RU2242835C1 - Secondary power supply - Google Patents

Secondary power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2242835C1
RU2242835C1 RU2003124501/09A RU2003124501A RU2242835C1 RU 2242835 C1 RU2242835 C1 RU 2242835C1 RU 2003124501/09 A RU2003124501/09 A RU 2003124501/09A RU 2003124501 A RU2003124501 A RU 2003124501A RU 2242835 C1 RU2242835 C1 RU 2242835C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
rectifier
series
voltage
power supply
Prior art date
Application number
RU2003124501/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124501A (en
Inventor
Л.Т. Магазинник (RU)
Л.Т. Магазинник
А.Г. Магазинник (RU)
А.Г. Магазинник
Original Assignee
Ульяновский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ульяновский государственный технический университет filed Critical Ульяновский государственный технический университет
Priority to RU2003124501/09A priority Critical patent/RU2242835C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2242835C1 publication Critical patent/RU2242835C1/en
Publication of RU2003124501A publication Critical patent/RU2003124501A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering; electric welders.
SUBSTANCE: secondary power supply has controllable power rectifier, transistor inverter whose input is connected to dc current leads of mentioned rectifier, matching transformer connected through primary winding to transistor inverter output and through secondary winding, to diode rectifier. Diode rectifier has its dc leads connected to load through series-connected smoothing reactor to organize main power supply to load. It also has standard control circuit. Novelty is that mentioned matching transformer has one more secondary winding connected through series-connected capacitor across two opposite ac terminals of diode bridge whose opposite dc terminals are connected through L-shaped filter to load in parallel with main power supply. L-shaped filter has reactor connected in series between one of leads of mentioned diode bridge and respective lead of load; filter capacitor incorporated in this filter is connected in parallel with load.
EFFECT: reduced current amplitude of inverter transistors.
1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и предназначено преимущественно для электросварочных аппаратов.The present invention relates to the field of electrical engineering and is intended primarily for electric welding machines.

Широко известны вторичные источники питания инверторного типа, предназначенные для электросварочных аппаратов и содержащие в силовой части сетевой управляемый выпрямитель, обычно в виде диодно-тиристорного моста, транзисторный инвертор, подключенный входом к выводам постоянного тока упомянутого выпрямителя, согласующий трансформатор, первичной обмоткой соединенный с выходом инвертора, а вторичной обмоткой подключенный к диодному выпрямителю. Выводы постоянного тока упомянутого диодного выпрямителя через последовательно включенный сглаживающий дроссель присоединены к нагрузке. Кроме того, известные вторичные источники питания содержат систему управления сетевым выпрямителем и инвертором [1-6].Widely known are secondary inverter-type power supplies intended for electric welding machines and containing in the power part a network-driven rectifier, usually in the form of a diode-thyristor bridge, a transistor inverter connected to the DC terminals of the said rectifier, a matching transformer, connected by a primary winding to the inverter output and a secondary winding connected to a diode rectifier. The DC terminals of said diode rectifier are connected to the load through a series-connected smoothing inductor. In addition, the known secondary power sources contain a control system for the network rectifier and inverter [1-6].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата относится то, что амплитуда тока в силовых транзисторах инвертора известных вторичных источников питания, предназначенных для электросварочных аппаратов, велика и составляет около одной трети от тока в нагрузке, т.е. в электрической дуге. Указанный недостаток объясняется тем, что в целях стабилизации режима “горения” электрической дуги и ее легкого “поджига” разработчики известных устройств вынуждены делать напряжение вторичной обмотки согласующего трансформатора сильно завышенным по сравнению с напряжением в дуге и примерно равным 100 В. Соответственно, при первичном напряжении сети 220 В, выпрямленное и сглаженное до Um≈ 220·

Figure 00000002
· ≈ 300 В напряжение на входе инвертора обеспечивает коэффициент трансформации 300:100=3.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the fact that the current amplitude in the power transistors of the inverter of known secondary power sources intended for electric welding machines is large and amounts to about one third of the current in the load, i.e. in an electric arc. This drawback is due to the fact that in order to stabilize the “burning” mode of the electric arc and its easy “ignition”, the developers of the known devices are forced to make the voltage of the secondary winding of the matching transformer very high compared to the voltage in the arc and approximately equal to 100 V. Accordingly, with the primary voltage 220 V network, rectified and smoothed to U m ≈ 220
Figure 00000002
· ≈ 300 V, the voltage at the inverter input provides a transformation ratio of 300: 100 = 3.

