RU2129330C1 - Welding voltage converter - Google Patents

Welding voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2129330C1
RU2129330C1 RU94009005A RU94009005A RU2129330C1 RU 2129330 C1 RU2129330 C1 RU 2129330C1 RU 94009005 A RU94009005 A RU 94009005A RU 94009005 A RU94009005 A RU 94009005A RU 2129330 C1 RU2129330 C1 RU 2129330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
input
converter
welding
Prior art date
Application number
RU94009005A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94009005A (en
Inventor
М.А. Тырышкин
В.Д. Михеев
Original Assignee
Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова
Тырышкина Лилия Михайловна
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 Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова, Тырышкина Лилия Михайловна filed Critical Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова
Priority to RU94009005A priority Critical patent/RU2129330C1/en
Publication of RU94009005A publication Critical patent/RU94009005A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2129330C1 publication Critical patent/RU2129330C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: converter engineering. SUBSTANCE: voltage converter that functions as off- line DC low-voltage power supply for welding arc during manual arc welding and cutting of metals has input positive and negative leads and output ones, series-connected storage reactor and switch, first and second diodes connected to storage reactor, and control unit. Negative input and output units are interconnected and control unit output is connected to control input of switch. In addition, welding converter is provided with power capacitor, resistor, third diode, second switch, second output negative lead, as well as series- connected on/off switch, voltage divider with automatically and digitally varying division ratio, threshold device, AND gate, and delay circuit. EFFECT: provision for feeding welding transformer from power supplies of different voltage ratings. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника питания сварочной дуги (сварочного аппарата) для ручной дуговой сварки и резки металлов в полевых условиях от автономных источников постоянного тока низкого напряжения, в частности от бортовой электросети автомобиля, трактора, комбайна и т.д., с номинальным напряжение не менее 12 В. The invention relates to electrical engineering, in particular to a conversion technique, and can be used as a power source for the welding arc (welding machine) for manual arc welding and cutting of metals in the field from autonomous low-voltage direct current sources, in particular from the vehicle’s onboard power supply, tractor, combine, etc., with a rated voltage of at least 12 V.

Известен источник питания для импульсно-дуговой сварки, содержащий инвертор, трансформатор, выпрямитель и систему управления силой выходного тока, состоящую из задающего генератора, датчика тока и усилителя сигнала ошибки [1]. A known power source for pulsed arc welding, containing an inverter, transformer, rectifier and a control system for the output current strength, consisting of a master oscillator, current sensor and an error signal amplifier [1].

Недостатком указанного источника питания является наличие трансформатора и сложного управляемого инвертора. The disadvantage of this power source is the presence of a transformer and a complex controlled inverter.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является преобразователь напряжения, содержащий шины питания и выходные шины для подключения электрода и свариваемого изделия, преобразовательный узел, содержащий входную и выходную цепи, причем входная цепь через контактор постоянного тока подключена к шинам питания, а выходная цепь - непосредственно к выходным шинам. Преобразовательный узел выполнен в виде, например, двух трансформаторов на двух сердечниках с тремя первичными и тремя вторичными обмотками. Входная цепь преобразовательного узла образована первичными обмотками трансформатора, соединенными между собой встречно-последовательно, причем к началу первой обмотки через конденсатор подключены начала двух обмоток, а к концу третьей обмотки через другой конденсатор подключены концы первых двух обмоток. Выходная цепь преобразовательного узла образована вторичными обмотками трансформаторов с выпрямленными диодами в обратном включении, соединенными между собой параллельно [2]. Closest to the proposed invention in technical essence (prototype) is a voltage converter containing power buses and output buses for connecting an electrode and a welded product, a converter assembly containing input and output circuits, the input circuit being connected to the power buses through a DC contactor, and output circuit - directly to the output bus. The conversion unit is made in the form, for example, of two transformers on two cores with three primary and three secondary windings. The input circuit of the converter unit is formed by the primary windings of the transformer, interconnected in opposite series, with the beginning of the two windings connected to the beginning of the first winding through the capacitor, and the ends of the first two windings connected to the end of the third winding through the other capacitor. The output circuit of the converter unit is formed by the secondary windings of transformers with rectified diodes in the reverse connection, connected together in parallel [2].

