RU2247013C2 - Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2247013C2
RU2247013C2 RU2000113760/02A RU2000113760A RU2247013C2 RU 2247013 C2 RU2247013 C2 RU 2247013C2 RU 2000113760/02 A RU2000113760/02 A RU 2000113760/02A RU 2000113760 A RU2000113760 A RU 2000113760A RU 2247013 C2 RU2247013 C2 RU 2247013C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
arc
transformer
additional
outlet
Prior art date
Application number
RU2000113760/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000113760A (en
Inventor
Н.М. Чуйко (RU)
Н.М. Чуйко
Д.Н. Чуйко (RU)
Д.Н. Чуйко
Original Assignee
Чуйко Николай Михайлович
Чуйко Дмитрий Николаевич
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35286502&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2247013(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Чуйко Николай Михайлович, Чуйко Дмитрий Николаевич filed Critical Чуйко Николай Михайлович
Priority to RU2000113760/02A priority Critical patent/RU2247013C2/en
Publication of RU2000113760A publication Critical patent/RU2000113760A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247013C2 publication Critical patent/RU2247013C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: welding processes and equipment, namely methods and apparatuses providing igniting and stable burning of electric arc.
SUBSTANCE: method comprises steps of supplying from AC source voltage equal to burning voltage of electric arc; adding it with initial voltage until value respective to electric arc igniting voltage; then reducing initial voltage until voltage of stable burning of arc. Value of initial voltage is reduced at time moment of arc igniting until value of arc burning voltage by means of reactive member connected in series with additional AC voltage source and connection point of two connected in series diodes connected with outlet of bridge type rectifier. Said voltage source is in the form of power transformer whose secondary winding is connected with inlet of diode bridge rectifier. Additional AC voltage source is in the form of additional transformer. First outlets of secondary windings of power transformer are connected in common point. Outlet of diode bridge-type rectifier is connected with two connected in series diodes for forming together with one pair of its diode bridge type rectifier whose outlet voltage is igniting voltage. Connection point of two connected in series diodes is connected with second outlet of secondary winding of additional transformer. Primary winding of said transformer is connected in parallel to primary winding of power transformer. One outlet of primary of additional transformer is connected directly and its other outlet is connected through reactive member with outlet of primary winding of power transformer.
EFFECT: enhanced stability of electric arc igniting and burning, lowered electric energy loss.
4 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Известен способ регулирования напряжения при электродуговой сварке и устройство для его осуществления (патент СССР №1790475, В 23 К 9/06, опубл. БИ №3, 1993 г.), заключающийся в подаче исходного напряжения, повышении исходного напряжения до величины напряжения зажигания дуги и снижении напряжения до величины устойчивого горения дуги, при этом величину исходного напряжения выбирают равной напряжению горения дуги.A known method of regulating the voltage in electric arc welding and a device for its implementation (USSR patent No. 1790475, 23 K 9/06, publ. BI No. 3, 1993), which consists in supplying the initial voltage, increasing the initial voltage to the ignition voltage of the arc and reducing the voltage to a value of stable arc burning, while the value of the initial voltage is chosen equal to the arc burning voltage.

Недостатком указанного способа является зависимость величины напряжения зажигания от исходного напряжения, которая определяется величиной выбранного коэффициента умножения. Для регулирования величины сварочного тока требуется изменение исходного напряжения, которое выбирают равным напряжению горения дуги, например, для уменьшения сварочного тока необходимо снизить исходное напряжение, при этом снижается напряжение зажигания, что неблагоприятно влияет на процессе возбуждения дуги. Для увеличения сварочного тока необходимо увеличить исходное напряжение, при этом увеличивается и напряжение зажигания дуги до величины, превышающей оптимальное значение, что приводит к увеличению расхода электроэнергии, так как при больших сварочных токах стабильность зажигания и горения дуги повышается сама по себе, и нет необходимости повышать напряжение зажигания дуги.The disadvantage of this method is the dependence of the magnitude of the ignition voltage on the initial voltage, which is determined by the value of the selected multiplication coefficient. To control the magnitude of the welding current, a change in the initial voltage is required, which is chosen equal to the arc burning voltage, for example, to reduce the welding current, it is necessary to reduce the initial voltage, while the ignition voltage is reduced, which adversely affects the arc excitation process. To increase the welding current, it is necessary to increase the initial voltage, and the arc ignition voltage also increases to a value that exceeds the optimal value, which leads to an increase in energy consumption, since at high welding currents the stability of ignition and arc burning increases by itself, and there is no need to increase arc ignition voltage.

