RU2121416C1 - Welding apparatus - Google Patents

Welding apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2121416C1
RU2121416C1 RU96111803A RU96111803A RU2121416C1 RU 2121416 C1 RU2121416 C1 RU 2121416C1 RU 96111803 A RU96111803 A RU 96111803A RU 96111803 A RU96111803 A RU 96111803A RU 2121416 C1 RU2121416 C1 RU 2121416C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
magnetic circuit
circuit
magnetic
section
Prior art date
Application number
RU96111803A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96111803A (en
Inventor
Д.В. Гуков
А.А. Еруманс
Original Assignee
Военный инженерно-технический университет
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 Военный инженерно-технический университет filed Critical Военный инженерно-технический университет
Priority to RU96111803A priority Critical patent/RU2121416C1/en
Publication of RU96111803A publication Critical patent/RU96111803A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2121416C1 publication Critical patent/RU2121416C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: welding processes and equipment in different branches of machine engineering. SUBSTANCE: apparatus includes transformer, thyristors connected in antiparallel, circuit for controlling thyristor operation, capacitor for cutting off thyristors. Magnetic circuit of transformer has variable cross section providing equal values of maximum magnetic density along its whole length at operation of apparatus. Thyristor control circuit automatically eliminates idle mode of transformer. Mass of magnetic circuit is reduced by 40 %. EFFECT: improved design of transformer allowing to lower losses in magnetic circuit, reduced size, mass and cost of apparatus. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сварки. The invention relates to the field of welding.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сварки, описанное в [1] . Устройство состоит из сварочного трансформатора, антипараллельных тиристоров, запирающей тиристоры емкости и схемы управления тиристорами. Closest to the proposed is a device for welding, described in [1]. The device consists of a welding transformer, antiparallel thyristors, locking capacitance thyristors and thyristor control circuits.

Недостатки устройства:
1. Повышенная величина потерь в стали магнитопровода.
The disadvantages of the device:
1. Increased losses in the steel of the magnetic circuit.

2. Неравномерная загрузка магнитопровода. 2. Uneven loading of the magnetic circuit.

Указанные недостатки обусловлены тем, что в режиме работы трансформаторы под нагрузкой значения максимальной магнитной индукции в различных частях магнитопровода сильно различаются. These drawbacks are due to the fact that during operation, transformers under load, the values of maximum magnetic induction in different parts of the magnetic circuit are very different.

Материал магнитопровода трансформатора в области первичной обмотки находится в состоянии глубокого насыщения, а в области вторичной обмотки ненасыщен. The material of the transformer magnetic circuit in the region of the primary winding is in a state of deep saturation, and in the region of the secondary winding is unsaturated.

В результате сечение магнитопровода в области вторичной обмотки используется слабо, а в области первичной обмотки перегружено, что приводит к росту потерь в стали пропорционально квадрату увеличения максимальной магнитной индукции в материале магнитопровода. As a result, the cross section of the magnetic circuit in the region of the secondary winding is poorly used, and in the region of the primary winding is overloaded, which leads to an increase in losses in steel in proportion to the square of the increase in maximum magnetic induction in the material of the magnetic circuit.

Преодоление указанных недостатков достигается тем, что устройство для сварки состоит из трансформатора с магнитопроводом, площадь поперечного сечения которого плавно изменяется от максимального значения в области первичной обмотки до минимального значения в области вторичной обмотки сварочного трансформатора, антипараллельных тиристоров в цепи первичной обмотки сварочного трансформатора, схемы управления тиристорами и конденсатора, включенного параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора. Overcoming these drawbacks is achieved by the fact that the welding device consists of a transformer with a magnetic circuit whose cross-sectional area smoothly changes from the maximum value in the primary winding area to the minimum value in the secondary winding of the welding transformer, antiparallel thyristors in the primary winding circuit of the welding transformer, control circuit thyristors and a capacitor connected in parallel to the secondary winding of the welding transformer.

