RU2220828C2

RU2220828C2 - Welding aggregate

Info

Publication number: RU2220828C2
Application number: RU2002102093/02A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Шпади; В.А. Казанцев
Original assignee: Шпади Андрей Леонидович; Казанцев Владимир Александрович
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: power source for electric arc welding, possibly in different branches of machine engineering. SUBSTANCE: welding aggregate according to first variant of invention includes capacitor of -shaped LC-filter, diodes, tuning resistor, additional increased-voltage electric current source, Zener diode and outlet diode. Circuit of connected in series choke and capacitor of -shaped LC-filter is connected in parallel with outlet terminals of power rectifier and it is connected by means of capacitor to additional current source with increased voltage in the form of thyristorised semibridge circuit. Control electrodes are connected with cathodes of diodes connected through tuning resistor with anode of Zener diode whose cathode is connected with mean tap of secondary winding of controlled transformer and with cathode of outlet diode whose anode is connected with negative outlet terminal of power rectifier. In second variant of invention circuit of connected in series choke and capacitor of -shaped LC-filter is connected in parallel with outlet terminals of power rectifier and it is connected through capacitor to additional current source with increased voltage. Diagonal of diode bridge of additional current source is connected with primary winding of controlled transformer through capacitive divider of mains voltage. Mean tap of secondary winding of controlled transformer through switch of operational modes is connected to positive outlet terminal of power rectifier; said terminal is connected with cathodes of diodes of bridge type power rectifier. In welding aggregate according to third variant of invention circuit of choke and capacitor of -shaped LC-filter is connected in parallel with outlet terminals of power rectifier. Mean points of each pair of diodes of voltage multiplier through accumulation capacitors are connected with terminals of secondary winding of transformer, and mean tap of secondary winding of controlled transformer through switch of operational modes is connected to positive outlet terminal of power rectifier. Said terminal through above mentioned switch is connected to cathodes of diodes of power rectifier. EFFECT: improved design of welding aggregate providing lowered consumption of electric current of AC mains during welding, enhanced condition of igniting and stabilization of electric arc. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к источникам питания электрической дуги и может быть использовано в сварочных трансформаторах и выпрямителях для ручной и автоматической сварки и резки металлов. The invention relates to electric arc power sources and can be used in welding transformers and rectifiers for manual and automatic welding and cutting of metals.

Известен сварочный аппарат, обеспечивающий уменьшение тока, потребляемого сварочным трансформатором из сети переменного тока во время сварки, в котором поджиг дуги и сварка обеспечиваются использованием мощного силового умножителя напряжения [1]. Known welding machine, providing a decrease in the current consumed by the welding transformer from the AC network during welding, in which the arc ignition and welding are provided using a powerful power voltage multiplier [1].

Существенным недостатком такого сварочного аппарата является наличие зарядного дросселя, накопительного конденсатора большой емкости, через который проходит полный ток сварочной дуги. Поэтому эти элементы должны обладать большой энергоемкостью, а следовательно, соответствующими габаритами и ценой. Кроме того, батарея конденсаторов большой емкости может вызвать поражение сварщика остаточным зарядом и требует принудительного их разряда после выключения из сети. A significant drawback of such a welding machine is the presence of a charging choke, a large-capacity storage capacitor through which the full current of the welding arc passes. Therefore, these elements must have a high energy intensity, and consequently, the corresponding dimensions and price. In addition, a large-capacity capacitor bank can cause damage to the welder with a residual charge and requires a forced discharge after being disconnected from the network.

