RU2138843C1 - Electric arc process voltage control device - Google Patents
Electric arc process voltage control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138843C1 RU2138843C1 RU98102807A RU98102807A RU2138843C1 RU 2138843 C1 RU2138843 C1 RU 2138843C1 RU 98102807 A RU98102807 A RU 98102807A RU 98102807 A RU98102807 A RU 98102807A RU 2138843 C1 RU2138843 C1 RU 2138843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- terminal
- terminals
- voltage source
- conclusions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах регулирования электрических характеристик дуги в электросварке, плазменных процессах, газоразрядных приборах, включая источники света, и других отраслях. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in systems for regulating the electrical characteristics of an arc in electric welding, plasma processes, gas-discharge devices, including light sources, and other industries.
Известен высоковольтный стабилизированный источник напряжения постоянного тока, включающий трансформатор, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а выход - с клеммами для подключения нагрузки, дроссель, подключенный к выводу первичной обмотки трансформатора, и другие электрические элементы [1]. Known high-voltage stabilized DC voltage source, including a transformer, the input of which is connected to the secondary winding of the transformer, and the output is connected to the terminals for connecting the load, the inductor connected to the output of the primary winding of the transformer, and other electrical elements [1].
Решая задачу повышения надежности, известное устройство отличается значительной сложностью, а область его применения ограничена высоковольтной аппаратурой, что не позволяет применить его, например, в сварочной технике. Solving the problem of improving reliability, the known device is of considerable complexity, and its scope is limited to high-voltage equipment, which does not allow its use, for example, in welding equipment.
Устройства для регулирования напряжения в электродуговых процессах занимают особое место в области сварки. Devices for regulating voltage in electric arc processes occupy a special place in the field of welding.
Известны однофазные сварочные выпрямители, в конструкции которых используются различные схемы регулировки рабочего напряжения [2]. Из них следует отметить выпрямитель, включающий два связанных между собой источника питания: основной и вспомогательный, индуктивность на выходе вспомогательного источника питания и тиристорный регулятор для плавной настройки источника питания. Known single-phase welding rectifiers, the design of which uses various schemes for adjusting the operating voltage [2]. Of these, a rectifier should be noted, including two interconnected power sources: the main and auxiliary, inductance at the output of the auxiliary power source and a thyristor regulator for smooth adjustment of the power source.
Данное устройство было практически реализовано и испытано. Испытания показали, что включение выпрямителя в сеть вызывает ее перегрузку, а качество сварки является недостаточно высоким и очень сильно зависит от качества электродов. Более того, применение выпрямителя ограничено областью сварки. This device has been practically implemented and tested. Tests have shown that the inclusion of a rectifier in the network causes its overload, and the welding quality is not high enough and very much depends on the quality of the electrodes. Moreover, the use of the rectifier is limited to the area of welding.
Также известно устройство для регулирования напряжения при электродуговой сварке, содержащее источник переменного напряжения, связанный с выпрямителем, два последовательно соединенных конденсатора и два дросселя, один из которых связан с общей точкой конденсаторов, при этом последние подключены к выводам выпрямителя и связаны с нагрузкой, один - непосредственно, а другой - через второй дроссель [3]. Устройство примечательно тем, что может быть использовано не только в сварке, но также, вообще, в системах регулирования электрических характеристик дуги. It is also known a device for regulating voltage during electric arc welding, containing an AC voltage source connected to the rectifier, two series-connected capacitors and two chokes, one of which is connected to the common point of the capacitors, the latter connected to the terminals of the rectifier and connected to the load, one directly, and the other through the second throttle [3]. The device is noteworthy in that it can be used not only in welding, but also, in general, in systems for regulating the electrical characteristics of the arc.
К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость смены параметров дросселя и конденсаторов при изменении сварочного тока в широких пределах, например, от 40 А до 400 А и нестабильность напряжения зажигания при регулировке рабочего тока. Кроме этого, при уменьшении рабочего тока, достигаемого снижением подводимого к выпрямителю напряжения, происходит уменьшение напряжение зажигания, иногда оказывающееся недостаточным для устойчивого процесса зажигания или горения дуги. При больших значениях тока (например, в сварке на токах более 300 А) напряжение зажигания становится избыточным, что влечет за собой увеличение опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала. The disadvantages of this device include the need to change the parameters of the inductor and capacitors when the welding current changes over a wide range, for example, from 40 A to 400 A and the instability of the ignition voltage when adjusting the operating current. In addition, with a decrease in the operating current achieved by reducing the voltage supplied to the rectifier, a decrease in the ignition voltage occurs, which sometimes turns out to be insufficient for a stable process of ignition or arc burning. At high current values (for example, in welding at currents of more than 300 A), the ignition voltage becomes excessive, which entails an increase in the risk of electric shock to maintenance personnel.