Недостатком устройства, реализующего указанный способ, является перегрузка одного плеча диодного мостового выпрямителя зарядным током конденсаторов схемы умножения, а также большая величина зарядно-разрядного тока, протекающего через два последовательно соединенных конденсатора, в результате нагревания которых снижается их долговечность и надежность всего устройства.The disadvantage of the device that implements this method is the overload of one arm of the diode bridge rectifier by the charging current of the capacitors of the multiplication circuit, as well as the large value of the charge-discharge current flowing through two series-connected capacitors, as a result of heating of which their durability and reliability of the entire device are reduced.

Задачей изобретения является повышение стабильности зажигания и горения дуги и уменьшение расхода электроэнергии.The objective of the invention is to increase the stability of ignition and burning of the arc and reduce energy consumption.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении стабильности зажигания и горения дуги в процессе сварки независимо от качества применяемых электродов и квалификации сварщика, а также повышение КПД устройства.The technical result from the use of the invention is to increase the stability of ignition and arc burning during welding, regardless of the quality of the electrodes used and the qualifications of the welder, as well as improving the efficiency of the device.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования напряжения при электродуговой сварке, заключающемся в подаче от источника питания переменного напряжения, равного напряжению горения дуги, сложении его с исходным напряжением до величины, соответствующей напряжению зажигания дуги, и последующее снижение исходного напряжения до величины напряжения устойчивого горения дуги, причем величину исходного напряжения снижают в момент зажигания дуги до величины напряжения горения дуги с помощью реактивного элемента, подключенного последовательно с дополнительным источником переменного напряжения и общей точкой двух последовательно соединенных диодов, присоединенных к выходу мостового выпрямителя.The technical result is achieved by the fact that in the method of generating voltage during electric arc welding, which consists in applying an alternating voltage equal to the arc voltage from the power source, adding it to the initial voltage to a value corresponding to the arc ignition voltage, and then reducing the initial voltage to a steady voltage value arc burning, and the magnitude of the initial voltage is reduced at the moment of ignition of the arc to the magnitude of the burning voltage of the arc using a reactive element, in series with an additional source of alternating voltage and a common point of two series-connected diodes connected to the output of the bridge rectifier.

Технический результат достигается также тем, что устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке, включающее источник переменного напряжения, соединенный с входом диодного мостового выпрямителя, дроссель, присоединенный одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и реактивный элемент, при этом источник переменного напряжения представляет собой силовой трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом диодного мостового выпрямителя, а устройство снабжено дополнительным источником переменного напряжения в виде дополнительного трансформатора и двумя последовательно соединенными диодами, при этом первые выводы вторичных обмоток силового трансформатора и дополнительного трансформатора объединены в общую точку, к выходу диодного мостового выпрямителя присоединены два последовательно соединенных диода, образующих с одной из его пар диодов мостовой выпрямитель для получения на его выходе напряжения зажигания, а общая точка последовательно соединенных диодов подключена ко второму выводу вторичной обмотки дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого параллельно соединена с первичной обмоткой силового трансформатора, причем один вывод первичной обмотки дополнительного трансформатора - непосредственно, а другой - через реактивный элемент ко второму выводу первичной обмотки силового трансформатора.The technical result is also achieved by the fact that the device for generating voltage during electric arc welding, including an AC voltage source connected to the input of the diode bridge rectifier, a choke connected to one output to the output of the diode bridge rectifier, and the other to the output of the device, and a reactive element, when this source of alternating voltage is a power transformer, the secondary winding of which is connected to the input of the diode bridge rectifier, and the device is equipped with an alternating voltage source in the form of an additional transformer and two series-connected diodes, while the first terminals of the secondary windings of the power transformer and the additional transformer are combined into a common point, two series-connected diodes are connected to the output of the diode bridge rectifier, forming a bridge rectifier with one of its pairs of diodes to obtain the ignition voltage at its output, and the common point of the series-connected diodes is connected to the second output of the secondary second additional transformer, whose primary winding is connected in parallel with the primary winding of the power transformer, and one additional output transformer primary winding - directly and the other - through the reactive element to the second terminal of the primary winding of the power transformer.

Кроме того, реактивный элемент может быть выполнен в виде:In addition, the reactive element can be made in the form of:

- дросселя;- throttle;

- конденсатора.- capacitor.

На фиг.1 представлена вольтамперная характеристика, поясняющая реализацию способа.Figure 1 presents the current-voltage characteristic, explaining the implementation of the method.

На фиг.2 показана схема устройства для формирования напряжения.Figure 2 shows a diagram of a device for generating voltage.