Наиболее близким к изобретению по устройству является сварочный аппарат, содержащий регулируемый трансформатор на трехстержневом магнитопроводе с двумя замыкающими ярмами и первичной секционированной обмоткой, размещенной на двух различных стержнях магнитопровода, на третьем стержне которого размещена вторичная обмотка с отводами. Аппарат снабжен двумя динисторами и двухполупериодным выпрямителем со средней точкой. На крайних стержнях Ш-образного магнитопровода расположены две одинаковые части первичной обмотки, одна из которых секционирована, при этом секции подключены к другой части первичной обмотки последовательно-встречно через двухпозиционные выключатели. Начало и конец вторичной обмотки через двухполупериодный выпрямитель со средней точкой соединены с первой выходной клеммой, а средняя точка вторичной обмотки соединена со второй выходной клеммой. Через дополнительные секции вторичной обмотки и динисторы подключены к симметричной балластной нагрузке индуктивно-активного характера, средняя точка которой соединена с первой выходной клеммой [2]. Closest to the invention, the device is a welding machine containing an adjustable transformer on a three-core magnetic circuit with two closing yokes and a primary sectioned winding, located on two different rods of the magnetic circuit, on the third rod of which there is a secondary winding with taps. The device is equipped with two dynistors and a half-wave rectifier with a midpoint. Two identical parts of the primary winding are located on the extreme rods of the Sh-shaped magnetic circuit, one of which is sectioned, while the sections are connected to the other part of the primary winding in series with the on-off through on / off switches. The beginning and the end of the secondary winding through a half-wave rectifier with a midpoint are connected to the first output terminal, and the midpoint of the secondary winding is connected to the second output terminal. Through additional sections of the secondary winding, the dinistors are connected to a symmetric ballast load of an inductively active nature, the midpoint of which is connected to the first output terminal [2].

Недостатками этого аппарата являются использование сложного Ш-образного сердечника с дополнительными обмотками повышенного напряжения и малоточных динисторов для обеспечения поджига дуги. Отечественная промышленность до сих пор не освоила выпуск мощных динисторов, что делает вышеуказанную схему малоэффективной. Вследствие того, что динисторы трудно подобрать с одинаковым напряжением включения, эта схема работает нестабильно и ненадежно. Огибающая напряжения на выходных клеммах аппарата имеет точки прохождения через ноль, что делает дугу нестабильной, не пригодной для сварки цветных металлов и нержавеющей стали. The disadvantages of this apparatus are the use of a complex W-shaped core with additional high-voltage windings and low-current dynistors to ensure ignition of the arc. The domestic industry has not yet mastered the production of powerful dinistors, which makes the above scheme ineffective. Due to the fact that it is difficult to select dinistors with the same switching voltage, this circuit is unstable and unreliable. The voltage envelope at the output terminals of the apparatus has points of passage through zero, which makes the arc unstable, not suitable for welding non-ferrous metals and stainless steel.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в устранении указанных недостатков, уменьшении потребления тока из промышленной сети переменного тока во время сварки, облегчении поджига дуги безопасным током, уменьшении массогабаритных характеристик аппарата и его стоимости, а также расширении области применения аппарата для сварки нержавеющей стали. The technical task of the claimed invention is to eliminate these drawbacks, reduce current consumption from an industrial AC network during welding, facilitate ignition of an arc by a safe current, reduce the overall dimensions and cost of the apparatus and expand the scope of the apparatus for welding stainless steel.

Для решения этой технической задачи предлагаются три варианта сварочного аппарата, устройство которого позволяет формировать две внешние характеристики сварочного тока. Характеристика, формируемая силовым двухполупериодным выпрямителем сварочного тока пониженного напряжения, используется для сварки, а характеристика, формируемая маломощным вспомогательным источником дросселированного тока повышенного напряжения - для поджига и стабилизации дуги. Суперпозиция двух выходных характеристик аппарата, реализуемая с помощью простых электрических схем, обеспечивает его энергосберегающие преимущества по сравнению с другими сварочными аппаратами. To solve this technical problem, three versions of the welding machine are proposed, the device of which allows the formation of two external characteristics of the welding current. The characteristic generated by the half-wave power rectifier of the reduced voltage welding current is used for welding, and the characteristic formed by the low-power auxiliary source of the increased voltage choked current is used for ignition and arc stabilization. The superposition of the two output characteristics of the apparatus, implemented using simple electrical circuits, provides its energy-saving advantages compared to other welding machines.