При работе заявляемого устройства под нагрузкой (с зажженной дугой) первичный магнитный поток Ф 1 (фиг. 1), создаваемый током, протекающим по первичной обмотке сварочного трансформатора, частично рассеивается, проходя определенный отрезок пути вне магнитопровода. В результате магнитный поток Ф 2 (фиг. 1), пронизывающий вторичную обмотку, становится меньше первичного потока Ф 1 на величину потока рассеяния Фσ. Таким образом, сечение магнитопровода в области вторичной обмотки можно уменьшить пропорционально уменьшению величины магнитного потока, плавно увеличивая сечение по мере приближения к первичной обмотке. Для этого количества винтов и площадь сечения магнитопровода сварочного трансформатора в области первичной обмотки рассчитывается на сетевое напряжение, а площадь поперечного сечения магнитопровода в области вторичной обмотки рассчитывается на напряжение на дуговом промежутке, приведенное к числу витков первичной обмотки, при номинальном токе сварочного трансформатора. When the inventive device is operated under load (with a lighted arc), the primary magnetic flux F 1 (Fig. 1), created by the current flowing through the primary winding of the welding transformer, partially dissipates, passing a certain length of the path outside the magnetic circuit. As a result, the magnetic flux Ф 2 (Fig. 1), penetrating the secondary winding, becomes less than the primary flux Ф 1 by the magnitude of the scattering flux Фσ. Thus, the cross section of the magnetic circuit in the region of the secondary winding can be reduced in proportion to the decrease in the magnitude of the magnetic flux, gradually increasing the cross section as it approaches the primary winding. For this number of screws and the cross-sectional area of the magnetic circuit of the welding transformer in the primary winding region is calculated on the mains voltage, and the cross-sectional area of the magnetic circuit in the secondary winding region is calculated on the arc voltage, reduced to the number of turns of the primary winding, at the rated current of the welding transformer.

В результате применения в заявляемом устройстве магнитопровода с переменным сечением удается добиться равномерного использования сечения магнитопровода. При этом величина максимальной магнитной индукции в любой точке магнитопровода при его работе под нагрузкой остается примерно одинаковой, соответствующей ненасыщенному состоянию магнитопровода. Следствием этого является сильное уменьшение по сравнению с прототипом величины потерь в стали (материале магнитопровода). Однако это не ведет к возрастанию массы магнитопровода заявляемого устройства. As a result of using a magnetic circuit with a variable cross section in the inventive device, it is possible to achieve uniform use of the magnetic circuit cross section. Moreover, the magnitude of the maximum magnetic induction at any point of the magnetic circuit during its operation under load remains approximately the same, corresponding to the unsaturated state of the magnetic circuit. The consequence of this is a significant decrease in comparison with the prototype losses in steel (magnetic core material). However, this does not lead to an increase in the mass of the magnetic circuit of the claimed device.

В частном случае эффект, полученный при создании прототипа [1], может быть использован совместно с заявляемым устройством. При этом сечение магнитопровода в области первичной обмотки и число витков первичной обмотки сварочного трансформатора рассчитываются на часть сетевого напряжения, равную геометрической разнице напряжений; сетевому напряжению минус полуразницу сетевого напряжения и приведенного к числу витков первичной обмотки напряжения на дуговом промежутке. Сечение магнитопровода в области вторичной при этом рассчитывается на напряжение на дуговом промежутке, приведенное к числу витков первичной обмотки. In the particular case, the effect obtained when creating the prototype [1], can be used in conjunction with the inventive device. In this case, the cross section of the magnetic circuit in the primary winding region and the number of turns of the primary winding of the welding transformer are calculated on the part of the mains voltage equal to the geometric voltage difference; mains voltage minus the half-difference of the mains voltage and reduced to the number of turns of the primary voltage winding in the arc gap. The cross section of the magnetic circuit in the secondary region is calculated on the voltage on the arc gap, reduced to the number of turns of the primary winding.