На фиг.3 приведен вариант выполнения реактивного элемента в виде дросселя.Figure 3 shows an embodiment of a reactive element in the form of a throttle.

На фиг.4 приведен вариант выполнения реактивного элемента в виде конденсатора.Figure 4 shows an embodiment of a reactive element in the form of a capacitor.

Способ формирования напряжения при электродуговой сварке реализован следующим образом.The method of generating voltage during electric arc welding is implemented as follows.

От источника питания используют переменное напряжение, величина U1 (фиг.1) которого соответствует напряжению горения дуги, сложение его с исходным переменным напряжением до величины U2, после выпрямления которого формируют напряжение, обеспечивающее условия зажигания дуги. Затем исходное напряжение в момент зажигания дуги (момент касания электродом детали) снижают до величины напряжения горения дуги. Выбирая величину исходного напряжения, дающую в сумме с переменным напряжением U1 напряжение, равное напряжению зажигания дуги, и уменьшая величину исходного напряжения за счет падения переменного напряжения на реактивном элементе, подключенном последовательно с дополнительным источником переменного напряжения и общей точкой двух последовательно соединенных диодов, присоединенных к выходу мостового выпрямителя, при протекании через него тока пропорционального току зажигания дуги, значительно меньшего чем сварочный ток, снижают его до величины напряжения горения дуги, при этом сокращаются потери энергии на поддержание горения дуги.An alternating voltage is used from the power source, the value U1 (Fig. 1) of which corresponds to the arc burning voltage, adding it to the initial alternating voltage to the value U2, after rectification of which a voltage is formed that provides the conditions for ignition of the arc. Then, the initial voltage at the moment of ignition of the arc (the moment the electrode touches the part) is reduced to the value of the arc burning voltage. Choosing the magnitude of the initial voltage, which gives, in total with the alternating voltage U1, a voltage equal to the ignition voltage of the arc, and decreasing the magnitude of the initial voltage due to a drop in the alternating voltage on the reactive element, connected in series with an additional source of alternating voltage and a common point of two series-connected diodes connected to the output of the bridge rectifier, when the current flows through it, proportional to the ignition current of the arc, significantly less than the welding current, reduce it to the value of the arc burning voltage, while reducing energy loss to maintain the burning of the arc.

Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке включает диодный мостовой выпрямитель, состоящий из диодов 2, 3, 4, 5, вход которого соединен с вторичной обмоткой силового трансформатора 1, дроссель 6, присоединенный одним выводом к одному из выходов диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, реактивный элемент 7, источник переменного напряжения, представляющий собой силовой трансформатор 1, и дополнительный источник переменного напряжения, представляющий собой дополнительный трансформатор 10, первые выводы вторичных обмоток которых объединены в общую точку, при этом к выходу диодного мостового выпрямителя присоединены два последовательно соединенных диода 8 и 9, образующие с парой диодов 2, 3 мостовой выпрямитель, а общая точка последовательно соединенных диодов подключена ко второму выводу вторичной обмотки дополнительного трансформатора, выводы первичной обмотки которого соединены параллельно с выводами первичной обмотки силового трансформатора один - непосредственно, а другой - через реактивный элемент 7. Реактивный элемент 7 может быть подключен последовательно с первичной обмоткой дополнительного трансформатора и выполнен в виде дросселя 11 или конденсатора 12.A device for generating voltage during electric arc welding includes a diode bridge rectifier, consisting of diodes 2, 3, 4, 5, the input of which is connected to the secondary winding of the power transformer 1, a choke 6 connected by one output to one of the outputs of the diode bridge rectifier, and the other by to the output of the device, a reactive element 7, an AC voltage source, which is a power transformer 1, and an additional AC voltage source, which is an additional transformer 10, the first you water of the secondary windings of which are combined into a common point, while two diodes 8 and 9 are connected in series to the output of the diode bridge rectifier, forming a bridge rectifier with a pair of diodes 2, 3, and the common point of the series connected diodes is connected to the second terminal of the secondary winding of the additional transformer, the terminals of the primary winding of which are connected in parallel with the terminals of the primary winding of the power transformer, one directly and the other through the reactive element 7. The reactive element 7 can It is connected in series with the primary winding of an additional transformer and configured as a capacitor 11 or choke 12.