Задачей, решаемой изобретением является повышение надежности и безопасности работы, а также расширение технологических возможностей известного устройства. The problem solved by the invention is to increase the reliability and safety of work, as well as expanding the technological capabilities of the known device.
Техническим результатом будет повышение безопасности и стабильности электродуговых процессов при регулировке величины рабочего тока в электросварке, создании и поддерживании процесса горении плазмы, газоразрядных процессах и т. д. The technical result will be to increase the safety and stability of electric arc processes when adjusting the magnitude of the operating current in electric welding, creating and maintaining the plasma combustion process, gas-discharge processes, etc.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве для регулирования напряжения в электродуговых процессах, содержащее источник переменного напряжения, соединенный посредством выводов с выпрямителем, батарею из по меньшей мере одной пары последовательно соединенных конденсаторов и по меньшей мере два дросселя, из которых второй и каждый последующий соединены с общими точками соответствующей пары конденсаторов, при этом последние подключены к выводам выпрямителя и соединены с нагрузкой, один из пары - непосредственно, а другой - через первый дроссель, источник переменного напряжения выполнен с тремя группами выводов, из которых выводы первой группы - общие, выводы второй группы - выводы минимального напряжения, выводы третьей группы - выводы рабочего напряжения, при этом устройство снабжено по меньшей мере одним регулирующим трансформатором, причем у каждого из регулирующих трансформаторов первый вывод первичной обмотки соединен с одним из выводов минимального напряжения источника переменного напряжения, а второй вывод первичной обмотки - с одним из выводов рабочего напряжения, а первый вывод вторичной обмотки каждого из регулирующих трансформаторов через второй или каждый последующий дроссель - с общей точкой соответствующей пары конденсаторов, а второй вывод вторичных обмоток - со вторым выводом первичной обмотки соответственно каждого из регулирующих трансформаторов. To solve the problem in a known device for regulating voltage in electric arc processes, containing an AC voltage source connected via leads to a rectifier, a battery of at least one pair of series-connected capacitors and at least two chokes, of which the second and each subsequent are connected to common points of the corresponding pair of capacitors, the latter being connected to the terminals of the rectifier and connected to the load, one of the pair is directly, and the other is cut the first inductor, the AC voltage source is made with three groups of conclusions, of which the conclusions of the first group are general, the conclusions of the second group are the conclusions of the minimum voltage, the conclusions of the third group are the conclusions of the operating voltage, and the device is equipped with at least one control transformer, and of each of the control transformers, the first terminal of the primary winding is connected to one of the terminals of the minimum voltage of the AC voltage source, and the second terminal of the primary winding is connected to one of the terminals voltage, and the first terminal of the secondary winding of each of the control transformers through the second or each subsequent inductor with a common point of the corresponding pair of capacitors, and the second terminal of the secondary windings with the second terminal of the primary winding of each of the control transformers, respectively.
Кроме этого выводы рабочего напряжения источника переменного напряжения снабжены по меньшей мере одним переключателем, выполненным с возможностью плавного и/или ступенчатого регулирования напряжения; источник переменного напряжения выполнен в виде по меньшей мере одного трансформатора; источник переменного напряжения выполнен в виде по меньшей мере одного генератора; источник переменного напряжения выполнен одно- или многофазным. In addition, the conclusions of the operating voltage of the AC voltage source are provided with at least one switch configured to smoothly and / or stepwise control the voltage; the AC voltage source is made in the form of at least one transformer; the AC voltage source is made in the form of at least one generator; the AC voltage source is single or multiphase.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана электрическая схема устройства для регулирования напряжения в электродуговых процессах с однофазным источником переменного напряжения; на фиг.2 и фиг.3 -то же самое с двух - и трехфазным источником переменного напряжения; на фиг.4 показаны кривые изменения напряжения U во времени t в зависимости от технологических режимов на нагрузке. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an electrical diagram of a device for controlling voltage in electric arc processes with a single-phase AC voltage source; figure 2 and figure 3 is the same with a two - and three-phase source of alternating voltage; figure 4 shows the curves of the voltage U in time t depending on the technological conditions at the load.
