RU2094193C1

RU2094193C1 - Arc welder

Info

Publication number: RU2094193C1
Application number: RU92012630A
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Пентегов; Владимир Николаевич Сидорец; Наталья Владимировна Троицкая; Сергей Владимирович Рымар
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding; supply sources fusion welding. SUBSTANCE: arc welder has welding transformer with main and additional secondary windings connected to rectifier bridge made according to three-phase circuit diagram, and gang of capacitors connected in series with additional winding of transformer. One lead of additional winding is connected through capacitor gang to midpoint of one pair of rectifier bridge diodes, and main winding of transformer is connected to two other midpoints. Second lead of additional winding is connected to one lead of main winding. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электросварки, а именно к сварочным источникам питания. Оно может найти применение в промышленности в качестве источника питания для дуговых методов сварки плавлением. The invention relates to the field of electric welding, namely to welding power sources. It can be used in industry as a power source for arc fusion welding methods.

Известен способ и устройство для сварки [1] в котором имеется реактивная цепь, содержащая последовательный эквивалентный контур, состоящий из реактора и конденсатора, включенный последовательно с источником питания, причем он настроен в резонанс с частотной питающей сети. Настроенные соответствующим образом индуктивное и емкостное сопротивления позволяют стабилизировать друг переменного тока. Применение такой схемы позволяет существенно повысить качество сварки при высоких энергетических показателях, снизить напряжение холостого хода и при этом повысить устойчивость горения дуги. Однако применение неэлектролитических конденсаторов, подключенных к основной вторичной обмотке, через которые протекает весь сварочный ток, приводит к необходимости применять конденсаторы большой емкости. Это увеличивает массу и габарит устройства за счета малой энергоемкости неэлектролитических конденсаторов. Кроме того, в связи с наличием в цепи последовательно включенных дросселя и конденсатора существует опасность возникновения резонанса. A known method and device for welding [1] in which there is a reactive circuit containing a series equivalent circuit, consisting of a reactor and a capacitor, connected in series with a power source, and it is tuned in resonance with the frequency power network. Properly configured inductive and capacitive resistances allow each other to stabilize alternating current. The use of such a scheme can significantly improve the quality of welding at high energy performance, reduce the open circuit voltage and at the same time increase the stability of arc burning. However, the use of non-electrolytic capacitors connected to the main secondary winding, through which the entire welding current flows, leads to the need to use large capacitors. This increases the mass and size of the device due to the low energy consumption of non-electrolytic capacitors. In addition, due to the presence in the circuit of a series-connected inductor and capacitor, there is a risk of resonance.

Известно также устройство для дуговой сварки [2] Это устройство для дуговой сварки содержит сварочный трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток, реактор, секцию конденсаторов, включенную последовательно в сварочную цепь. Включение секции конденсаторов указанным образом позволяет существенно улучшить сварочные свойства устройства, а также улучшить формы кривых тока и напряжения. Однако в этом сварочном устройстве через селекцию конденсаторов происходит весь сварочный ток, что приводит к резкому увеличению габаритов, массы и стоимость секции конденсаторов. A device for arc welding is also known [2] This device for arc welding contains a welding transformer consisting of primary and secondary windings, a reactor, a section of capacitors connected in series to the welding circuit. The inclusion of the capacitor section in this way can significantly improve the welding properties of the device, as well as improve the shape of the current and voltage curves. However, in this welding device, through the selection of capacitors, the entire welding current occurs, which leads to a sharp increase in the dimensions, mass and cost of the capacitor section.

Наиболее близким к заявляемому устройству является сварочный выпрямитель для дуговой сварки [3] содержащий следующие признаки, общие по изобретением: наличие сварочного трансформатора, содержащего первичную и вторичную обмотки, блока полупроводниковых диодов, который выполнен по трехфазной схемы Ларионова, реактивного элемента, представляющего собой оглаживающий дроссель. Сварочный выпрямитель обеспечивает требуемую по условиям технологии регулирования напряжения, стабильность горения дуги, ограничение тока короткого замыкания и улучшенное формирование сварочного шва. Но в данном сварочном выпрямителе через реактивный элемент проходит весь сварочный выпрямителе через реактивный элемент проходит весь сварочный ток, что приводит к резкому его габаритов, массы и стоимости. Closest to the claimed device is a welding rectifier for arc welding [3] containing the following features common to the invention: the presence of a welding transformer containing primary and secondary windings, a block of semiconductor diodes, which is made according to a three-phase Larionov circuit, a reactive element, which is a smoothing reactor . The welding rectifier provides the required technology for voltage regulation, arc stability, short circuit current limitation and improved weld formation. But in this welding rectifier, the entire welding rectifier passes through the reactive element through the reactive element, the entire welding current passes, which leads to a sharp size, weight and cost.