Устройство работает следующим образом. От вторичной обмотки силового трансформатора 1 на вход диодного мостового выпрямителя подают переменное напряжение U1, величина которого соответствует напряжению горения дуги, и с помощью диодов 2, 3, 4, 5 производят его выпрямление. С помощью вторичной обмотки дополнительного трансформатора 10 и напряжения U1 формируют напряжение U2, которое подают на вход мостового выпрямителя, состоящего из диодов 2, 3, 8, 9, на выходе которого получают напряжение, соответствующее напряжению зажигания дуги. При касании электродом детали (момент зажигания) через реактивный элемент 7 протекает ток, пропорциональный току зажигания дуги, создающий падение напряжения на нем, в результате на входе дополнительного трансформатора напряжение уменьшается до величины, при которой напряжение U2 установится равным напряжению горения дуги. В этот момент открываются диоды 2, 3, 4, 5 и напряжение на выходе мостового выпрямителя поддерживается равным напряжению горения дуги.The device operates as follows. From the secondary winding of the power transformer 1, an alternating voltage U1 is supplied to the input of the diode bridge rectifier, the value of which corresponds to the arc burning voltage, and with the help of diodes 2, 3, 4, 5 it is rectified. Using the secondary winding of the additional transformer 10 and voltage U1, voltage U2 is generated, which is fed to the input of a bridge rectifier, consisting of diodes 2, 3, 8, 9, at the output of which a voltage corresponding to the arc ignition voltage is obtained. When the electrode touches the part (ignition time), a current proportional to the ignition current of the arc flows through the reactive element 7, which creates a voltage drop across it, as a result, at the input of the additional transformer, the voltage decreases to a value at which the voltage U2 is set equal to the arc burning voltage. At this moment, diodes 2, 3, 4, 5 open and the voltage at the output of the bridge rectifier is maintained equal to the arc burning voltage.

Таким образом, использование напряжения от вторичной обмотки силового трансформатора 1, равного напряжению горения дуги, сложение его с исходным напряжением до величины, равной напряжению зажигания дуги, сформированного с помощью дополнительного трансформатора, снижение его до величины напряжения горения дуги, достигаемое за счет падения напряжения на реактивном элементе 7, приводит к снижению исходного напряжения до напряжения горения дуги, за счет этого сокращаются потери энергии при работе предлагаемого устройства. При регулировании величины сварочного тока изменяется напряжение горения дуги, при этом напряжение зажигания дуги остается постоянным.Thus, using the voltage from the secondary winding of the power transformer 1 equal to the arc burning voltage, adding it with the initial voltage to a value equal to the ignition voltage of the arc formed using an additional transformer, reducing it to the value of the arc burning voltage achieved by dropping the voltage by the reactive element 7, leads to a decrease in the initial voltage to the burning voltage of the arc, thereby reducing energy loss during operation of the proposed device. When adjusting the magnitude of the welding current, the arc burning voltage changes, while the arc ignition voltage remains constant.

Пример. В качестве силового источника питания использовали однофазный тороидальный трансформатор с напряжением U1=27 В, с помощью дополнительного трансформатора с выходным напряжением 20 В формируют напряжение U2=47 В, после выпрямления которого оно повышалось до величины 66 В, равной напряжению зажигания. В процессе зажигания дуги оно снижалось до 27 В. Мощность, выделяемая в дуге, составила 6,8 кВт, при КПД устройства 89%.Example. A single-phase toroidal transformer with a voltage of U1 = 27 V was used as a power supply, using an additional transformer with an output voltage of 20 V, a voltage of U2 = 47 V was formed, after rectification of which it increased to a value of 66 V, equal to the ignition voltage. During ignition of the arc, it decreased to 27 V. The power released in the arc was 6.8 kW, with an efficiency of 89%.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить стабильность зажигания и горения дуги, снизить потери электроэнергии.Thus, the use of the invention improves the stability of ignition and burning of the arc, to reduce energy losses.

Claims (4)