При таком коэффициенте трансформации упомянутая выше амплитуда тока в силовых транзисторах инвертора равна одной трети тока дуги. В то же время известно, что фактически напряжение в дуге не превышает при сварке в воздухе 25 В, а при сварке в CO2 и аргоне напряжение дуги значительно меньше. Описанный недостаток, т.е. завышение напряжения, приводит, во-первых, к увеличению мощности и стоимости транзисторов инвертора, во-вторых - к увеличению потерь в них.With such a transformation coefficient, the aforementioned current amplitude in the power transistors of the inverter is equal to one third of the arc current. At the same time, it is known that, in fact, the voltage in the arc does not exceed 25 V when welding in air, and when welding in CO 2 and argon, the arc voltage is much less. The disadvantage described, i.e. overstating the voltage leads, firstly, to an increase in the power and cost of the inverter transistors, and secondly, to an increase in losses in them.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является сварочный аппарат Castolin GmbH. - Германия, Каталог 1994-96 гг. [4], “Kraftzwerg”, содержащий в силовой части сетевой управляемый выпрямитель в виде ди-одно-тиристорного моста, подключенный к его выходу транзисторный инвертор, нагруженный на согласующий трансформатор с выходным напряжением около 100 В, диодный выпрямитель, подключенный входом к вторичной стовольтовой обмотке согласующего трансформатора, а выходом постоянного тока через последовательно включенный сглаживающий дроссель, подключенный к нагрузке. Управление сетевым управляемым выпрямителем и инвертором осуществлено от обычной замкнутой системы управления. Упомянутый Castolin GmbH принимается за прототип. Причины, препятствующие достижению указанного ниже технического результата перечислены выше и относятся как к известным аналогам, так и к прототипу.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a welding machine Castolin GmbH. - Germany, Catalog 1994-96 [4], “Kraftzwerg”, containing in the power part a network controlled rectifier in the form of a di-single-thyristor bridge, a transistor inverter connected to its output, loaded onto a matching transformer with an output voltage of about 100 V, a diode rectifier connected to the secondary voltage input winding matching transformer, and DC output through a series-connected smoothing inductor connected to the load. The network controlled rectifier and inverter are controlled from a conventional closed-loop control system. Mentioned Castolin GmbH is taken as a prototype. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below are listed above and relate to both well-known analogues and the prototype.

Технический результат - уменьшение амплитуды тока в транзисторах инвертора и, как следствие, уменьшение мощности транзисторов, стоимости и потерь.The technical result is a decrease in the amplitude of the current in the transistors of the inverter and, as a consequence, a decrease in the power of the transistors, cost and losses.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем сетевой управляемый выпрямитель, транзисторный инвертор, подключенный входом к выводам постоянного тока упомянутого управляемого выпрямителя, согласующий трансформатор, первичной обмоткой соединенный с выходом инвертора, а вторичной обмоткой подключенный к диодному выпрямителю, выводы постоянного тока которого через последовательно включенный сглаживающий дроссель соединены с нагрузкой и образуют основной источник ее питания, а также содержащий типовую систему управления, упомянутый согласующий трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной через последовательно включенный конденсатор с диагональю переменного тока диодного моста, диагональ постоянного тока которого через Г-образный фильтр подключена к нагрузке параллельно основному источнику питания, причем Г-образный фильтр содержит дроссель, включенный последовательно между одним из выводов упомянутого диодного моста и соответствующим выводом нагрузки, и фильтровый конденсатор, включенный параллельно нагрузке.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known device containing a network controlled rectifier, a transistor inverter connected to the DC terminals of the said controlled rectifier, a matching transformer, connected by a primary winding to the inverter output, and connected to a diode rectifier by a secondary winding, DC outputs of which through a series-connected smoothing inductor are connected to the load and form the main source its power supply infrared, as well as containing a typical control system, the said matching transformer is equipped with an additional secondary winding connected through a series-connected capacitor with an diagonal of the alternating current of the diode bridge, the direct current diagonal of which is connected through the L-shaped filter to the load in parallel with the main power source, and -shaped filter contains a choke connected in series between one of the terminals of the aforementioned diode bridge and the corresponding terminal of the load, and a filter A capacitor connected in parallel with the load.