Сварочный аппарат по первому варианту содержит регулируемый трансформатор, вторичная обмотка которого имеет средний отвод и подключена к силовому двухполупериодному выпрямителю и дросселю. Он отличается тем, что имеет Г-образный LC-фильтр, диоды и подстроечный резистор со стабилитроном, маломощного вспомогательного источника дросселированного тока повышенного напряжения и выходной диод. При этом конденсатор Г-образного LC-фильтра соединен с маломощным источником тока повышенного напряжения. Силовой выпрямитель собран в виде полумоста на тиристорах, управляющие электроды которых подключены к катодам диодов, соединенных анодами через подстроечный резистор с анодом стабилитрона, катод которого подключен к среднему отводу вторичной обмотки регулируемого трансформатора и катоду выходного диода, соединенного анодом с минусовой клеммой силового выпрямителя. The welding machine according to the first embodiment contains an adjustable transformer, the secondary winding of which has a middle tap and is connected to a power half-wave rectifier and inductor. It differs in that it has a L-shaped LC filter, diodes and a trimming resistor with a zener diode, a low-power auxiliary source of an increased voltage choked current and an output diode. In this case, the capacitor of the L-shaped LC filter is connected to a low-power source of increased voltage. The power rectifier is assembled in the form of a half bridge on thyristors, the control electrodes of which are connected to the cathodes of the diodes connected by the anodes through the trimming resistor to the zener diode anode, the cathode of which is connected to the middle tap of the secondary winding of the adjustable transformer and the cathode of the output diode connected by the anode to the negative terminal of the power rectifier.

Сварочный аппарат по второму варианту содержит регулируемый трансформатор, вторичная обмотка которого имеет средний отвод и подключена к силовому двухполупериодному выпрямителю и дросселю. Он отличается тем, что имеет дроссель и конденсатор Г-образного LC-фильтра, маломощный вспомогательный источник тока повышенного напряжения, собранный в виде маломощного диодного моста, емкостный делитель сетевого напряжения, состоящий из конденсаторов, и переключатель режимов работы силового выпрямителя. При этом цепочка из дросселя и конденсатора Г-образного LC-фильтра подключена параллельно выходным клеммам силового выпрямителя, а точка соединения дросселя и конденсатора - к плюсовому выводу маломощного вспомогательного источника тока повышенного напряжения, входная диагональ диодного моста которого подключена к первичной обмотке регулируемого трансформатора через емкостный делитель сетевого напряжения. Средний вывод вторичной обмотки регулируемого трансформатора через переключатель режимов работы подключен к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя, которая через упомянутый переключатель соединена с катодами диодов моста силового выпрямителя. Причем емкостный делитель 9, 10, 11 может быть подключен и к дополнительным выводам вторичной обмотки трансформатора для обеспечения полной гальванической развязки от сети переменного тока. The welding machine according to the second embodiment contains an adjustable transformer, the secondary winding of which has a middle tap and is connected to a power half-wave rectifier and inductor. It differs in that it has a throttle and capacitor of an L-shaped LC filter, a low-power auxiliary current source of increased voltage, assembled in the form of a low-power diode bridge, a capacitive mains voltage divider, consisting of capacitors, and a switch for operating modes of the power rectifier. In this case, the chain of the inductor and capacitor of the L-shaped LC filter is connected in parallel to the output terminals of the power rectifier, and the connection point of the inductor and capacitor is connected to the positive terminal of the low-power auxiliary current source of increased voltage, the input diagonal of the diode bridge of which is connected to the primary winding of the adjustable transformer through the capacitive power line divider. The average output of the secondary winding of the adjustable transformer through the mode switch is connected to the positive output terminal of the power rectifier, which is connected through the switch to the cathodes of the diodes of the bridge of the power rectifier. Moreover, the capacitive divider 9, 10, 11 can be connected to additional terminals of the secondary winding of the transformer to ensure complete galvanic isolation from the AC network.

Сварочный аппарат по третьему варианту содержит регулируемый трансформатор, вторичная обмотка которого имеет средний отвод и подключена к силовому двухполупериодному выпрямителю и дросселю. Он отличается тем, что имеет дроссель и конденсатор Г-образного LC-фильтра, маломощный вспомогательный источник тока повышенного напряжения, собранный в виде умножителя напряжения, состоящий из двух пар последовательно-согласно включенных диодов и накопительных конденсаторов. При этом цепочка из дросселя и конденсатора Г-образного LC-фильтра подключена параллельно выходным клеммам силового выпрямителя, а точка соединения дросселя и конденсатора - к плюсовому выводу маломощного вспомогательного источника тока повышенного напряжения. Средний отвод вторичной обмотки регулируемого трансформатора через переключатель режимов работы подключен к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя, которая через упомянутый переключатель соединена с катодами диодов моста силового выпрямителя. The welding machine according to the third embodiment contains an adjustable transformer, the secondary winding of which has an average tap and is connected to a power half-wave rectifier and inductor. It differs in that it has a throttle and a capacitor of an L-shaped LC filter, a low-power auxiliary current source of increased voltage, assembled in the form of a voltage multiplier, consisting of two pairs of diodes and storage capacitors connected in series according to the connected ones. In this case, the chain of the inductor and capacitor of the L-shaped LC filter is connected in parallel with the output terminals of the power rectifier, and the connection point of the inductor and capacitor is connected to the positive terminal of the low-power auxiliary current source of increased voltage. The secondary secondary winding of the adjustable transformer through the mode switch is connected to the positive output terminal of the power rectifier, which is connected through the switch to the cathodes of the diodes of the bridge of the power rectifier.