1. Способ формирования напряжения при электродуговой сварке, заключающийся в подаче от источника питания переменного напряжения, равного напряжению горения дуги, сложении его с исходным напряжением до величины, соответствующей напряжению зажигания дуги, и последующее снижение исходного напряжения до величины напряжения устойчивого горения дуги, отличающийся тем, что величину исходного напряжения снижают в момент зажигания дуги до величины напряжения горения дуги с помощью реактивного элемента, подключенного последовательно с дополнительным источником переменного напряжения и общей точкой двух последовательно соединенных диодов, присоединенных к выходу мостового выпрямителя.1. The method of generating voltage during electric arc welding, which consists in applying from the power source an alternating voltage equal to the arc burning voltage, adding it to the initial voltage to a value corresponding to the arc ignition voltage, and then reducing the initial voltage to a constant arc burning voltage, characterized in that the value of the initial voltage is reduced at the time of ignition of the arc to the value of the burning voltage of the arc using a reactive element connected in series with an alternating voltage source and a common point of two series-connected diodes connected to the output of a bridge rectifier. 2. Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке, включающее источник переменного напряжения, соединенный с входом диодного мостового выпрямителя, дроссель, присоединенный одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и реактивный элемент, отличающееся тем, что источник переменного напряжения представляет собой силовой трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом диодного мостового выпрямителя, а устройство снабжено дополнительным источником переменного напряжения в виде дополнительного трансформатора и двумя последовательно соединенными диодами, при этом первые выводы вторичных обмоток силового трансформатора и дополнительного трансформатора объединены в общую точку, к выходу диодного мостового выпрямителя присоединены два последовательно соединенных диода, образующих с одной из его пар диодов мостовой выпрямитель для получения на его выходе напряжения зажигания, а общая точка последовательно соединенных диодов подключена ко второму выводу вторичной обмотки дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого параллельно соединена с первичной обмоткой силового трансформатора, причем один вывод первичной обмотки дополнительного трансформатора непосредственно, а другой через реактивный элемент подключены ко второму выводу первичной обмотки силового трансформатора.2. Device for generating voltage during electric arc welding, including an AC voltage source connected to the input of a diode bridge rectifier, a choke connected to one output of the diode bridge rectifier, and the other to the output of the device, and a reactive element, characterized in that the AC source voltage is a power transformer, the secondary winding of which is connected to the input of the diode bridge rectifier, and the device is equipped with an additional source of alternating voltage voltage in the form of an additional transformer and two series-connected diodes, while the first outputs of the secondary windings of the power transformer and the additional transformer are combined into a common point, two series-connected diodes are connected to the output of the diode bridge rectifier, forming a bridge rectifier with one of its pairs of diodes to obtain its output is the ignition voltage, and the common point of the series-connected diodes is connected to the second terminal of the secondary winding of the additional transfer an ormator, the primary winding of which is connected in parallel with the primary winding of the power transformer, with one terminal of the primary winding of the additional transformer directly and the other through the reactive element connected to the second terminal of the primary winding of the power transformer. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что реактивный элемент выполнен в виде дросселя.3. The device according to claim 2, characterized in that the reactive element is made in the form of a throttle. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что реактивный элемент выполнен в виде конденсатора.4. The device according to claim 2, characterized in that the reactive element is made in the form of a capacitor.
RU2000113760/02A 2000-05-31 2000-05-31 Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same RU2247013C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000113760/02A RU2247013C2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000113760/02A RU2247013C2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000113760A RU2000113760A (en) 2002-03-27
RU2247013C2 true RU2247013C2 (en) 2005-02-27

Family

ID=35286502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000113760/02A RU2247013C2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247013C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4240009A (en) Electronic ballast
US20060126368A1 (en) Switching power supply with capacitor input for a wide range of AC input voltages
RU2111632C1 (en) Controlled power supply
CN110957796A (en) Wireless charging circuit and system
RU2247013C2 (en) Method for generating voltage at electric arc welding and apparatus for performing the same
RU2173617C2 (en) Apparatus for generating voltage at electric arc welding
CN211046755U (en) PFC circuit with input power limiting function
RU2324581C2 (en) Technique of electric arc welding voltage generating and appropriate apparatus
RU2130678C1 (en) Charging/starting device for welding operations
RU2154559C1 (en) Method for stabilizing electric arc process and apparatus for performing the same
CN205622299U (en) Wide voltage constant current charger of heavy current
JPS60223476A (en) Dc power source
CN107124111A (en) A kind of novel high-power semibridge system exports rearrangeable switch power supply
RU2441733C1 (en) Thyristor transformer for arc welding
RU2229365C2 (en) Method for controlling outer characteristics of welding generators and apparatus for performing the same
JP2905540B2 (en) Power supply for pulse arc welding
SU1296337A1 (en) Welding current control
RU2138843C1 (en) Electric arc process voltage control device
RU1790475C (en) Method and apparatus for controlling voltage at electric arc welding
RU2056235C1 (en) Single-phase welding rectifier
RU2047444C1 (en) Device for carrying out resistance welding
KR910002376B1 (en) Transformer
JPH05111244A (en) Power source for arc welding machine
RU2053071C1 (en) Power supply source of welding arc
RU16912U1 (en) HIGH-FREQUENCY POWER SUPPLY DEVICE FOR WELDING WORKS

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20060613

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090601