Это позволило функции “поджига” и стабилизации электрической дуги в зоне небольших токов возложить на дополнительный источник питания, снизить напряжение основной вторичной обмотки согласующего трансформатора до 35 В и, таким образом, почти втрое уменьшить амплитуду тока транзисторов инвертора, т.е. решить поставленную задачу.This allowed the function of “ignition” and stabilization of the electric arc in the zone of small currents to be assigned to an additional power source, to reduce the voltage of the main secondary winding of the matching transformer to 35 V and, thus, to reduce the current amplitude of the inverter transistors by almost three times, i.e. solve the problem.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant's technical result in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for solutions to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of a technical result is not revealed from the prior art as defined by the applicant, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;- addition of a known product to any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result, in relation to which the influence of such additions is established;

- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the influence of such a replacement is established;

- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и прочее);- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of weight, dimensions, material consumption, increased reliability, etc.);

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;

- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены, исходя из известных зависимостей, закономерностей.The described invention is not based on a change in a quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship, or a change in its appearance. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена схема вторичного источника питания и фиг.2 с поясняющими диаграммами. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.The invention is illustrated in figure 1, which presents a diagram of a secondary power source and figure 2 with explanatory diagrams. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result are as follows.

Устройство (фиг.1) содержит сетевой управляющий выпрямитель 1, транзисторный инвертор 2, подключенный входом к выводам постоянного тока сетевого управляющего выпрямителя 1, согласующий трансформатор 3, первичная обмотка 4 которого соединена с выходом транзисторного инвертора 2. Вторичная обмотка 5 согласующего трансформатора 3 подключена к диодному выпрямителю 6, выводы постоянного тока которого через последовательно включенный сглаживающий дроссель 7 соединены с нагрузкой 8, включающей электрод и сварочную дугу, и образуют основной источник питания. Управление сетевым управляющим выпрямителем 1 и транзисторным инвертором 2 осуществлено от типовой системы управления 9, на вход которой подается сигнал задания тока i3. Кроме того, согласующий трансформатор 3 снабжен дополнительной вторичной обмоткой 10, соединенной через последовательно включенный конденсатор 11с диагональю переменного тока диодного моста 12, являющегося дополнительным источником питания. Диагональ постоянного тока диодного моста 12 через Г-образный фильтр подключена к нагрузке 8 параллельно основному источнику питания. Г-образный фильтр содержит дроссель 13, включенный последовательно между одним из выводов диодного моста 12 и соответствующим выводом нагрузки 8, и фильтровый конденсатор 14, включенный параллельно нагрузке 8.The device (figure 1) contains a network control rectifier 1, a transistor inverter 2, connected by an input to the DC terminals of the network control rectifier 1, a matching transformer 3, the primary winding of which 4 is connected to the output of the transistor inverter 2. The secondary winding 5 of the matching transformer 3 is connected to diode rectifier 6, the DC terminals of which, through a series-connected smoothing inductor 7, are connected to a load 8, including an electrode and a welding arc, and form the main source IR power. The network control rectifier 1 and transistor inverter 2 are controlled from a typical control system 9, to the input of which a current command signal i 3 is supplied. In addition, the matching transformer 3 is equipped with an additional secondary winding 10 connected through a series-connected capacitor 11 with an ac diagonal of the diode bridge 12, which is an additional power source. The diagonal of the direct current of the diode bridge 12 through the L-shaped filter is connected to the load 8 in parallel with the main power source. The L-shaped filter contains a choke 13 connected in series between one of the terminals of the diode bridge 12 and the corresponding terminal of the load 8, and a filter capacitor 14 connected in parallel with the load 8.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