Устройство для регулирования напряжения в электродуговых процессах содержит источник переменного напряжения 1, соединенный посредством выводов с выпрямителем 2, батарею из по меньшей мере одной пары последовательно соединенных конденсаторов 3 и 4 и по меньшей мере два дросселя 5 и 6. Второй дроссель 6 соединен с общей точкой 7 конденсаторов 3 и 4, при этом последние подключены к выводам выпрямителя 2 и соединены с нагрузкой 8 - конденсатор 3 - непосредственно, а конденсатор 4 - через первый дроссель 5. Источник, переменного напряжения 1 выполнен с тремя группами выводов 9, 10 и 11, из которых выводы первой группы - общие 9, выводы второй группы - выводы минимального напряжения 10, которые определяют напряжение холостого хода, выбираемое исходя из его оптимального значения, с учетом требований техники безопасности и экономической целесообразности, а выводы третьей группы - выводы рабочего напряжения 11, при этом устройство снабжено по меньшей мере одним регулирующим трансформатором 12, причем у каждого из регулирующих трансформаторов первый вывод 13 первичной обмотки 14 соединен с одним из выводов минимального напряжения 10 источника переменного напряжения 1, а второй вывод 15 первичной обмотки 14 - с одним из выводов рабочего напряжения 11, а первый вывод 16 вторичной обмотки 17 через второй 6 или каждый последующий дроссель - с общей точкой 7 конденсаторов 3 и 4 или других, а второй вывод 18 вторичной обмотки 17 - со вторым выводом 15 первичной обмотки 14 соответственно каждого из регулирующих трансформаторов 12 и одним из выводов рабочего напряжения 11, который, в свою очередь снабжен или может быть снабжен переключателем 19, выполненным с возможностью плавного (например, тиристорное [2]) или ступенчатого ( отводы от витков вторичной обмотки 20 трансформатора 21 ), или плавно - ступенчатого регулирования напряжения. A device for controlling voltage in electric arc processes comprises an AC voltage source 1, connected via leads to a
Источник переменного напряжения 1 может быть выполнен в виде одного 21 или нескольких 23 и 24 генераторов, а также может быть выполнен одно - (фиг. 1) или многофазным (фиг.2 и 3). Кроме этого варианты выполнения источника переменного напряжения 1 могут включать, например, два трансформатора с общим сердечником, или один трехфазный трансформатор с раздельными сердечниками, или любые другие сочетания, ограничением в выборе которых может быть лишь экономическая целесообразность и массогабаритные характеристики. The AC voltage source 1 can be made in the form of one 21 or several 23 and 24 generators, and can also be made one - (Fig. 1) or multiphase (Fig. 2 and 3). In addition, embodiments of an AC voltage source 1 may include, for example, two transformers with a common core, or one three-phase transformer with separate cores, or any other combination, the choice of which can be limited only by economic feasibility and weight and size characteristics.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Исходное переменное напряжение, величина которого соответствует напряжению горения дуги, снимаемое с общего вывода 9 и вывода рабочего напряжения 11 источника переменного напряжения 1 подается на входы выпрямителя 2. Напряжение с вывода минимального напряжения 10 и вывода рабочего напряжения 11 источника питания 1 подается на первичную обмотку 14 регулирующего трансформатора 12. Со вторичной обмотки 17 напряжение поступает через второй дроссель 6 на общую точку 7 конденсаторов 3 и 4 и на вывод рабочего напряжения 11 источника переменного напряжения 1, благодаря чему напряжение обмотки 17 алгебраически складывается с рабочим напряжением и, в зависимости от фазировки первичной 14 и вторичной 17 обмоток регулирующего трансформатора 12, увеличивается или остается постоянным. Постоянство напряжения на вторичной обмотке 17 обеспечивается за счет режима вычитания при изменении напряжения на выводе рабочего напряжения 11 (например, при регулировке сварочного тока), следствием чего является постоянное напряжение зажигания дуги. The initial alternating voltage, the value of which corresponds to the arc burning voltage, taken from the
Соотношение витков первичной 14 и вторичной 17 обмоток регулирующего трансформатора 12 позволяет обеспечить некоторое увеличение напряжения зажигания или его снижение при увеличении или снижении тока дуги, величина которого определяется технологическими требованиями к условиям протекания электродугового процесса. Кроме этого, подбором величины параметров второго дросселя 6, можно установить требуемую величину заряда-разряда конденсаторов 3 и 4 и, в совокупности с регулирующим трансформатором 12, обеспечить постоянство или изменение по выбранному заранее закону величины напряжения холостого хода источника переменного напряжения 1 и крутизну падающей характеристики. The ratio of the turns of the primary 14 and secondary 17 windings of the
Следует отметить случай, когда один из переключателей 19 напряжения установлен в положение, когда общее напряжение, подаваемое на первичную обмотку 14 одного из регулирующих трансформаторов 12 равно нулю или столь мало, что не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на общий процесс протекания дугового процесса - см. фиг. 2. В этом случае регулировка параметров электродугового процесса будет происходить за счет одного регулирующего трансформатора 12, а в общем схема будет просто неэкономичной. Такую ситуацию следует рассматривать как исключение из общего правила. It should be noted that one of the
Проиллюстрируем технологические параметры работы устройства на примере ручной электродуговой сварки плавящимся электродом по схеме фиг. 1 как наиболее типичным. We illustrate the technological parameters of the device using the example of manual arc welding with a consumable electrode according to the scheme of FIG. 1 as the most typical.