Недостатком указанного преобразователя является то, что выходная мощность преобразователя ограничена насыщением сердечников трансформаторов, входящих в преобразовательный узел, так как эти сердечники перемагничиваются неравными положительными и отрицательными вольт-секундными площадями напряжений; в связи с наличием в преобразовательном узле двух трансформаторов на двух сердечниках с шестью обмотками, а также двух конденсаторов и трех выпрямительных диодов значительно увеличены габариты и масса преобразователя напряжения. Кроме того, преобразователь напряжения рассчитан только на одно номинальное напряжение питания, что ограничивает область его применения, и он не имеет защиты от подачи питающего напряжения с обратной полярностью и защиты источников питания (аккумуляторов) от чрезмерного снижения их напряжения. The disadvantage of this converter is that the output power of the converter is limited by the saturation of the cores of the transformers included in the converter unit, since these cores are magnetized by unequal positive and negative volt-second voltage areas; Due to the presence of two transformers on two cores with six windings, as well as two capacitors and three rectifier diodes, the dimensions and weight of the voltage converter are significantly increased. In addition, the voltage converter is designed for only one rated supply voltage, which limits its scope, and it does not have protection against supplying voltage with reverse polarity and protecting power sources (batteries) from excessive reduction of their voltage.

Сущность изобретения заключается в том, что сварочный преобразователь напряжения, содержащий шины питания и выходные шины для подключения электрода и свариваемого изделия, преобразовательный узел, содержащий входную и первую выходную цепи, причем входная цепь через контактор постоянного тока подключена к шинам питания, а первая выходная цепь - непосредственно к выходным шинам, между не соединенными между собой выводами входной и первой выходной цепи преобразовательного узла введена вторая выходная цепь, причем входная цепь преобразовательного узла образована обмоткой накопительного дросселя, двумя параллельно включенными ключевыми элементами на транзисторах с измерительными шунтами в силовых цепях. Вторая выходная цепь преобразовательного узла образована параллельно включенными конденсаторам, вторым диодом и через первый диод обмоткой накопительного дросселя и предназначена для подключения через соответствующие выходные шины электрода и свариваемого изделия при микросварке. Первая выходная цепь преобразовательного узла предназначена для подключения через соответствующие выходные шины электрода и свариваемого изделия при силовой сварке. Кроме того, введены цепь управления транзисторами ключевых элементов, резисторы которой, подключенные к шине управления, обеспечивают необходимый ток управления ключевым элементам, шина обратной связи, на которую подается информация о токах через ключевые элементы, плата управления, содержащая задающий генератор, вход которого подключен к регулятору частоты, ограничитель тока, триггер, ограничитель выходного напряжения и логическое устройство И, причем ограничитель тока формирует единичный импульс на выходе при достижении тока ключевых элементов пороговой величины. Выход ограничителя тока соединен с одним из выходов триггера, выход задающего генератора подключен к другому входу триггера. Вход ограничителя выходного напряжения подключен к общей точке выходных цепей преобразовательного узла, а его выход - в одному из входов логического устройства И, к другому входу которого подключен выход триггера, выход логического устройства И подключен к шине управления. Дополнительно введено несколько преобразовательных узлов, соединенных параллельно друг с другом по входным и выходным цепям и по цепям управления и обратной связи, выключатель, определители величины и полярности напряжения источника питания и узел задержки. Контактор постоянного тока имеет два управляющих входа, один из которых подключен к выходу определителя полярности напряжения, а другой - к выходу узла задержки. Входы определителей величины и полярности напряжения через выключатель подключены к шинам питания, а выход определителя величины напряжения - к выходу узла задержки. The essence of the invention lies in the fact that the welding voltage converter, containing power buses and output buses for connecting an electrode and a welded product, a converter assembly containing an input and a first output circuit, the input circuit being connected to the power buses through the DC contactor, and the first output circuit - directly to the output buses, between the outputs of the input and the first output circuit of the converter unit not connected to each other, a second output circuit is introduced, the input circuit of the converter The staging assembly is formed by a winding of a storage choke, two key elements connected in parallel on transistors with measuring shunts in power circuits. The second output circuit of the converter unit is formed by parallel-connected capacitors, the second diode and, through the first diode, a winding of the storage choke and is intended to be connected through the corresponding output buses of the electrode and the item being welded during microwelding. The first output circuit of the converter unit is designed to be connected through the corresponding output buses of the electrode and the item being welded during power welding. In addition, a control circuit has been introduced for transistors of key elements, the resistors of which are connected to the control bus and provide the necessary control current for key elements, a feedback bus, to which current information is supplied through the key elements, and a control board containing a master oscillator whose input is connected to frequency regulator, current limiter, trigger, output voltage limiter and logic device AND, and the current limiter generates a single pulse at the output when the current reaches the key s threshold elements. The output of the current limiter is connected to one of the outputs of the trigger, the output of the master oscillator is connected to another input of the trigger. The input of the output voltage limiter is connected to the common point of the output circuits of the converter unit, and its output is connected to one of the inputs of the logical device AND, to the other input of which the output of the trigger is connected, the output of the logical device AND is connected to the control bus. Additionally, several converter units have been introduced, connected in parallel with each other via input and output circuits and along control and feedback circuits, a switch, determinants of the magnitude and polarity of the voltage of the power source, and a delay unit. The DC contactor has two control inputs, one of which is connected to the output of the voltage polarity detector, and the other to the output of the delay unit. The inputs of the determinants of the magnitude and polarity of the voltage through the switch are connected to the power buses, and the output of the determinant of the voltage value is connected to the output of the delay unit.