Основная задача изобретения является уменьшение массы и габарита источника питания. The main objective of the invention is to reduce the mass and size of the power source.

Поставленная задача достигается тем, что в источнике питания, содержащем сварочный трансформатор, состоящий из основной и дополнительной вторичных обмоток, подключенных к выпрямительному мосту и реактивный элемент, представляющий собой секцию конденсаторов, включенный последовательно дополнительной обмотке трансформатора, выпрямительный мост выполнен по трехфазной схеме Ларионова, а дополнительная обмотка сварочного трансформатора одним концом через батарею конденсаторов подключена к средней точке одной пары диодов выпрямительного моста, к двум другим средним точкам которого подключена основная обмотка, а вторым концом дополнительная обмотка трансформатора подключена к одному из выводов основной обмотки. The problem is achieved in that in a power source containing a welding transformer, consisting of a primary and secondary secondary windings connected to a rectifier bridge and a reactive element, which is a section of capacitors, connected in series to an additional transformer winding, the rectifier bridge is made according to a three-phase Larionov circuit, and an additional winding of the welding transformer at one end through a capacitor bank is connected to the midpoint of one pair of diodes rectifier the second bridge, to the other two midpoints of which the main winding is connected, and the second end of the additional transformer winding is connected to one of the terminals of the main winding.

Поскольку в данном устройстве через секцию конденсаторов протекает лишь небольшая часть сварочного тока, то по сравнению с прототипом существенно снижается масса и габариты устройства при сохранении всех преимуществ прототипа: хорошая форма кривых сварочного тока и напряжения, возможность плавной регулировки сварочного тока, высокие сварочные свойства источника питания, хорошее качество сварки. Since in this device only a small part of the welding current flows through the capacitor section, compared with the prototype, the mass and dimensions of the device are significantly reduced while maintaining all the advantages of the prototype: good shape of the welding current and voltage curves, the ability to smoothly adjust the welding current, high welding properties of the power source Good welding quality.

Применение трехфазного выпрямителя позволяет улучшить форму кривой сварочного тока, которая получается более плавная, без нулевых пауз тока. Ток цепи дополнительной вторичной обмотки и конденсатора сдвинут на 90 ^o относительно тока основной вторичной обмотки. В результате провалы до нуля тока основной обмотки заполняются током конденсаторной обмотки.The use of a three-phase rectifier allows you to improve the shape of the welding current curve, which is smoother, without zero current pauses. The current of the secondary secondary circuit and the capacitor is shifted by 90 ^o relative to the current of the primary secondary winding. As a result, dips to zero current of the main winding are filled with the current of the capacitor winding.

Учитывая вышеуказанное можно вывод о том, что предлагаемое устройство обладает существенными отличиями по сравнению с прототипом. Given the above, we can conclude that the proposed device has significant differences compared with the prototype.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы процесса сварки. In FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed device; in FIG. 2 timing diagrams of the welding process.

