RU2113950C1

RU2113950C1 - Arc welding power supply

Info

Publication number: RU2113950C1
Application number: RU95114808A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Уланов
Original assignee: Новосибирская государственная академия строительства
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: light-mass ac welding apparatuses with reduced input current. SUBSTANCE: power supply has transformer whose primary winding is connected to single-phase ac power leads through thyristors connected in parallel opposition, circuits set up of series-connected capacitor and inductance coil, parallel output circuits each incorporating transformer secondary winding connected in series with inductance coil; resistor is connected in parallel with one of transformer windings. Total mass of welding apparatus assembled according to mentioned circuit arrangement is 15 kg at current of 130 A. EFFECT: improved arc striking conditions, enlarged arc striking length, extended welding current control range. 1 dwg

Description

Изобретение относится к дуговой сварке, в частности к электросварочным аппаратам переменного тока облегченной конструкции с пониженным входным током. The invention relates to arc welding, in particular to electric welding machines of alternating current of lightweight design with reduced input current.

За прототип принят источник питания для дуговой сварки, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной через встречно-параллельно соединенные тиристоры к выводам подключения к однофазной сети переменного тока, и вторичной обмоткой, являющейся выходом устройства, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, расположенной на общем для всех обмоток магнитопроводе и подключенной через конденсатор параллельно обмотке трансформатора [1]. The prototype is a power supply for arc welding, containing a transformer with a primary winding connected through counter-parallel connected thyristors to the terminals of a single-phase AC network, and a secondary winding, which is the output of the device, the transformer is equipped with an additional winding located on common to all windings magnetic circuit and connected through a capacitor parallel to the transformer winding [1].

Недостатком устрйоства-прототипа является ослабление поджигающего импульса индуктивностью рассеяния трансформатора, что приводит к снижению устойчивости горения сварочной дуги. При последовательном подключении тиристорного блока первичной обмотки к дополнительной обмотке трансформатора с конденсатором схема теряет управляемость в режимах, близких холостому ходу. The disadvantage of the prototype device is the weakening of the igniting pulse by the scattering inductance of the transformer, which leads to a decrease in the stability of combustion of the welding arc. When the thyristor unit of the primary winding is connected in series to the additional winding of a transformer with a capacitor, the circuit loses its controllability in modes close to idle.

Цель изобретения - улучшение условий поджигания дуги, увеличение длины разрыва дуги и расширение диапазона регулирования тока сварки. The purpose of the invention is to improve the conditions of ignition of the arc, increasing the length of the arc gap and expanding the range of regulation of the welding current.

Цель достигается тем, что выходные цепи аппарата параллельны, каждая из которых состоит из вторичной обмотки трансформатора, последовательно соединенной с обмотками связи катушки индуктивности, причем параллельно одной из обмоток трансформатора включен резистор. Это улучшает условия поджигания и увеличивает длину разрыва дуги. Подключение резистора параллельно одной из обмоток усиливает импульс поджигания дуги и стабилизирует работу трансформатора, расширяя диапазон регулирования тока сварки. Ветвь вторичной обмотки без резистора имеет индуктивный характер, увеличивая длину разрыва дуги. The goal is achieved in that the output circuits of the apparatus are parallel, each of which consists of a secondary transformer winding connected in series with the coupling windings of the inductor, and a resistor is connected in parallel with one of the transformer windings. This improves the conditions of ignition and increases the length of the arc gap. Connecting a resistor parallel to one of the windings enhances the arc ignition pulse and stabilizes the transformer, expanding the range of welding current regulation. The branch of the secondary winding without a resistor is inductive, increasing the length of the arc gap.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема источника питания для дуговой сварки. The drawing shows a circuit diagram of a power source for arc welding.

Источник питания состоит из трансформатора 1 с первичной обмоткой 6, подключенной через встречно-параллельно соединенные тиристоры 2 и 3 к сети переменного тока 14. Параллельно тиристорам подсоединены последовательно соединенные конденсатор 5 и катушка индуктивности 10. Катушка индуктивности имеет две вторичные обмотки 8 и 7, каждая из которых последовательно соединена с одной из обмоток катушки индуктивности 11 или 12. Параллельно вторичной обмотке трансформатора 7 включен резистор 9. Сварочная дуга 13 последовательно подключена к началу трансформаторных обмоток 7, 8 и концам обмоток катушки индуктивности. Цепи управления тиристорами 2, 3 подключены к фазорегулирующему блоку 4. The power source consists of a transformer 1 with a primary winding 6 connected through counter-parallel connected thyristors 2 and 3 to an alternating current network 14. Parallel to the thyristors, a capacitor 5 and an inductor 10 are connected in series. The inductor has two secondary windings 8 and 7, each of which is connected in series with one of the windings of the inductor 11 or 12. In parallel with the secondary winding of the transformer 7, a resistor 9 is connected. The welding arc 13 is connected in series to the beginning of the trans formator windings 7, 8 and the ends of the windings of the inductor. The thyristor control circuits 2, 3 are connected to the phase control unit 4.

Источник питания работает следующим образом. The power source operates as follows.