Техническим результатом является уменьшение габаритов и массы сварочного преобразователя напряжения за счет замены в преобразовательном узле двух трансформаторов с шестью обмотками на накопительный дроссель с одним сердечником и одной обмоткой; обеспечение возможности питания сварочного преобразователя напряжения от источников, имеющих разные номинальные напряжения, минимум два, например, 12 и 24 B; исключение выхода из строя полярных конденсаторов и ключевых элементов на транзисторах при ошибочной полярности подключения сварочного преобразователя напряжения к источнику питания; предотвращение выхода из строя аккумуляторных батарей, используемых в качестве источника питания, при их чрезмерном разряде и понижении напряжения источника питания ниже допустимого предела; применение в одном сварочном преобразователе напряжения двух режимов сварки - силовой при максимальном токе дуги и микросварки при пониженном токе дуги. The technical result is to reduce the size and weight of the welding voltage converter by replacing two transformers with six windings in the converter unit with a storage choke with one core and one winding; enabling power supply of the welding voltage converter from sources having different nominal voltages, at least two, for example, 12 and 24 V; elimination of the failure of polar capacitors and key elements on transistors when the polarity of the connection of the welding voltage converter to the power source is erroneous; prevention of failure of rechargeable batteries used as a power source when they are excessively discharged and the voltage of the power source drops below an acceptable limit; the use of two welding modes in one welding voltage transducer - power at the maximum arc current and microwelding at a reduced arc current.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена электрическая схема сварочного преобразователя напряжения; на фиг.2 - конструкция сварочного преобразователя напряжения; на фиг.3 - временные диаграммы напряжений и токов основных узлов сварочного преобразователя напряжения. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the electric circuit of the welding voltage Converter; figure 2 - design of the welding voltage Converter; figure 3 is a timing diagram of the voltages and currents of the main nodes of the welding voltage Converter.

Сварочный преобразователь напряжения содержит несколько преобразовательных узлов 1.1...1.N, количество которых определяется требуемой мощностью сварочной дуги; на фиг. 2 их показано 10 штук. Преобразовательные узлы своими входными цепями 2, 3 подключены к шинам питания 4, 5 через контактор постоянного тока 6. Первые выходные цепи 7, 3 преобразовательных узлов 1.1.. .1.N подключены к выходным шинам 8, 9, а вторые выходные цепи 7,2 - к выходным шинам 8, 10, при этом электрод и свариваемое изделие подключаются при силовой сварке к выходным шинам 8, 9, а при микросварке - к выходным шинам 8, 10. Один из управляющих входов контактора постоянного тока 6 подключен к выходу определителя полярности напряжения источника питания 11, а другой к выходу узла задержки 12. Входы определителей величины 13 и полярности 11 напряжения источника питания через выключатель 14 подключены к шинам питания 4, 5. Один из выходов определителя величины напряжения 13 подключен к входу узла задержки 12, а другой - к входу стабилизатора напряжения 15, напряжение с которого 16 подается для питания узлов сварочного преобразователя напряжения и на индикатор включения питания 17. Источник питания постоянного тока, например бортовая электросеть автомобиля, трактора, комбайна и т.д., включающая в себя аккумуляторную батарею 18 и генератор 19, подключена к шинам питания 4, 5. The welding voltage converter contains several converter units 1.1 ... 1.N, the number of which is determined by the required power of the welding arc; in FIG. 2 of them are shown 10 pieces. The converter nodes with their input circuits 2, 3 are connected to the power buses 4, 5 through the DC contactor 6. The first output circuits 7, 3 of the converter nodes 1.1 ..1.1.N are connected to the output buses 8, 9, and the second output circuits 7, 2 - to the output buses 8, 10, while the electrode and the item to be welded are connected during power welding to the output buses 8, 9, and when microwelding - to the output buses 8, 10. One of the control inputs of the DC contactor 6 is connected to the output of the polarity detector the voltage of the power source 11, and the other to the output of the rear LCD 12. The inputs of the determinants of the magnitude 13 and polarity 11 of the voltage of the power source through the switch 14 are connected to the power bus 4, 5. One of the outputs of the determinant of the voltage 13 is connected to the input of the delay unit 12, and the other to the input of the voltage regulator 15, the voltage from which 16 is supplied to power the nodes of the welding voltage transducer and to the power-on indicator 17. A DC power source, for example, an on-board power supply network of a car, tractor, combine harvester, etc., including a battery 18 and a gene Rattler 19, connected to power buses 4, 5.