Устройство (фиг. 1) состоит из сварочного трансформатора 1, содержащего первичную обмотку 2, основную 3 и дополнительную 4 вторичные обмотки, секцию конденсаторов 5, выпрямительный мост 6, состоящий из трех диодов: первой пары диоды 7, 10, второй пары диоды 8, 11, третьей пары диоды 9, 12. Дополнительная обмотка трансформатора 4 одним концом через секцию конденсаторов 5 подключена с средней точке первой пары 7, 10 выпрямительного моста 6, вторым концом дополнительная обмотка подключена к выводу основной обмотки 3 сварочного трансформатора 1. Кроме того, основная обмотка 3 подсоединена к двум другим средним точкам диодов 8, 11 и 9, 12 выпрямительного моста 6. The device (Fig. 1) consists of a welding transformer 1 containing a primary winding 2, a main 3 and an additional 4 secondary windings, a section of capacitors 5, a rectifier bridge 6, consisting of three diodes: the first pair of diodes 7, 10, the second pair of diodes 8, 11, the third pair of diodes 9, 12. An additional winding of the transformer 4 at one end through a section of capacitors 5 is connected to the midpoint of the first pair 7, 10 of the rectifier bridge 6, the second end is connected to the output of the main winding 3 of the welding transformer 1. In addition, about novnaya winding 3 is connected to the two other diodes middle points 8, 11 and 9, 12 of the rectifier bridge 6.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. При первоначальном включении трансформатора 1 на основной вторичной обмотке 3 и дополнительной вторичной обмотке 4 появляется напряжение холостого хода. При закорачивании дугового промежутка по вторичной цепи трансформатора 1 протекает ток. Кривые тока, полученные при сварке, а также на основной и дополнительной вторичных обмотках представлены на фиг. 2. Для лучшего понимания работы схемы рассмотрим участки осциллограммы: ab, bc, cd и de. На участке ab ток течет по следующей цепи: через основную вторичную обмотку трансформатора 3, диоды 8 и 12 или 9 и 11 (в зависимости периода тока), дугу. Обмотка 4 не работает. На участке bc работают обе цепи цепь основной и дополнительной вторичной обмоток. Часть тока идет через обмотку 3, диоды 8, 12 (9, 11), другая через обмотку 4, диоды 7, 12 (9, 10), дугу. В результате на этом участке ток суммируется. Ток участка cd ток конденсаторной обмотки обмотки 4, который течет через обмотку 4, диоды 7, 12 (9, 10). Ток основной обмотки 3 в данный момент упал до нуля. На участке de ток течет по общей цепи двух обмоток: через диод 11 (10), обмотку 3, обмотку 4, диод 7 (8), дугу. Таким образом за счет конденсаторной обмотки сварочный ток не падает до нуля. Далее кривая сварочного тока повторяется, процессы, происходящие в сварочной цепи. The device (Fig. 1) works as follows. When the transformer 1 is initially turned on, an open circuit voltage appears on the primary secondary winding 3 and the secondary secondary winding 4. When shorting the arc gap on the secondary circuit of the transformer 1, current flows. The current curves obtained during welding, as well as on the primary and secondary secondary windings are shown in FIG. 2. For a better understanding of the operation of the circuit, consider the sections of the waveform: ab, bc, cd and de. In section ab, current flows along the following circuit: through the main secondary winding of transformer 3, diodes 8 and 12, or 9 and 11 (depending on the current period), an arc. Winding 4 does not work. In the bc section, both circuits of the main and secondary secondary windings operate. Part of the current goes through the winding 3, diodes 8, 12 (9, 11), the other through the winding 4, diodes 7, 12 (9, 10), the arc. As a result, current is added to this section. Section current cd is the current of the capacitor winding of the winding 4, which flows through the winding 4, diodes 7, 12 (9, 10). The current of the main winding 3 has now fallen to zero. At section de, current flows along the common circuit of two windings: through diode 11 (10), winding 3, winding 4, diode 7 (8), and an arc. Thus, due to the capacitor winding, the welding current does not drop to zero. Further, the welding current curve is repeated, the processes occurring in the welding circuit.

Регулировка сварочного тока может осуществляться секционированием витков основного трансформатора. Adjustment of the welding current can be carried out by sectioning the turns of the main transformer.

Тумблер 14 переключает второй вывод дополнительной обмотки со средней точки второй пары диодов 8, 11 на среднюю точку третьей пары диодов 9, 12, переключая таким образом источник питания с одного режима работы на другой. The toggle switch 14 switches the second output of the additional winding from the midpoint of the second pair of diodes 8, 11 to the midpoint of the third pair of diodes 9, 12, thus switching the power source from one operating mode to another.

Техническими преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является уменьшение массы и габаритов источника, улучшения его технологических свойств, повышение устойчивость горения дуги, стабильности процесса сварки, что и составляет основу экономического эффекта. The technical advantages of the proposed device in comparison with the prototype is to reduce the weight and dimensions of the source, improve its technological properties, increase the stability of arc burning, the stability of the welding process, which is the basis of the economic effect.

Claims

An arc welding device comprising a welding transformer with primary and main secondary windings, a rectifier bridge made according to the Larionov three-phase circuit, a reactive element, characterized in that the welding transformer is equipped with an additional secondary winding, and a capacitor section is used as a reactive element, with an additional winding one output through a section of capacitors connected to the midpoint of one pair of rectifier bridge diodes, to the other two midpoints of which Uniform main secondary winding terminals, the second terminal of the additional winding is connected to one of the terminals of the main winding.