На Фиг. 1, 2, 3 представлены принципиальные схемы вариантов предлагаемого устройства; на Фиг.4 - семейство внешних характеристик, поясняющих его работу. In FIG. 1, 2, 3 are schematic diagrams of variants of the proposed device; figure 4 is a family of external characteristics that explain its work.

На Фиг. 1 представлена принципиальная схема первого варианта сварочного аппарата, содержащего стандартный регулируемый трансформатор сварочного тока 1, у которого двухсекционная вторичная обмотка с отводами подключена к силовому двухполупериодному выпрямителю сварочного тока на диодах 2, 3. Параллельно выходным клеммам силового выпрямителя подключен дроссель 4 и конденсатор 5 Г-образного LC-фильтра, соединенные с плюсовой клеммой и вспомогательным источником тока повышенного напряжения, собранным в виде дополнительного полумоста на тиристорах 6, 7. Управляющие электроды тиристоров подключены к катодам диодов 8, 9, соединенных анодами через подстроечный резистор 10 с анодом стабилитрона 11. Катод стабилитрона подключен к среднему отводу вторичной обмотки регулируемого трансформатора 1 и к катоду выходного диода 12, соединенного анодом с минусовой выходной клеммой. In FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a welding machine containing a standard adjustable welding current transformer 1, in which a two-section secondary winding with taps is connected to a power half-wave welding current rectifier on diodes 2, 3. A choke 4 and a 5 G capacitor are connected in parallel with the output terminals of the power rectifier -shaped LC-filter connected to the positive terminal and auxiliary voltage source of the increased voltage, assembled in the form of an additional half-bridge to the thyristor x 6, 7. The control electrodes of the thyristors are connected to the cathodes of the diodes 8, 9, connected by the anodes through a trimming resistor 10 with the anode of the zener diode 11. The cathode of the zener diode is connected to the middle tap of the secondary winding of the adjustable transformer 1 and to the cathode of the output diode 12, connected by the anode to the negative output terminal.

На Фиг. 2 представлена принципиальная схема второго варианта сварочного аппарата, также содержащего стандартный регулируемый трансформатор сварочного тока 1 со средним отводом вторичной обмотки и силовыми полумостами на диодах 2, 3, 6, 7. Для поджига дуги используется вспомогательный источник повышенного напряжения, выполненный в виде маломощного диодного моста 8. Входная диагональ диодного моста 8 подключена к первичной обмотке трансформатора 1 через емкостный делитель сетевого напряжения, состоящий из конденсаторов 9, 10, 11. Средний отвод вторичной обмотки трансформатора через переключатель режимов работы 12 может быть подключен к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя, которая через этот же переключатель 12 может быть соединена с катодами диодов мостового силового выпрямителя на диодах 2, 3. Таким образом, переключатель режимов работы 12 позволяет подключать к выходным клеммам аппарата либо силовой выпрямительный мост 2, 3, 6, 7, либо (при наличии среднего отвода вторичной обмотки трансформатора 1) силовой полумост 6, 7. Параллельно выходным клеммам силового выпрямителя подключена цепочка из дросселя 4 и конденсатора 5 Г-образного LC-фильтра, соединенные с плюсовой клеммой и вспомогательным источником тока повышенного напряжения, в виде маломощного диодного моста 8. Причем емкостный делитель 9, 10, 11 может быть подключен и к дополнительным выводам вторичной обмотки трансформатора для обеспечения полной гальванической развязки от сети переменного тока. In FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the welding machine, which also contains a standard adjustable welding current transformer 1 with an average secondary winding and power half-bridges on diodes 2, 3, 6, 7. An auxiliary voltage source made in the form of a low-power diode bridge is used to ignite the arc 8. The input diagonal of the diode bridge 8 is connected to the primary winding of the transformer 1 through a capacitive mains voltage divider, consisting of capacitors 9, 10, 11. The average secondary tap the transformer winding through the mode switch 12 can be connected to the positive output terminal of the power rectifier, which through the same switch 12 can be connected to the cathodes of the bridge power rectifier diodes 2, 3. Thus, the mode switch 12 allows you to connect to the output to the terminals of the device, either a power rectifier bridge 2, 3, 6, 7, or (in the presence of an average tap of the secondary winding of the transformer 1) a power half-bridge 6, 7. Parallel to the output terminals of the power rectifier to a chain of choke 4 and capacitor 5 of the L-shaped LC filter, connected to the positive terminal and an auxiliary source of increased voltage, in the form of a low-power diode bridge 8. Moreover, the capacitive divider 9, 10, 11 can also be connected to additional terminals of the secondary winding transformer to ensure full galvanic isolation from the AC network.