Входная цепь 2, 3 одного из преобразовательных узлов, например 1,1 образована обмоткой накопительного дросселя 20 двумя параллельно включенными ключевыми элементами на транзисторах 21, 22 с измерительными шунтами 23, 24 в силовых цепях. Первая выходная цепь 7, 3 преобразовательного узла 1,1 образована ключевыми элементами на транзисторах 21, 22, измерительными шунтами 23, 24 и первым диодом 25, а вторая выходная цепь 7, 2 - параллельно включенными конденсатором 26, вторым диодом 27 и через первый диод 25 обмоткой накопительного дросселя 20. Транзисторами 28, 29, диодами 30, 31, резисторами 32, 33, 34 и конденсаторами 35, 36 образована цепь управления транзисторами ключевых элементов 21, 22. Эмиттеры транзисторов 28, 29 подключены к базам транзисторов ключевых элементов 21, 22, а базы транзисторов 28, 29 через резисторы 33, 34 - к шине управления 37. Коллекторы транзисторов ключевых элементов 21, 22 и транзисторов 28, 29 соединены вместе и подключены к одному из выводов обмотки накопительного дросселя 20. Резисторами 33, 34 совместно с резистором 32 обеспечивается необходимый ток управления ключевыми элементами 21, 22, а конденсаторами 35, 36, включенными параллельно резисторами 33, 34, и диодами 30, 31 форсируется процесс их открывания и запирания. Информация о токах через ключевые элементы в виде напряжения снимается с эмиттерно-базовых переходов транзисторов ключевых элементов 21, 22 и измерительных шунтов 23, 24 и через диоды 38, 39 подается на шину обратной связи 40. The input circuit 2, 3 of one of the converter nodes, for example 1.1, is formed by the winding of the accumulator choke 20 with two key elements connected in parallel on transistors 21, 22 with measuring shunts 23, 24 in the power circuits. The first output circuit 7, 3 of the converter unit 1.1 is formed by key elements on transistors 21, 22, measuring shunts 23, 24 and the first diode 25, and the second output circuit 7, 2 is connected in parallel by a capacitor 26, the second diode 27 and through the first diode 25 by the winding of the storage choke 20. Transistors 28, 29, diodes 30, 31, resistors 32, 33, 34 and capacitors 35, 36 form a control circuit for the transistors of the key elements 21, 22. The emitters of the transistors 28, 29 are connected to the transistor bases of the key elements 21, 22, and the base of transistors 28, 29 through resistors 33, 34 to the control bus 37. The collectors of the transistors of the key elements 21, 22 and transistors 28, 29 are connected together and connected to one of the terminals of the winding of the storage inductor 20. Resistors 33, 34 together with the resistor 32 provide the necessary control current for the key elements 21 , 22, and capacitors 35, 36 connected in parallel with resistors 33, 34, and diodes 30, 31, the process of opening and locking them is forced. Information about the currents through the key elements in the form of voltage is removed from the emitter-base junctions of the transistors of the key elements 21, 22 and measuring shunts 23, 24 and through the diodes 38, 39 is fed to the feedback bus 40.

Задающим генератором 41, регулятором частоты 42, ограничителем тока 43, триггером 44, логическим устройством И 45, ограничителем выходного напряжения 46 и ограничителем температуры 47 со световым индикатором 48 образована плата управления одновременно всеми преобразовательными узлами 49 (на фиг. 1 не показана), при этом вход задающего генератора 41 подключен к регулятору частоты 42, выход ограничителя тока 43 соединен с одним из выходов триггера 44, выход задающего генератора 41 подключен к другому входу триггера 44, выход триггера 44 подключен к одному из входов логического устройства И 45, к другому входу которого подключен выход ограничителя выходного напряжения 46. Вход ограничителя тока 43 подключен к шине обратной связи 40, вход ограничителя выходного напряжения 46 - к общей точке 7 выходных цепей преобразовательного узла 1.1, а выход логического узла И 45 - к шине управления 37. К шине управления 37 также подключен выход ограничителя температуры 47. A master oscillator 41, a frequency regulator 42, a current limiter 43, a trigger 44, a logic device AND 45, an output voltage limiter 46 and a temperature limiter 47 with a light indicator 48 form a control board for all converter units 49 at the same time (not shown in Fig. 1), when this input of the master oscillator 41 is connected to the frequency controller 42, the output of the current limiter 43 is connected to one of the outputs of the trigger 44, the output of the master oscillator 41 is connected to another input of the trigger 44, the output of the trigger 44 is connected to one and the inputs of the logical device AND 45, to the other input of which the output of the output voltage limiter 46 is connected. The input of the current limiter 43 is connected to the feedback bus 40, the input of the output voltage limiter 46 is connected to the common point 7 of the output circuits of the converter unit 1.1, and the output of the logical unit And 45 - to the control bus 37. The output of the temperature limiter 47 is also connected to the control bus 37.