При включении в питающую сеть на выходе сетевого управляющего выпрямителя 1 (фиг.1) появляется и плавно увеличивается до максимума выпрямленное напряжение. Выход выпрямителя в известных схемах вторичных источников питания шунтирован конденсатором большой емкости. Для простоты этот конденсатор на схеме фиг.1 не показан, а плавность его заряда обеспечивает система управления 9. С ростом выпрямленного напряжения Ud1 (см. фиг.1) пропорционально растет и напряжение U1, на выходе инвертора 2, имеющее близкую к “прямоугольной” форму и частоту около 100 кГц. Через согласующий трансформатор 3 это напряжение трансформируется во вторичную обмотку 5 и дополнительную вторичную обмотку 10. Коэффициенты трансформации таковы, что напряжение вторичной обмотки 5 составляет около 35 В, т.е. имеет некоторый запас по отношению к падению напряжения в сварочной дуге, равному при сварке в воздухе (20-25) В. Напряжение дополнительной вторичной обмотки 10 около 100 В. В режиме холостого хода установки падение напряжения на конденсаторе 11 практически равно нулю и фильтровый конденсатор 14 заряжается до заряжается до амплитуды напряжения дополнительной вторичной обмотки 10, т.е. примерно до 100 В.When connected to the supply network at the output of the network control rectifier 1 (Fig. 1), the rectified voltage appears and smoothly increases to the maximum. The rectifier output in known circuits of secondary power sources is shunted by a large capacitor. For simplicity, this capacitor is not shown in the diagram of FIG. 1, and the charge of the charge is ensured by the control system 9. With the growth of the rectified voltage U d1 (see FIG. 1), the voltage U 1 at the output of inverter 2, which is close to “ rectangular ”shape and frequency of about 100 kHz. Through a matching transformer 3, this voltage is transformed into a secondary winding 5 and an additional secondary winding 10. The transformation coefficients are such that the voltage of the secondary winding 5 is about 35 V, i.e. has a certain margin with respect to the voltage drop in the welding arc, which is equal to 20-25) V in air welding. The voltage of the secondary secondary winding 10 is about 100 V. In the idle mode of the installation, the voltage drop across the capacitor 11 is practically zero and the filter capacitor 14 charges up to charges up to the voltage amplitude of the secondary secondary winding 10, i.e. up to about 100 V.

Следовательно, напряжение на нагрузке 8 (электрод) в режиме холостого хода около 100 В, а диодный выпрямитель 6 заперт этим напряжением. В момент касания электрода с областью, подлежащей сварке, фильтровой конденсатор 14 начинает разряжаться, что обеспечивает возникновение “искры”, ионизацию дугового промежутка и поддержание дуги при “отрыве” электрода. Дуга поддерживается уже от основного источника питания. Процесс параллельной работы обоих источников на общую нагрузку иллюстрируется диаграммами фиг.2: U1 - напряжение на выходе транзисторного инвертора 2 (в пренебрежении межимпульсными паузами); U11 - напряжение на конденсаторе 11, при постепенном увеличении тока нагрузки 8; U14 - внешняя характеристика дополнительного источника питания; U6 - внешняя характеристика основного источника питания; Iраб - зона рабочих токов нагрузки.Therefore, the voltage at the load 8 (electrode) in idle is about 100 V, and the diode rectifier 6 is locked with this voltage. At the moment of touching the electrode with the area to be welded, the filter capacitor 14 starts to discharge, which ensures the appearance of a “spark”, ionization of the arc gap and maintaining the arc when the electrode “breaks off”. The arc is already supported from the main power source. The process of parallel operation of both sources to the total load is illustrated by the diagrams of figure 2: U 1 - voltage at the output of the transistor inverter 2 (neglecting inter-pulse pauses); U 11 is the voltage across the capacitor 11, with a gradual increase in the load current 8; U 14 - external characteristic of an additional power source; U 6 - external characteristic of the main power source; I slave - zone of working load currents.

Устройство характеризуется следующими внешними характеристиками:The device is characterized by the following external characteristics:

1. Внешняя характеристика основного источника питания (U6 на фиг.2) - типичная для системы, замкнутой по току (на фиг.1 не показан датчик тока нагрузки и цепь обратной связи по току). Характеристика изображена идеально жесткой. Реально она имеет небольшой наклон, обусловленный импедансом питающей сети и внутренним импедансом самого устройства.1. The external characteristic of the main power source (U 6 in Fig. 2) is typical for a system closed by current (Fig. 1 does not show a load current sensor and current feedback circuit). The characteristic is depicted perfectly stiff. In reality, it has a slight slope due to the impedance of the mains and the internal impedance of the device itself.