В этом случае можно добиться еще лучших чем у прототипа массо-габаритных, а соответственно и стоимостных, показателей (А/К 2 массы устройства). In this case, you can achieve even better than the prototype mass-dimensional, and accordingly cost, indicators (A / K 2 mass of the device).

Однако уменьшения потерь в стали при этом не произойдет. However, a reduction in steel losses will not occur.

Работа заявляемого устройства аналогична описанию работы прототипа. Иллюстрации, приведенные в описании прототипа, так же справедливы для заявляемого устройства. The operation of the claimed device is similar to the description of the prototype. The illustrations given in the description of the prototype are also true for the claimed device.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна", поскольку устройство имеет новые признаки:
Сварочный трансформатор имеет магнитопровод переменного сечения. Его сечение и число витков первичной обмотки рассчитаны на сетевое напряжение, а в области вторичной обмотки-лишь на напряжение на дуговом промежутке во время горения дуги.
A comparison of the proposed technical solution with the prototype allows you to establish compliance with its criterion of "novelty", because the device has new features:
The welding transformer has a magnetic core of variable cross section. Its cross section and the number of turns of the primary winding are designed for mains voltage, and in the area of the secondary winding only for voltage in the arc gap during arc burning.

Сечение магнитопровода плавно увеличивается от области вторичной обмотки к области первичной обмотки. The cross section of the magnetic circuit gradually increases from the region of the secondary winding to the region of the primary winding.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить сварочный трансформатор, имеющий сочетание переменного сечения магнитопровода, тиристорной схемы управления в цепи первичной обмотки и конденсатора в цепи вторичной обмотки. Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow to identify a welding transformer having a combination of a variable cross section of the magnetic circuit, a thyristor control circuit in the primary circuit and a capacitor in the secondary circuit.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень". This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 приведена упрощенная магнитная схема где:
Ф 1 - магнитный поток, создаваемый током первичной обмотки трансформатора.
In FIG. 1 shows a simplified magnetic circuit where:
F 1 - magnetic flux generated by the current of the primary winding of the transformer.

Ф 2 - магнитный поток, пронизывающий вторичную обмотку сварочного трансформатора. F 2 - magnetic flux penetrating the secondary winding of the welding transformer.

ф σ - магнитный поток рассеяния. φ σ is the magnetic flux of scattering.

На фиг. 2 приведена упрощенная электрическая схема устройства где:
1. Тиристоры
2. Схема управления тиристорами
3. Трансформатор
4. Конденсатор
5. Дуговой промежуток
На фиг. 3 приведен пример сварочного трансформатора с магнитопроводом переменного сечения, где:
1. Первичная обмотка трансформатора
2. Вторичная обмотка трансформатора
3. Магнитопровод переменного сечения
Техническая реализация
Возможность применения магнитопровода переменного сечения опробована на специально переделанном трансформаторе типа ТДМ 401.
In FIG. 2 shows a simplified electrical diagram of a device where:
1. Thyristors
2. Thyristor control circuit
3. Transformer
4. Capacitor
5. Arc gap
In FIG. 3 shows an example of a welding transformer with a magnetic core of variable cross section, where:
1. The primary winding of the transformer
2. Transformer secondary
3. The magnetic core of variable cross section
Technical implementation
The possibility of using a magnetic core of variable cross section was tested on a specially converted transformer of the TDM 401 type.

Сечение его магнитопровода было уменьшено как показано на фиг. 3 в области вторичной обмотки с 64 см2 до 24 см2. Схема подключения трансформатора показана на фиг. 2. В схеме использовались тиристоры Т-142-80 и конденсатор типа МБГ4-1 4 мкФ 500 В. Схема автоматически исключает режим XX устройства.The cross section of its magnetic circuit was reduced as shown in FIG. 3 in the secondary region from 64 cm 2 to 24 cm 2 . The transformer connection diagram is shown in FIG. 2. The circuit used T-142-80 thyristors and a capacitor of type MBG4-1 4 μF 500 V. The circuit automatically excludes the XX device mode.