На фиг. 2 обозначено: 49 - плата управления, 50, 51 - передняя и задняя панели сварочного преобразователя напряжения, 52 - дно преобразователя. In FIG. 2 is indicated: 49 - control board, 50, 51 - front and rear panels of the welding voltage converter, 52 - the bottom of the converter.

На фиг.3 обозначено: 53 - импульсы напряжения на выходе задающего генератора 41, 54 - напряжение на шине управления 37, 55 - напряжение между коллектором и эмиттером транзисторов ключевых элементов 21, 22, 56 - пороговое значение тока через транзисторы ключевых элементов 21, 22, 57 - текущее значение тока через транзисторы ключевых элементов 21, 22, 58 - напряжение на выходных шинах 8, 9. Figure 3 indicates: 53 - voltage pulses at the output of the master oscillator 41, 54 - voltage on the control bus 37, 55 - voltage between the collector and emitter of transistors of the key elements 21, 22, 56 - threshold current value through transistors of the key elements 21, 22 , 57 - current value of the current through the transistors of the key elements 21, 22, 58 - voltage on the output buses 8, 9.

Сварочный преобразователь напряжения работает следующим образом (фиг.1, 2 и 3). С помощью электрокабелей к шинам питания 4, 5, расположенным на передней панели 50, подключается источник питания, например бортовая электросеть автомобиля, а к выходным шинам 8, 9 (силовая сварка) или 8, 10 (микросварка) подключаются электрод и свариваемое изделие. После включения выключателя 14 определитель полярности напряжения источника питания 11 выдает один из разрешающих сигналов на включение контактора постоянного тока 6 при правильной полярности подключения источника питания. Второй разрешающий сигнал поступает с определителя напряжения источника питания 13 через узел задержки 12 при превышении напряжения питания допускаемого предела. При наличии двух разрешающих сигналов на управляющих входах контактор постоянного тока 6 включается, и тем самым подается напряжение с источника питания на входные цепи 2, 3 всех преобразовательных узлов 1.1...1.N и через стабилизатор 13 на плату управления 49. Welding voltage Converter operates as follows (Fig.1, 2 and 3). Using power cables, a power source, for example, a vehicle electrical system, is connected to power buses 4, 5 located on the front panel 50, and an electrode and a welded product are connected to output buses 8, 9 (power welding) or 8, 10 (microwelding). After turning on the switch 14, the polarity determiner of the voltage of the power source 11 gives one of the enable signals to turn on the DC contactor 6 with the correct polarity of the power source. The second enable signal comes from the determinant of the voltage of the power source 13 through the delay unit 12 when the supply voltage exceeds the permissible limit. If there are two enable signals at the control inputs, the DC contactor 6 is turned on, and thereby the voltage is supplied from the power source to the input circuits 2, 3 of all converter nodes 1.1 ... 1.N and through the stabilizer 13 to the control board 49.

При поступлении на плату управления 49 напряжения питания на выходе ограничителя тока 43 устанавливается низкий уровень напряжения (0), а на выходах ограничителя выходного напряжения 46 и ограничителя температуры 47 - высокий уровень напряжения (1), и происходит запуск задающего генератора 41. В момент времени t1 задающий генератор 41 выдает импульс напряжения 53, который поступает на вход триггера 44 и устанавливает на его выходе высокий уровень напряжения (1). Одновременное поступление на входы логического устройства И 45 высоких уровней напряжений вызывает появление на его выходе также высокого уровня напряжения (1) 54, который подает на шину управления 37 и далее в цепи управления транзисторами ключевых элементов всех преобразовательных узлов, благодаря чему транзисторы ключевых элементов 21, 22 открываются. Че рез обмотку накопительного дросселя 20, открытые транзисторы ключевых элементов 21, 22 и измерительные шунты 23, 24 каждого преобразовательного узла начинают течь точки 57, нарастая практически по линейному закону. Одновременно информация об этих точках по ширине обратной связи 40 подается на вход ограничителя тока 46.Upon receipt of a supply voltage on the control board 49, a low voltage level (0) is set at the output of the current limiter 43, and a high voltage level (1) is established at the outputs of the output voltage limiter 46 and temperature limiter 47, and the master oscillator 41 is started. t 1 the master oscillator 41 generates a voltage pulse 53, which is fed to the input of the trigger 44 and sets the high voltage level (1) at its output. The simultaneous receipt of high voltage levels at the inputs of the logic device AND 45 causes a high voltage level (1) 54 to appear at its output, which feeds to the control bus 37 and then into the control circuit of the transistors the key elements of all the converter nodes, due to which the transistors of the key elements 21, 22 open. Through the winding of the accumulating inductor 20, the open transistors of the key elements 21, 22 and the measuring shunts 23, 24 of each converter unit begin to flow at point 57, increasing almost according to a linear law. At the same time, information about these points along the width of feedback 40 is supplied to the input of the current limiter 46.

