathode of the second are connected to the end of the first part of the secondary winding of the transformer, and two power valves, while the cathodes of the first thyristor, power valve and diode are connected, and the anodes of the second thyristor, power valve and diode are combined to form I have a negative rectifier output, characterized in that the reactor winding is made of two parts, with one output of each part of the reactor connected to the beginning of the second part of the secondary winding, the other output of the first part of the reactor winding connected to the anode of the first power valve, and the other output of the second part of the winding reactor to the cathode of the second power valve, the end of the second part of the transformer secondary winding is connected to the first part of the transformer winding, the number of turns of the secondary winding between the end of the first part and the beginning the second part is selected from the ignition condition of the arc and exceeds the number of turns of the first part of the secondary winding, which is selected from the conditions of arc burning, the first part of the secondary winding is located relative to the network winding, based on the conditions for obtaining the maximum welding current, and the second part of the secondary winding is located relative to the network winding, based on the conditions for obtaining the minimum welding current, the cathodes of the first thyristor, power valve and diode are connected with the positive output of the rectifier. 2. Выпрямитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве силовых вентилей применены диоды. 2. The rectifier according to claim 1, characterized in that diodes are used as power valves. 3. Выпрямитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве силовых вентилей применены тиристоры. 3. The rectifier according to claim 1, characterized in that the thyristors are used as power valves.
RU92005887A 1992-11-12 1992-11-12 Single-phase welding rectifier RU2060126C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005887A RU2060126C1 (en) 1992-11-12 1992-11-12 Single-phase welding rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005887A RU2060126C1 (en) 1992-11-12 1992-11-12 Single-phase welding rectifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92005887A RU92005887A (en) 1995-02-20
RU2060126C1 true RU2060126C1 (en) 1996-05-20

Family

ID=20131958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92005887A RU2060126C1 (en) 1992-11-12 1992-11-12 Single-phase welding rectifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2060126C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1547987, кл. B 23K 9/00, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL174299B1 (en) Power converter for providing dc power supply to an arc furnace
EP0575589B1 (en) Controlled power supply
US4683527A (en) AC/DC or DC/AC converter system with outboard commutation inductors
SU1003777A3 (en) Ac-dc voltage converter
RU2060126C1 (en) Single-phase welding rectifier
RU2130678C1 (en) Charging/starting device for welding operations
RU2053072C1 (en) Power supply source for electric arc welding
RU2009808C1 (en) Single-phase rectifier for welding, starting car engine and charging storage battery
SU1083310A1 (en) D.c.voltage-to-d.c.voltage converter
RU186774U1 (en) DEVICE FOR COMPENSATING THE THIRD HARMONIC CURRENT IN A NEUTRAL ELECTRIC NET WIRE
SU1091286A1 (en) Adjustable a.c. voltage-to-a.c. voltage converter
SU838947A1 (en) Ripple filter
RU1838059C (en) Single-phase current welding source
SU1725348A1 (en) Ac to dc voltage converter with voltage multiplication
SU922969A1 (en) Ac-to-dc converter
RU2032506C1 (en) Welding device
RU2220828C2 (en) Welding aggregate
SU795799A1 (en) Welding current controller
RU1772880C (en) Self-contained inverter
RU2053071C1 (en) Power supply source of welding arc
SU1598072A1 (en) D.c. to d.c. converter
SU1156221A1 (en) Controlled high-voltage converter
SU769688A2 (en) Single-phase self-sustained inverter
SU1296337A1 (en) Welding current control
RU1787083C (en) Welding current regulator