На Фиг.3 представлена принципиальная схема третьего варианта сварочного аппарата, использующего стандартный регулируемый трансформатор сварочного тока 1, у которого вторичная обмотка со средним отводом подключена к силовому двухполупериодному выпрямителю сварочного тока на диодах 6, 7. Параллельно выходным клеммам силового выпрямителя подключена цепочка из дросселя 4 и конденсатора 5 Г-образного LC-фильтра, соединенные с вспомогательным источником тока повышенного напряжения, собранным в виде умножителя напряжения, собранного на диодах 8, 9, 10, 11 и накопительных конденсаторах 12, 13. Средний отвод вторичной обмотки трансформатора 1 через переключатель режимов работы 14 может быть подключен к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя, которая через этот же переключатель 14 может быть соединена с катодами диодов силового выпрямителя на диодах 2, 3. Таким образом, переключатель режимов работы 14 позволяет подключать к выходным клеммам аппарата либо силовой выпрямительный мост 2, 3, 6, 7, либо (при наличии среднего отвода вторичной обмотки трансформатора 1) силовой полумост 6, 7. Figure 3 presents a schematic diagram of a third embodiment of a welding machine using a standard adjustable welding current transformer 1, in which the secondary winding with a middle tap is connected to the power half-wave rectifier of the welding current on diodes 6, 7. A circuit from the inductor 4 is connected in parallel with the output terminals of the power rectifier and a capacitor of a 5 L-shaped LC filter connected to an auxiliary source of increased voltage, assembled in the form of a voltage multiplier, assembled on a diode 8, 9, 10, 11 and storage capacitors 12, 13. The average secondary tap of the transformer 1 through the mode switch 14 can be connected to the positive output terminal of the power rectifier, which through the same switch 14 can be connected to the cathodes of the rectifier diodes on diodes 2, 3. Thus, the mode switch 14 allows you to connect to the output terminals of the device either a power rectifier bridge 2, 3, 6, 7, or (in the presence of the middle tap of the secondary winding of the transformer 1) a power half-bridge 6, 7.