В момент времени t2, когда протекающий через любой из транзистров ключевых элементов 21, 22 любого преобразовательного узла ток 57 достигает порогового значения 56, на выходе ограничителя тока 43 устанавливается высокий уровень напряжения (1), что приводит к установлению низкого уровня напряжения 54 на выходе логического устройства И 45 и, в конечном счете, к закрытию транзисторов ключевых элементов 21, 22 и прекращению протекания токов 57 через них. Однако ток в обмотке накопительного дросселя 20, являющегося индуктивным элементом, в силу накопленной в его магнитном поле энергии продолжает течь, но уже по другой цепи. В случае отсутствия сварочной дуги как силовой сварки, так и микровсварки (холостой ход) эту цепь составляют обмотка накопительного дросселя 20, первый диод 25 и конденсатор 26. При этом будет происходить передача энергии из накопительного дросселя 20 в конденсатор 26 с одновременным уменьшением тока в обмотке дросселя 20 и увеличением напряжения на конденсаторе 26 и, следовательно, на выходных шинах 8, 10 (микросварка). В тоже время напряжение на выходных шинах 8, 9 (силовая сварка) представляет собой сумму напряжения на конденсаторе 26 и напряжения источника питания.At time t 2 , when the current 57 flowing through any of the transistors of the key elements 21, 22 of any converter unit reaches a threshold value 56, a high voltage level (1) is established at the output of the current limiter 43, which leads to a low voltage level 54 at the output logical device And 45 and, ultimately, to close the transistors of the key elements 21, 22 and stop the flow of currents 57 through them. However, the current in the winding of the storage inductor 20, which is an inductive element, continues to flow due to the energy stored in its magnetic field, but through a different circuit. In the absence of a welding arc of both power welding and micro-welding (idling), this circuit is made up of the accumulator inductor 20, the first diode 25 and capacitor 26. In this case, energy will be transferred from the accumulator inductor 20 to the capacitor 26 with a simultaneous decrease in the current in the winding throttle 20 and an increase in voltage across the capacitor 26 and, therefore, on the output buses 8, 10 (microwelding). At the same time, the voltage at the output buses 8, 9 (power welding) is the sum of the voltage across the capacitor 26 and the voltage of the power source.

В момент времени t3 задающий генератор 41 выдает следующий импульс напряжения 53, вследствие чего транзисторы ключевых элементов 21, 22 вновь открываются и вновь повторяется процесс накопления энергии в накопительном дросселе 20 с последующей передачей энергии в конденсатор 26, что приводит к дальнейшему росту напряжения на этом конденсаторе и, следовательно, на выходных шинах 8, 9 и 8, 10. Процесс заряда конденсатора 26 повторяется до тех пор, пока напряжение на выходных шинах 8, 9 не достигнет порогового значения, задаваемого ограничителем напряжения 46. В это момент на выходе ограничителя напряжения 46 установится низкий уровень напряжения (0), что приводит, в конечном итоге, к запиранию транзисторов ключевых элементов 21, 22 и прекращению роста напряжения на конденсаторе 26. В результате на выходных шинах 8, 9 и 9, 10 устанавливаются напряжения холостого хода, достаточные для возбуждения сварочной дуги силовой сварки или микросварки. При возбуждении сварочной дуги конденсатор 26 будет не только заряжаться, но и разряжаться на соответствующую сварочную дугу, что приводит к установлению как на самом конденсаторе, так и на выходных шинах 8, 9 пульсирующего напряжения 58.At time t 3, the master oscillator 41 generates the next voltage pulse 53, as a result of which the transistors of the key elements 21, 22 re-open and the process of energy storage in the storage choke 20 is repeated, followed by the transfer of energy to the capacitor 26, which leads to a further increase in voltage on this capacitor and, therefore, on the output buses 8, 9 and 8, 10. The process of charging the capacitor 26 is repeated until the voltage on the output buses 8, 9 reaches the threshold value specified by the voltage limiter 46. At this moment, the output of the voltage limiter 46 is set to a low voltage level (0), which ultimately leads to the locking of the transistors of the key elements 21, 22 and the cessation of voltage growth on the capacitor 26. As a result, on the output buses 8, 9 and 9, 10, open-circuit voltages sufficient to excite the welding arc of power welding or micro-welding are set. When the welding arc is excited, the capacitor 26 will not only be charged, but also discharged to the corresponding welding arc, which leads to the establishment of a pulsating voltage 58 both on the capacitor itself and on the output buses 8, 9.

Регулирование тока сварки осуществляется регулятором частоты 42 путем изменения частоты выдачи импульсов напряжения 53, что приводит к изменению среднего значения пульсирующего напряжения на выходных шинах 8, 9 и 8, 10 и, как следствие, к изменению тока сварочной дуги. The welding current is regulated by the frequency controller 42 by changing the frequency of the output of voltage pulses 53, which leads to a change in the average value of the ripple voltage on the output buses 8, 9 and 8, 10 and, as a result, to a change in the current of the welding arc.