2. Внешняя характеристика дополнительного источника питания (U14 на фиг.2) при токах нагрузки Iн≤ Iкр линейная и жесткая, так как конденсатор 11 не успевает за время τ (диаграмма 1 на фиг.2) заряжаться до амплитуды напряжения дополнительной вторичной обмотки 10 и потому (если пренебречь ничтожными потерями в конденсаторе) не влияет на величину средневыпрямленного напряжения U14. При Id>Iкр (диаграмма 3 на фиг.2) конденсатор 11 заряжается до амплитуды за время t1<τ (диаграмма 4 на фиг.2). Амплитуда выпрямленного напряжения на конденсаторе 11 при Id=Iкр 2. The external characteristic of the additional power source (U 14 in Fig. 2) at load currents I n ≤ I cr is linear and rigid, since the capacitor 11 does not have time to charge in time τ (diagram 1 in Fig. 2) to an additional secondary voltage amplitude winding 10 and therefore (neglecting negligible losses in the capacitor) does not affect the value of the average rectified voltage U 14 . When I d > I cr (chart 3 in figure 2), the capacitor 11 is charged to the amplitude in time t 1 <τ (chart 4 in figure 2). The amplitude of the rectified voltage across the capacitor 11 at I d = I cr

Figure 00000003
Figure 00000003

поскольку за время τ ток нагрузки можно считать неизменным (τ ≈ 10-5 с). Аналогично, амплитуда напряжения в режиме I>Iкр since over time τ the load current can be considered unchanged (τ ≈ 10 -5 s). Similarly, the voltage amplitude in mode I> I cr

Figure 00000004
Figure 00000004

Поскольку амплитуда напряжения Um в сравниваемых режимах одинакова, выражения (1) и (2) можно приравнять:Since the voltage amplitude U m in the compared modes is the same, expressions (1) and (2) can be equated:

Figure 00000005
Figure 00000005

Но в соответствии с диаграммой 4 на фиг.2 t1/τ =Ud(t1)/d(τ ), где Ud - средневыпрямленное напряжение. Следовательно Iкр/It= Ud(t)/d(τ ), откуда Iкр· Ud(τ )=It· Ud(t)=const при любом t<τ .But in accordance with diagram 4 in figure 2 t 1 / τ = U d (t1) / d (τ) , where U d is the average rectified voltage. Therefore, I cr / I t = U d (t) / d (τ) , whence I cr · U d (τ) = I t · U d (t) = const for any t <τ.

Таким образом, в зоне Iкр<I<Iраб min дополнительный источник питания имеет внешнюю характеристику гиперболического вида с постоянной мощностью в нагрузке: Рd=Ud· Id=const, что идеально подходит для электрической дуги в воздухе.Thus, in zone I cr <I <I slave min, the additional power source has an external characteristic of a hyperbolic type with constant power in the load: P d = U d · I d = const, which is ideal for an electric arc in air.

При I>Iраб min дополнительный источник заперт, так как его напряжение меньше напряжения основного источника, и, наконец, при I=Imax напряжение обоих источников приближается к нулю уже под воздействием обратной связи по току в системе управления инвертором.At I> I, the slave min the additional source is locked, since its voltage is less than the voltage of the main source, and finally, at I = I max the voltage of both sources approaches zero already under the influence of current feedback in the inverter control system.

Из приведенных диаграмм видно, что в зоне рабочих токов нагрузки (сварки) дополнительный источник, т.е. диодный мост 12, заперт. В то же время относительно высокое напряжение в режиме холостого хода и малых токов обеспечивает легкий “поджиг” и поддержание дуги при малых токах.From the above diagrams it can be seen that in the area of the operating load (welding) currents, an additional source, i.e. diode bridge 12 is locked. At the same time, a relatively high voltage in idle mode and low currents provides easy “ignition” and arc maintenance at low currents.