Напряжение на входе источника питания 1 Uсети = 220 В. Напряжение на выходе источника питания 1 будет равно: на выводах 9-10 - U9-10 = 23 В; на выводах 9-11 - U9-11 = 23 -35 В; соответственно напряжение на выводах 10-11 изменяется в пределах U10-11 = 0-12 В с интервалом регулировки Δ U = 2 В. Напряжение холостого хода и напряжение зажигания равны Uхх= Uзаж = 65 В.The voltage at the input of the power source 1 U network = 220 V. The voltage at the output of the power source 1 will be equal to: at the terminals 9-10 - U 9-10 = 23 V; on the terminals 9-11 - U 9-11 = 23 -35 V; accordingly, the voltage at terminals 10-11 varies within U 10-11 = 0-12 V with an adjustment interval Δ U = 2 V. The open circuit voltage and the ignition voltage are U xx = U zh = 65 V.
Ток сварки зависит от требований технологического процесса и выбирается в пределах Jсв. = 80-350 A, a напряжение сварки Uсв. связано с током сварки Jсв. следующим соотношением:
Uсв. = 20 + 0,4 Jсв.The welding current depends on the requirements of the process and is selected within J St. = 80-350 A, a welding voltage U St. connected with the welding current J St. the following relation:
U St. = 20 + 0.4 J sv
В рамках вышеприведенных параметров процесс сварки отличается стабильностью, экономичностью и безопасностью. Таким образом, использование изобретения позволяет получить надежное и безопасное устройство автоматического регулирования напряжения в электродуговых процессах, область применения которого включает сварку, обработку материалов плазмой, газоразрядные приборы и другие. Within the framework of the above parameters, the welding process is stable, economical and safe. Thus, the use of the invention allows to obtain a reliable and safe device for automatic voltage regulation in electric arc processes, the scope of which includes welding, plasma processing of materials, gas-discharge devices and others.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1170439, G 05 F 1/00, 1985.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1170439, G 05 F 1/00, 1985.
2. Косович В. А., Лапин И.Е. и Седых B.C. Анализ электрических схем однофазных сварочных выпрямителей. Сварочное производство. -1985, N 1, с. 28-30. 2. Kosovich V. A., Lapin I.E. and Sedykh B.C. Analysis of electrical circuits of single-phase welding rectifiers. Welding production. -1985, N 1, p. 28-30.
3. Патент СССР N 1790475, B 23 K 9/06, 1993. 3. USSR patent N 1790475, B 23
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102807A RU2138843C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Electric arc process voltage control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102807A RU2138843C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Electric arc process voltage control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2138843C1 true RU2138843C1 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=20202361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98102807A RU2138843C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Electric arc process voltage control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2138843C1 (en) |
-
1998
- 1998-02-16 RU RU98102807A patent/RU2138843C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4061899A (en) | Arrangement for stabilization and ignition of welding arcs by ignition pulses | |
US4461010A (en) | Power supply circuit for a direct current arc furnace | |
KR100578210B1 (en) | Power supply for arc-applied equipment | |
RU2138843C1 (en) | Electric arc process voltage control device | |
US3078362A (en) | Method of and apparatus for arc-welding | |
US2015534A (en) | Filter system for mercury-arc rectifiers | |
FI74225C (en) | Apparatus for arc welding. | |
RU2130678C1 (en) | Charging/starting device for welding operations | |
RU2053072C1 (en) | Power supply source for electric arc welding | |
RU2181915C1 (en) | Saturable reactor power control device | |
RU2022735C1 (en) | Power supply for welding arc | |
SU1372763A1 (en) | Current sourse for exciting and feeding arc | |
RU2299794C1 (en) | Single-phase electric current stabilizer for welding | |
SU714572A1 (en) | Arrangement for automatic regulating of bias voltage of neutral wire in compensated network | |
GB2039166A (en) | Power source for arc welding | |
RU2141888C1 (en) | Power source for arc welding | |
SU828444A1 (en) | Start-regulating device for igniting gas-discharge tubes | |
RU2154559C1 (en) | Method for stabilizing electric arc process and apparatus for performing the same | |
SU446163A1 (en) | Power source for arc welding | |
SU792474A1 (en) | Device for compensating for earthing active current | |
RU1787085C (en) | Power source for electric arc welding | |
SU126968A1 (en) | Arc Welding Straightener | |
RU2056235C1 (en) | Single-phase welding rectifier | |
SU869039A1 (en) | Ac voltage regulator | |
RU2220828C2 (en) | Welding aggregate |