После включения системы фазорегулирующий блок 4 подаст короткие импульсы управления длительностью не более периода собственной частоты колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности 10 и конденсатора 5, с задержкой включения тиристоров от начала нарастания полуволн питающего синусоидального напряжения 14, определяющей ток сварки. After turning on the system, the phase-regulating unit 4 will give short control pulses with a duration of no more than the period of the natural frequency of the oscillating circuit, consisting of an inductor 10 and a capacitor 5, with a delay in turning on the thyristors from the beginning of the increase in half-waves of the supply sinusoidal voltage 14, which determines the welding current.

При отсутствии сварочной дуги после подачи импульса управления на тиристоры конденсатор 5 разряжается по колебательному закону через индуктивность 10, перезаряжается, и ток через индуктивность, и, следовательно, через тиристоры меняется по направлению, в результате чего тиристоры выключаются. В результате на холостом ходу работы аппарата возникают импульсы, определяемые периодом собственной частоты колебательного контура, состоящего из конденсатора 5 и индуктивности 10. In the absence of a welding arc after applying a control pulse to the thyristors, the capacitor 5 is discharged according to the oscillatory law through the inductance 10, recharged, and the current through the inductance, and therefore through the thyristors, changes in direction, as a result of which the thyristors turn off. As a result, at idle operation of the apparatus, pulses occur, determined by the period of the natural frequency of the oscillatory circuit, consisting of a capacitor 5 and an inductance 10.

В случае возникновения дуги энергия конденсатора расходуется через индуктивность 10 и обмотки связи 11, 12 на сварочную дугу 13, конденсатор не перезаряжается и тиристоры продолжают гореть до момента, определяемого окончанием полуволны сетевого напряжения и тока сварки. In the event of an arc, the capacitor energy is consumed through the inductance 10 and the connection windings 11, 12 to the welding arc 13, the capacitor is not recharged and the thyristors continue to burn until the moment determined by the end of the half-wave of the mains voltage and welding current.

По сравнению с прототипом в предлагаемой схеме цепь сварочного тока разбивается на две ветви, в различной степени влияющей на качестве сварки. Compared with the prototype in the proposed scheme, the welding current circuit is divided into two branches, which to varying degrees affect the quality of welding.

Первая ветвь состоит из вторичной обмотки трансформатора 8 и обмотки связи 12 и имеет индуктивный характер из-за индуктивностей рассеяния этих обмоток и влияет на сглаживание пульсаций тока сварки, вызванного в основном неоднородностями и загрязнениями свариваемой поверхности. The first branch consists of the secondary winding of the transformer 8 and the coupling winding 12 and has an inductive character due to the leakage inductances of these windings and affects the smoothing of the ripple of the welding current, caused mainly by inhomogeneities and contamination of the welded surface.

Вторая ветвь 7, 11 включает в себя резистор 9, который усиливает импульс тока разряда конденсатора 5 на дугу 13 через 11, 10 и 7, так как без резистора этот импульс ослабевал в индуктивности рассеяния обмотки трансформатора 7. Кроме того, резистор 9 расходует энергию тока намагничивания трансформатора и обеспечивает надежное включение тиристоров, особенно при небольших токах сварки. The second branch 7, 11 includes a resistor 9, which amplifies the pulse of the discharge current of the capacitor 5 to the arc 13 through 11, 10 and 7, since without a resistor this pulse weakened in the dissipation inductance of the transformer winding 7. In addition, the resistor 9 consumes current energy magnetization of the transformer and provides reliable inclusion of thyristors, especially at low welding currents.

Таким образом, предлагаемая схема улучшает условия зажигания дуги, увеличивает длину разрыва дуги и расширяет диапазон регулирования тока сварки при сохранении положительных качеств прототипа - снижения массогабаритных показателей трансформатора. Thus, the proposed scheme improves the conditions of ignition of the arc, increases the length of the arc gap and extends the range of regulation of the welding current while maintaining the positive qualities of the prototype - reducing the overall dimensions of the transformer.

Практические результаты подтверждают эти выводы. Так, при одних и тех же значениях емкости и индуктивности как в прототипе, так и в аппарате, собранном по предлагаемой схеме, отпала необходимость предварительной разбраковки электродов переменного тока и появилась возможность сварки электродами постоянного тока при массе аппарата 14 кг и рабочем токе 130 А. Practical results confirm these findings. So, with the same capacitance and inductance values both in the prototype and in the apparatus assembled according to the proposed scheme, there is no need to pre-sort AC electrodes and it became possible to weld DC electrodes with a mass of the apparatus of 14 kg and an operating current of 130 A.

Claims

A power source for arc welding, containing a transformer with a primary and two secondary windings, the primary winding of the transformer connected through counter-parallel connected controlled thyristors to the terminals for connecting the power source to a single-phase AC network, a capacitor, one of the terminals of one of the secondary windings of the transformer is one of the outputs of the power source, characterized in that it is equipped with a resistor and an inductor with two coupling windings, the inductor through a capacitor connected in parallel to the thyristors, one of the terminals of the coupling windings of the inductor is combined and is the second output of the power source, and the second terminals of the coupling windings are each connected to their secondary winding, the second terminals of which are combined and are the output of the power source, parallel to one of the secondary windings of the transformer is connected resistor.