В известных вторичных источниках питания, в том числе и в прототипе, напряжение вторичной обмотки согласующего трансформатора, как и указано выше, примерно 100 В. Напряжение инвертора при питании от однофазной сети ~ 220 В составляет примерно 300 В, значит коэффициент трансформации 300/100=3 и, соответственно, амплитуда тока в транзисторах инвертора равна 1/3 тока нагрузки. Например, при токе нагрузки 200 А, ток (в амплитуде) у транзисторов известных устройств будет равен 200/3≈ 67 А.In well-known secondary power sources, including the prototype, the voltage of the secondary winding of the matching transformer, as described above, is approximately 100 V. 3 and, accordingly, the amplitude of the current in the transistors of the inverter is equal to 1/3 of the load current. For example, at a load current of 200 A, the current (in amplitude) of the transistors of known devices will be 200 / 3≈ 67 A.

В предлагаемом устройстве напряжение снижено до 35 В, значит при токе нагрузки, таком же как в известных устройствах, амплитуда тока в транзисторах инвертора будет в 100/35≈ 2,85 раза меньше, что весьма существенно, так как силовые транзисторы или транзисторные составные модули, во-первых, составляют существенную часть общей стоимости устройства; во-вторых, уменьшение тока снижает потери. Заметим, что потери в дополнительном источнике питания пренебрежимо малы, так как он включается лишь кратковременно. Следует отметить, что для перевода предлагаемого устройства в режиме сварки в среде СО2 или в аргоне достаточно отключить дополнительную вторичную обмотку 10 согласующего трансформатора 3, так как в этих режимах требуется жесткая внешняя характеристика и не требуется повышенное напряжение для “поджига” дуги. Таким образом, предлагаемое устройство не уступает известным в смысле универсальности и, одновременно, обладает существенными преимуществами в режиме сварки в воздухе: ток транзисторов инвертора 2 снижен почти втрое по сравнению с током (амплитудой) в известных устройствах, а условия “поджига” электрической дуги даже несколько улучшены, так как касание электрода к свариваемой детали сопровождается форсированным разрядом энергии, накопленной в фильтровом конденсаторе 14.In the proposed device, the voltage is reduced to 35 V, which means that when the load current is the same as in the known devices, the current amplitude in the inverter transistors will be 100 / 35≈ 2.85 times less, which is very significant, since power transistors or transistor composite modules firstly, they constitute an essential part of the total cost of the device; secondly, a decrease in current reduces losses. Note that the losses in the additional power source are negligible, since it turns on only for a short time. It should be noted that to translate the proposed device in the welding mode in a CO 2 or argon medium, it is sufficient to disconnect the additional secondary winding 10 of the matching transformer 3, since in these modes a rigid external characteristic is required and an increased voltage is not required for arc “ignition”. Thus, the proposed device is not inferior to the known in the sense of versatility and, at the same time, has significant advantages in the welding mode in air: the current of the transistors of the inverter 2 is almost three times lower than the current (amplitude) in the known devices, and the conditions for “igniting” the electric arc even somewhat improved, since the touch of the electrode to the welded part is accompanied by a forced discharge of energy stored in the filter capacitor 14.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области электротехники;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of electrical engineering;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;- for the claimed device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Источники информацииSources of information

1. ДС-200 AL - Технотрон. - Россия, каталог, 1995 г.1. DS-200 AL - Technotron. - Russia, catalog, 1995

2. Transpoket. - Австрия, каталог, 1995-96 гг.2. Transpoket. - Austria, catalog, 1995-96

3. Invertec V-130-S - Linkoln-США (1997 г.).3. Invertec V-130-S - Linkoln-USA (1997).

4. Castolin GmbH. - Германия, “Kraftzwerg” - 1994-96 гг.4. Castolin GmbH. - Germany, “Kraftzwerg” - 1994-96.

5. Вторичный источник питания (пат. №2131640 от 12.01.98 г., авторы Магазинник Г.Г., Шингаров В.П., Магазинник Л.Т.).5. Secondary power source (US Pat. No. 2131640 dated 01/12/98, authors Magazin GG, Shingarov VP, Magazin L.T.).