Предлагаемое устройство, Фиг.1, работает следующим образом. После включения первичной обмотки трансформатора 1 в сеть переменного тока на выходные клеммы силового выпрямителя поступает напряжение половины вторичной обмотки трансформатора 1, выпрямленное двухполупериодным выпрямителем 2, 3 и прошедшее через выходной диод 12. Оно недостаточно для поджига дуги в неустойчивой точке Б характеристики Фиг.4, но позволяет уменьшить ток первичной обмотки трансформатора 1 во время сварки в 2 раза. С этим напряжением через диод 12 и дроссель 4 складывается напряжение второго полумоста на тиристорах 6, 7, заряжающее конденсатор 5 до амплитудного значения напряжения U_xx, выпрямленного полным мостом на элементах 2, 3, 6, 7. Тиристорный полумост работает с отсечкой, задаваемой стабилитроном 11, напряжение стабилизации которого выбирается ниже напряжения горения дуги. Вследствие этого во время горения дуги напряжение тиристорного полумоста каждые полпериода выпрямленного напряжения подзаряжают конденсатор 5 до его амплитудного значения. При прохождении огибающей выпрямленного напряжения через "0" энергия, запасенная в конденсаторе 5 и дросселе 4, не дает дуге погаснуть. При коротком замыкании выходных клемм силового выпрямителя напряжение на стабилитроне 11 падает ниже напряжения его стабилизации, и он закрывается, закрывая тиристоры 6, 7. Таким образом, ток через тиристоры и дроссель прекращается, предотвращая их перегрев и выход из строя. Подстроечный резистор 10 используется для регулирования тока стабилитрона и тока управления тиристоров 6, 7.The proposed device, Figure 1, works as follows. After the primary winding of the transformer 1 is turned on in the AC network, the output terminals of the power rectifier receive a voltage of half the secondary winding of the transformer 1, rectified by a half-wave rectifier 2, 3 and passed through the output diode 12. It is not enough to ignite the arc at an unstable point B of the characteristics of Figure 4, but it allows to reduce the current of the primary winding of the transformer 1 during welding by 2 times. With this voltage, the voltage of the second half-bridge on the thyristors 6, 7 is added through the diode 12 and the inductor 4, charging the capacitor 5 to the amplitude value of the voltage U _xx rectified by a full bridge on the elements 2, 3, 6, 7. The thyristor half-bridge operates with a cutoff specified by the zener diode 11, the stabilization voltage of which is selected below the burning voltage of the arc. As a result of this, during the arc burning, the voltage of the thyristor half-bridge recharges the capacitor 5 to its amplitude value every half period of the rectified voltage. When the envelope of the rectified voltage passes through "0", the energy stored in the capacitor 5 and inductor 4 does not allow the arc to go out. With a short circuit of the output terminals of the power rectifier, the voltage at the zener diode 11 drops below its stabilization voltage, and it closes, closing the thyristors 6, 7. Thus, the current through the thyristors and the inductor stops, preventing them from overheating and failure. Trimmer resistor 10 is used to control the zener current and the control current of the thyristors 6, 7.

Предлагаемое устройство, Фиг.2, работает в двух режимах:
- при использовании в аппарате трансформатора 1 со средним выводом вторичной обмотки он подключается к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя. В этом случае устройство работает аналогично устройству на Фиг.1. Отличие лишь в том, что для поджига электрической дуги используется маломощный диодный мост 8, подключенный к входному напряжению сети переменного тока через емкостный делитель, выполненный на конденсаторах 9, 10, 11. Конденсаторы 9, 10, 11 и дроссель 4 подбираются из условия обеспечения маломощным диодным мостом 8 тока поджига дуги около 1 А, см. [3].The proposed device, Figure 2, operates in two modes:
- when using a transformer 1 in the apparatus with the secondary terminal of the secondary winding, it is connected to the positive output terminal of the power rectifier. In this case, the device operates similarly to the device in Figure 1. The only difference is that for igniting the electric arc, a low-power diode bridge 8 is used, connected to the input voltage of the AC network through a capacitive divider made on capacitors 9, 10, 11. Capacitors 9, 10, 11 and inductor 4 are selected from the condition of providing low-power diode bridge 8 of the arc ignition current of about 1 A, see [3].

- при использовании в аппарате трансформатора 1 без среднего отвода вторичной обмотки к плюсовой выходной клемме силового выпрямителя через переключатель 12 подключается напряжение полного силового выпрямительного моста 2, 3, 6, 7. В этом случае уменьшение тока в первичной обмотке трансформатора 1 во время сварки по сравнению с простым использованием трансформатора без выпрямителя, Фиг. 2, достигается регулировкой (уменьшением) числа витков вторичной обмотки трансформатора 1. Поджиг электрической дуги в устройстве значительно облегчен использованием сетевого источника повышенного напряжения (220 В). Сдвиг фаз (~90^o) между напряжением силового выпрямителя на диодах 2, 3, 6, 7 и напряжением вспомогательного источника повышенного напряжения, возникающий вследствие использования емкостного делителя, позволяет еще эффективнее предотвратить падение огибающей выпрямленного напряжения до "0". Благодаря этому данное устройство может достаточно эффективно работать и без Г-образного LC-фильтра, что упрощает его конструкцию. Однако Г-образный LC-фильтр на элементах 4, 5 позволяет подключить разделительные конденсаторы 9, 11 емкостного делителя напряжения к дополнительным выводам вторичной обмотки трансформатора 1 и тем самым обеспечить полную гальваническую развязку от сети переменного тока.- when using the transformer 1 in the apparatus without the secondary secondary winding, the voltage of the full power rectifier bridge 2, 3, 6, 7 is connected to the positive output terminal of the power rectifier through the switch 12. In this case, the current in the primary winding of the transformer 1 decreases during welding compared with simple use of a transformer without a rectifier, FIG. 2, is achieved by adjusting (decreasing) the number of turns of the secondary winding of the transformer 1. The ignition of the electric arc in the device is greatly facilitated by the use of a network source of high voltage (220 V). The phase shift (~ 90 ^o ) between the voltage of the power rectifier on the diodes 2, 3, 6, 7 and the voltage of the auxiliary source of increased voltage that occurs due to the use of a capacitive divider can even more effectively prevent the envelope of the rectified voltage from falling to "0". Thanks to this, this device can operate quite efficiently even without an L-shaped LC filter, which simplifies its design. However, the L-shaped LC filter on the elements 4, 5 allows you to connect the isolation capacitors 9, 11 of the capacitive voltage divider to the additional terminals of the secondary winding of the transformer 1 and thereby ensure complete galvanic isolation from the AC network.