При длительном процессе сварки наиболее нагруженные элементы сварочного преобразователя напряжения могут нагреваться до температуры сверх допустимой. При установлении температуры выше допустимой срабатывает ограничитель температуры 47, на его выходе устанавливается низкий уровень напряжения (0), который поступает на шину управления 37, что приводит в результате к запиранию транзисторов ключевых элементов 21, 22 и прекращению процесса сварки. Одновременно индикатором 48 подается световой сигнал о превышении температуры. During a long welding process, the most loaded elements of the welding voltage converter can be heated to a temperature in excess of the permissible value. When the temperature is set above the permissible temperature limiter 47 is activated, a low voltage level (0) is set at its output, which is supplied to the control bus 37, which results in the locking of transistors of key elements 21, 22 and the termination of the welding process. At the same time, an indicator light 48 indicates a temperature excess.

При уменьшении напряжения источника питания ниже допустимого предела срабатывает определитель величины напряжения 13, сигнал на его выходе исчезает, исчезает сигнал и на выходе узла задержки 12, но с некоторым запаздыванием, что исключает реагирование на случайные кратковременные понижения напряжения источника питания. Исчезновение сигнала на выходе узла задержки 12 означает исчезновение второго разрешающего сигнала на управляющем входе контактора постоянного тока 6, что приводит к выключению последнего и, следовательно, к отключению от источника питания преобразовательных узлов 1.1. . . 1. N и платы управления 49, и, в конечном счете, к предотвращению процесса сварки. When the voltage of the power source decreases below the allowable limit, the voltage value determiner 13 is triggered, the signal at its output disappears, the signal disappears at the output of the delay unit 12, but with some delay, which eliminates the reaction to random short-term voltage drops of the power source. The disappearance of the signal at the output of the delay node 12 means the disappearance of the second enable signal at the control input of the DC contactor 6, which leads to the shutdown of the latter and, consequently, to the disconnection of the converter nodes 1.1 from the power source. . . 1. N and control board 49, and ultimately to prevent the welding process.

Заявляемый сварочный преобразователь напряжения позволяет создать малогабаритный и недорогой сварочный аппарат для ручной сварки и резки металлов при проведении ремонтных сварочных работ в полевых и дорожных условиях, так как не требует централизованного источника электроэнергии. The inventive welding voltage converter allows you to create a small-sized and inexpensive welding machine for manual welding and cutting of metals during repair welding in field and road conditions, since it does not require a centralized source of electricity.

Источники информации
1. 62-192264, Изобретения стран мира - 1989, N 2
2. 1571731 A1, 15.06.90.
Sources of information
1. 62-192264, Inventions of the world - 1989, N 2
2.1571731 A1, 06.15.90.

Claims (1)