6. Магазинник А.Г., Магазинник Л.Т., Магазинник Г.Г. Коррекция коэффициента мощности вторичных источников питания //Электротехника, №5, 2001 г., с.40... 42.6. Storekeeper A.G., Storekeeper L.T., Storekeeper G.G. Correction of power factor of secondary power sources // Electrical Engineering, No. 5, 2001, p. 40 ... 42.

Claims (1)

Вторичный источник питания, преимущественно для электросварочных аппаратов, содержащий сетевой управляемый выпрямитель, транзисторный инвертор, подключенный входом к выводам постоянного тока упомянутого сетевого управляемого выпрямителя, согласующий трансформатор, первичной обмоткой соединенный с выходом транзисторного инвертора, а вторичной обмоткой подключенный к диодному выпрямителю, выводы постоянного тока которого через последовательно включенный сглаживающий дроссель соединены с нагрузкой и образуют основной источник ее питания, а также содержащий типовую систему управления, отличающийся тем, что согласующий трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной через последовательно включенный конденсатор с диагональю переменного тока диодного моста, диагональ постоянного тока которого через Г-образный фильтр подключена к нагрузке параллельно основному источнику питания, причем Г-образный фильтр содержит дроссель, включенный последовательно между одним из выводов диодного моста и соответствующим выводом нагрузки, и фильтровый конденсатор, включенный параллельно нагрузке.A secondary power source, mainly for electric welding machines, containing a network controlled rectifier, a transistor inverter connected to the DC terminals of the aforementioned network controlled rectifier, a matching transformer, connected by a primary winding to the output of a transistor inverter, and connected to a diode rectifier by a secondary winding, DC outputs which through a series-connected smoothing inductor are connected to the load and form its main source power supply, as well as containing a typical control system, characterized in that the matching transformer is equipped with an additional secondary winding connected through a series-connected capacitor with an diagonal of the alternating current of the diode bridge, the direct current diagonal of which is connected through the L-shaped filter to the load in parallel with the main power source, and The L-shaped filter contains a throttle connected in series between one of the terminals of the diode bridge and the corresponding terminal of the load, and a filter cond A sensor connected in parallel with the load.
RU2003124501/09A 2003-08-05 2003-08-05 Secondary power supply RU2242835C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124501/09A RU2242835C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Secondary power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124501/09A RU2242835C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Secondary power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2242835C1 true RU2242835C1 (en) 2004-12-20
RU2003124501A RU2003124501A (en) 2005-02-10

Family

ID=34388469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124501/09A RU2242835C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Secondary power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2242835C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124501A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6812916B2 (en) Driving circuit for LCD backlight
CN1028948C (en) Fluorescent lamp controllers with dimming control
US6876157B2 (en) Lamp inverter with pre-regulator
US5519289A (en) Electronic ballast with lamp current correction circuit
US5381076A (en) Metal halide electronic ballast
US6856102B1 (en) Three-stage electronic ballast for metal halide lamps
US9837913B1 (en) Control method to avoid capacitive mode switching for resonant converters
US9716426B2 (en) Switching power supply circuit
US8344628B2 (en) Dimming electronic ballast with lamp end of life detection
JP2010140675A (en) Power supply device
US10476399B1 (en) Frequency control method for self-oscillating circuit
JP2001357993A (en) Discharge lamp lighting device
RU2242835C1 (en) Secondary power supply
JPH06327247A (en) High-power-factor power supply device
JP2003529891A (en) Dimmable electronic ballast with single-stage feedback inverter
KR100301964B1 (en) Constant outputting circuit and inrush current suppressing circuit by frequency control of electronic stabilizer for high pressure discharge lamp
Ng et al. High frequency AC distributed power system for fluorescent lighting
JPH0631680Y2 (en) Discharge lamp lighting device
JPH034492A (en) Stabilizing circuit for discharge lamp
KR940002674Y1 (en) Stabilizer circuit for electronic method fluorescent
KR100259184B1 (en) Error voltage detecting circuit for electronic ballast
JPH01294398A (en) Electric discharge lamp lighting device
KR930005764B1 (en) Neon tube control circuits for neon transformer
JPS58107267A (en) Electric power source for welding
KR200321780Y1 (en) Power Factor Compensation Circuit of Arc Welding Machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050806