Устройство, Фиг.3, для поджига электрической дуги использует маломощный диодный умножитель напряжения, подключенный к вторичной обмотке трансформатора 1, выполненный на диодах 8, 9, 10, 11 и накопительных конденсаторах 12, 13, которые заряжают конденсатор 5 Г-образного фильтра до напряжения U_xx, значительно повышающего напряжение вторичной обмотки трансформатора 1.The device, Fig.3, for igniting an electric arc uses a low-power diode voltage multiplier connected to the secondary winding of the transformer 1, made on diodes 8, 9, 10, 11 and storage capacitors 12, 13, which charge the capacitor 5 of the L-shaped filter to voltage U _xx , significantly increasing the voltage of the secondary winding of the transformer 1.

Таким образом, на выходных клеммах сварочного аппарата (см. Фиг.4) каждые полпериода выпрямленного напряжения происходит суммирование двух характеристик: 1 - маломощного вспомогательного источника повышенного напряжения и 2 - силового выпрямителя. В результате этого суммарная характеристика сварочного аппарата обеспечивает уверенный поджиг дуги при малом токе и сварку от силового выпрямителя с пониженным в 2 раза выходным напряжением по сравнению с обычными сварочными аппаратами. Характеристика дуги 3 пересекает характеристику маломощного источника дросселированного тока повышенного напряжения в устойчивой точке А, что определяет стабильный ток поджига дуги (I подж) даже на участке характеристики с отрицательным сопротивлением. Другая устойчивая точка характеристики Фиг.4 В - точка пересечения характеристики дуги 3 и характеристики силового выпрямителя 2 определяет ток сварки (I свар). Thus, at the output terminals of the welding machine (see Figure 4), every half period of the rectified voltage is the summation of two characteristics: 1 - low-power auxiliary source of increased voltage and 2 - power rectifier. As a result of this, the total characteristic of the welding machine ensures reliable ignition of the arc at low current and welding from a power rectifier with a 2 times reduced output voltage compared to conventional welding machines. The characteristic of the arc 3 intersects the characteristic of a low-power source of a throttled current of increased voltage at a stable point A, which determines a stable arc ignition current (I ignition) even in the region of the characteristic with negative resistance. Another stable point of the characteristic of FIG. 4B is the intersection point of the characteristics of the arc 3 and the characteristics of the power rectifier 2 determines the welding current (I wel).

Положительный эффект изобретения по сравнению с базовым вариантом сварочного аппарата "Дуга 318 МА" по патенту [1] заключается в том, что в предлагаемых схемах используется частичное дросселирование сварочного тока маломощным балластным дросселем от серийных ламп дневного света. В отличие от [1] , где суммарная емкость конденсаторов достигает 1Ф, в предлагаемом аппарате используются малогабаритные конденсаторы 20 мкФ. Диоды и тиристоры дополнительного источника повышенного напряжения в изделии также используются слаботочные, что обеспечивает простоту конструкции, его меньшие габариты и вес. The positive effect of the invention compared with the basic version of the welding machine "Arc 318 MA" according to the patent [1] lies in the fact that the proposed schemes use partial throttling of the welding current with a low-power ballast choke from serial fluorescent lamps. In contrast to [1], where the total capacitance of the capacitors reaches 1F, the proposed apparatus uses small-sized capacitors of 20 microfarads. Diodes and thyristors of an additional source of increased voltage in the product are also used low-current, which ensures simplicity of design, its smaller dimensions and weight.