При работе под нагрузкой (сварке), значение максимальной магнитной индукции, измеренной в любой части магнитопровода не превышало 1,8 Тл. When working under load (welding), the value of the maximum magnetic induction measured in any part of the magnetic circuit did not exceed 1.8 T.

Масса магнитопровода устройства уменьшена на 30% по сравнению с серийным магнитопроводом трасформатора ТДМ 401. The mass of the magnetic circuit of the device is reduced by 30% compared with the serial magnetic circuit of the TDM 401 transformer.

Источники информации
1. RU 2032506, B 23 K 9/00, 10.04.95.
Sources of information
1. RU 2032506, B 23 K 9/00, 04/10/95.

Claims (1)

Устройство для сварки, содержащее сварочный трансформатор, встречно-параллельные тиристоры в цепи его первичной обмотки, схему управления тиристорами и конденсатор, подключенный параллельно вторичной обмотке, отличающееся тем, что магнитопровод трансформатора выполнен с переменным плавно изменяющимся сечением, причем максимальное сечение расположено в области первичной обмотки, а минимальное - в области вторичной обмотки. A welding device comprising a welding transformer, counter-parallel thyristors in the circuit of its primary winding, a thyristor control circuit and a capacitor connected in parallel with the secondary winding, characterized in that the transformer magnetic circuit is made with a variable smoothly varying cross section, with a maximum cross section located in the primary winding region , and the minimum - in the field of the secondary winding.
RU96111803A 1996-06-05 1996-06-05 Welding apparatus RU2121416C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96111803A RU2121416C1 (en) 1996-06-05 1996-06-05 Welding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96111803A RU2121416C1 (en) 1996-06-05 1996-06-05 Welding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96111803A RU96111803A (en) 1998-09-10
RU2121416C1 true RU2121416C1 (en) 1998-11-10

Family

ID=20181861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96111803A RU2121416C1 (en) 1996-06-05 1996-06-05 Welding apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2121416C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538302B2 (en) 2003-03-28 2009-05-26 Tetra Laval Holdings & Finance Sa Induction sealing device and method which may be used for producing packages of pourable food products
CN112338328A (en) * 2020-10-24 2021-02-09 陈攀 Electric welding with adjustable current-voltage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538302B2 (en) 2003-03-28 2009-05-26 Tetra Laval Holdings & Finance Sa Induction sealing device and method which may be used for producing packages of pourable food products
CN112338328A (en) * 2020-10-24 2021-02-09 陈攀 Electric welding with adjustable current-voltage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100337677B1 (en) Trip device with one or more current transformers
US4737704A (en) Transformer for arc and plasma setups having broad current adjustment range
RU2121416C1 (en) Welding apparatus
US5497310A (en) High-frequency power unit for neon tubes
US6995337B2 (en) Power source with saturable reactor
US3921055A (en) Welding power supply having dual output transformer
US3408551A (en) Current spike suppressor for inverter
US2958806A (en) Lamp starting and ballast circuit
US3511996A (en) X-ray generator having means for preventing d.c. magnetization of the transformer core
US3781667A (en) High voltage resonant testing circuit
FI74225C (en) Apparatus for arc welding.
US1059435A (en) Electric transformer.
US2283712A (en) Transformer
US3912969A (en) Discharge lamp lighting apparatus
US2228731A (en) Transformer control system
US5886507A (en) Controlled ferroresonant transformer
RU2032506C1 (en) Welding device
RU2063314C1 (en) Arc welding supply source
JP3042777B1 (en) X-ray tube device
JPH0646571A (en) Initial charge circuit of voltage type inverter
JP2503948B2 (en) DC power supply
RU2207942C1 (en) Supply source for arc welding
JPH0413840B2 (en)
JPS628927Y2 (en)
JPS63229786A (en) Power device for highly repetitive pulsed laser