Сварочный преобразователь напряжения, содержащий шины питания и выходные шины для подключения электрода и свариваемого изделия, преобразовательный узел, содержащий входную и первую выходную цепи, причем входная цепь через контактор постоянного тока подключена к шинам питания, а первая выходная цепь - непосредственно к выходным шинам, отличающийся тем, что в преобразовательный узел между не соединенными между собой выводами входной и первой выходной цепи преобразовательного узла введена вторая выходная цепь, причем входная цепь преобразовательного узла образована обмоткой накопительного дросселя, двумя параллельно включенными ключевыми элементами на транзисторах с измерительными шунтами в силовых цепях, вторая выходная цепь преобразовательного узла образована параллельно включенными конденсатором, вторым диодом и через первый диод обмоткой накопительного дросселя и предназначена для подключения через соответствующие выходные шины электрода и свариваемого изделия при микросварке, первая выходная цепь преобразовательного узла предназначена для подключения через соответствующие выходные шины электрода и свариваемого изделия при силовой сварке, кроме того, введены цепь управления транзисторами ключевых элементов, резисторы которой, подключенные к шине управления, обеспечивают необходимый ток управления ключевым элементам, шина обратной связи, на которую подается информация о токах через ключевые элементы, плата управления, содержащая задающий генератор, вход которого подключен к регулятору частоты, ограничитель тока, триггер, ограничитель выходного напряжения и логическое устройство И, причем ограничитель тока формирует единичный импульс на выходе при достижении тока ключевых элементов пороговой величины, выход ограничителя тока соединен с одним из входов триггера, выход задающего генератора подключен к другому входу триггера, вход ограничителя выходного напряжения подключен к общей точке выходных цепей преобразовательного узла, а его выход - к одному из входов логического устройства И, к другому входу которого подключен выход триггера, выход логического устройства И подключен к шине управления, дополнительно введено несколько преобразовательных узлов, соединенных параллельно друг с другом по входным и выходным цепям и по цепям управления и обратной связи, выключатель, определители величины и полярности напряжения источника питания и узел задержки, причем контактор постоянного тока имеет два управляющих входа, один из которых подключен к выходу определителя полярности напряжения, а другой - к выходу узла задержки, входы определителей величины и полярности напряжения через выключатель подключены к шинам питания, а выход определителя величины напряжения - к входу узла задержки. A welding voltage converter comprising power buses and output buses for connecting an electrode and a welded product, a converter assembly comprising an input and a first output circuit, the input circuit being connected to the power buses through the DC contactor, and the first output circuit directly to the output buses, characterized the fact that the second output circuit is introduced into the converter unit between the outputs of the input and the first output circuit of the converter unit and the input circuit is converted The primary node is formed by a winding of the storage inductor, two key elements connected in parallel on transistors with measuring shunts in the power circuits, the second output circuit of the converter assembly is formed by the capacitor, the second diode and the first diode by the winding of the accumulating inductor in parallel, and is designed to connect through the corresponding output busbars of the electrode and the welded product during microwelding, the first output circuit of the converter unit is designed to connect h cutting the corresponding output buses of the electrode and the product being welded during power welding, in addition, a control circuit for transistors of key elements has been introduced, the resistors of which are connected to the control bus provide the necessary control current for key elements, a feedback bus to which current information is supplied through the key elements , a control board containing a master oscillator, the input of which is connected to a frequency controller, a current limiter, a trigger, an output voltage limiter, and a logic device whereby the current limiter generates a single pulse at the output when the current of the key elements of the threshold value is reached, the current limiter output is connected to one of the trigger inputs, the output of the master oscillator is connected to the other trigger input, the output voltage limiter input is connected to the common point of the output circuits of the converter unit, and output - to one of the inputs of the logical device AND, to the other input of which the trigger output is connected, the output of the logical device AND is connected to the control bus, is additionally entered several converter nodes connected in parallel with each other through input and output circuits and along control and feedback circuits, a switch, determinants of the magnitude and polarity of the voltage of the power source and a delay unit, and the DC contactor has two control inputs, one of which is connected to the output voltage polarity determiner, and the other to the output of the delay node, the inputs of the voltage magnitude and polarity determiners through the switch are connected to the power buses, and the output of the voltage magnitude determiner eniya - delay to the input node.
RU94009005A 1994-03-15 1994-03-15 Welding voltage converter RU2129330C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009005A RU2129330C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Welding voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009005A RU2129330C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Welding voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94009005A RU94009005A (en) 1995-10-27
RU2129330C1 true RU2129330C1 (en) 1999-04-20

Family

ID=20153543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94009005A RU2129330C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Welding voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129330C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001028730A1 (en) * 1999-06-18 2001-04-26 Anatoly Pavlovich Budenny Method for excitation of an electric arc and devices therefor
RU2495734C1 (en) * 2009-09-10 2013-10-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Method and device for power conversion, and welding set

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001028730A1 (en) * 1999-06-18 2001-04-26 Anatoly Pavlovich Budenny Method for excitation of an electric arc and devices therefor
EA003341B1 (en) * 1999-06-18 2003-04-24 Анатолий Павлович Буденный Method for excitation of an electric arc and devices therefor
RU2495734C1 (en) * 2009-09-10 2013-10-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Method and device for power conversion, and welding set

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6587356B2 (en) Start-up circuit and control for high power isolated boost DC/DC converters
US7800346B2 (en) Device and method for equalizing charges of series-connected energy stores
CA2390551C (en) Modular battery charge equalizers and method of control
US4554500A (en) Battery charging apparatus and method
US5821730A (en) Low cost battery sensing technique
US6057666A (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
US4316242A (en) Wide input range, transient-immune regulated flyback switching power supply
WO1989008343A1 (en) Battery charger
CA2097787A1 (en) Electric system for an electric vehicle
US4070699A (en) Charging circuits using controlled magnetic fields
US5014176A (en) Switching converter with spike limiting circuit
US6225781B1 (en) System for charging capacitors connected in series
EP1025632B1 (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
EP0383383A1 (en) Power-supply circuit
JP2001286072A (en) Device making voltage uniform
US5420497A (en) Direct current power unit having main and secondary direct current power supplies
RU2129330C1 (en) Welding voltage converter
US5036450A (en) Spike limiting circuit
US5515256A (en) Self exciting type switching power supply circuit
JP2737069B2 (en) Switching power supply
JPH02246772A (en) Power source circuit
JPH0357694B2 (en)
US11356026B2 (en) Electrical system and method for protecting a DC/DC converter
GB1564691A (en) Dual voltage battery powered electric systems
SU1157639A1 (en) Voltage regulator for synchronous generators