Испытания опытного образца данного сварочного аппарата, реализованного на общедоступных деталях, полностью подтвердили приведенные выше данные о снижении потребляемого сетевого тока за счет увеличения коэффициента трансформации сварочного тока и Cos ф, при одновременном улучшении поджига и стабильности дуги, особенно в области малых токов вплоть до тлеющего разряда. Это позволяет обеспечить качественную сварку без применения выходных дросселей полного сварочного тока. Tests of a prototype of this welding machine, implemented on commonly available parts, fully confirmed the above data on a decrease in the consumed mains current due to an increase in the transformation ratio of the welding current and Cos f, while improving the ignition and stability of the arc, especially in the region of low currents up to a glow discharge . This allows you to ensure high-quality welding without the use of output chokes full welding current.

Источники информации
1. Патент SU 1790475 A3, D 23 K 9/00.Sources of information
1. Patent SU 1790475 A3, D 23 K 9/00.

2. Патент SU 1835092 A3, H 01 F 31/08, B 23 R 9/00. 2. Patent SU 1835092 A3, H 01 F 31/08, B 23 R 9/00.

3. Капцов Н. А. Электрические явления в газах и вакууме. - М-Л.: ОГИЗ, 1947 г. 3. Kaptsov N. A. Electrical phenomena in gases and vacuum. - M-L .: OGIZ, 1947

Claims

1. A welding machine containing an adjustable transformer, the secondary winding of which with a middle tap is connected to a power half-wave rectifier, and a choke, characterized in that it has a capacitor of an L-shaped LC filter, diodes, an interline resistor, an auxiliary voltage source of increased voltage, a zener diode and an output diode, while the chain of the inductor and capacitor of the L-shaped LC filter is connected in parallel with the output terminals of the power rectifier and is connected by a capacitor to the auxiliary source, then increased voltage, assembled in the form of a half-bridge on thyristors, the control electrodes of which are connected to the cathodes of the diodes connected by the anodes through the interline resistor to the zener diode anode, the cathode of which is connected to the middle tap of the secondary winding of the adjustable transformer and the cathode of the output diode connected by the anode to the negative output terminal of the power rectifier.

2. A welding machine containing an adjustable transformer, the secondary winding of which with a middle tap is connected to a power half-wave rectifier on diodes, and a choke, characterized in that it has an L-shaped LC filter capacitor, an auxiliary current source of increased voltage, assembled according to the low-power circuit rectifier bridge, consisting of diodes, a capacitive divider of the mains voltage, consisting of capacitors, and a switch for the operation of the power rectifier, while the chain of the inductor and condenser the torus of the L-shaped LC filter is connected in parallel with the output terminals of the power rectifier and is connected by a capacitor to an auxiliary source of increased voltage, the diagonal of the diode bridge of which is connected to the primary winding of the adjustable transformer via a capacitive voltage divider, and the secondary tap of the secondary winding of the adjustable transformer through the mode switch connected to the positive output terminal of the power rectifier, which through the above switch is connected to the cathodes di rows power rectifier bridge.

3. The welding machine according to claim 2, characterized in that the capacitive divider is connected to additional terminals of the secondary winding of the transformer.

4. A welding machine containing an adjustable transformer, the secondary winding of which with a middle tap is connected to a power half-wave rectifier, and a choke, characterized in that it has a capacitor of an L-shaped LC filter, a switch mode of operation of the power rectifier, an auxiliary current source of increased voltage, assembled in the form of a voltage multiplier and consisting of two pairs in series according to the included diodes and storage capacitors, while the chain of a choke and a capacitor L-shaped LC the filter is connected in parallel with the output terminals of the power rectifier, and the midpoints of each pair of diodes of the voltage multiplier through the storage capacitors are connected to the terminals of the secondary winding of the transformer, while the middle tap of the secondary winding of the adjustable transformer through the mode switch is connected to the plus output terminal of the power rectifier, which is through the aforementioned the switch is connected to the cathodes of the diodes of the power rectifier.