RU2356709C1 - Welding arc power supply - Google Patents
Welding arc power supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356709C1 RU2356709C1 RU2007142899/02A RU2007142899A RU2356709C1 RU 2356709 C1 RU2356709 C1 RU 2356709C1 RU 2007142899/02 A RU2007142899/02 A RU 2007142899/02A RU 2007142899 A RU2007142899 A RU 2007142899A RU 2356709 C1 RU2356709 C1 RU 2356709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- welding
- isolation transformer
- rectifier
- additional
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для сварки изделий в полевых и стационарных условиях.The invention relates to welding production and can be used for welding products in the field and stationary conditions.
Известен источник питания сварочной дуги (см. АС №1013160 Опубл. 23.04.83, Бюл. №15).A known power source of the welding arc (see AS No. 1013160 Publ. 23.04.83, Bull. No. 15).
В этом источнике ротор асинхронного генератора жестко соединен с валом приводного двигателя. Возбуждается генератор от емкости конденсаторной батареи. Первичная обмотка трансформатора присоединена к дополнительной батареи конденсаторов, к которой включены резисторы и электронный ключ со схемой управления. Вторичная обмотка трансформатора включена на выпрямитель с датчиком сварочного тока и сварочными электродами.In this source, the rotor of the asynchronous generator is rigidly connected to the shaft of the drive motor. The generator is excited from the capacitance of the capacitor bank. The primary winding of the transformer is connected to an additional capacitor bank, to which resistors and an electronic switch with a control circuit are included. The secondary winding of the transformer is connected to a rectifier with a welding current sensor and welding electrodes.
Недостатком устройства является то, что согласующий трансформатор имеет большую массу, габариты и дополнительные потери в резисторах.The disadvantage of this device is that the matching transformer has a large mass, dimensions and additional losses in the resistors.
Наиболее близким к предлагаемому является источник питания сварочной дуги (см. АС №1013161 Опубл. 23.04.83, Бюл. №15), содержащий асинхронный генератор с конденсаторным самовозбуждением, трансформатор, дополнительную конденсаторную батарею и выпрямитель, через который вторичная обмотка трансформатора соединена с выходными клеммами источника, а первичная обмотка одними концами соединена с асинхронным генератором повышенной частоты тока, другими - с одними обкладками дополнительной конденсаторной батареи, в источник введены дополнительный мостовой выпрямитель с объединенной катодной и анодной группами вентилей, однофазный инвертор, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой, и электронный ключ со схемой управления, при этом параллельно вторичной обмотке разделительного трансформатора подключен электронный ключ, к его первичной обмотке подключен однофазный инвертор, причем вход инвертора подключен к анодной группе вентилей мостового выпрямителя, к средней точке первичной обмотки разделительного трансформатора подсоединена катодная группа вентилей, а к общим точкам попарно соединенных вентилей подключен другой обкладкой каждый дополнительный конденсатор конденсаторной батареи.Closest to the proposed one is the power source of the welding arc (see AC No. 1013161 Publ. 23.04.83, Bull. No. 15) containing an asynchronous generator with capacitor self-excitation, a transformer, an additional capacitor bank and a rectifier through which the secondary winding of the transformer is connected to the output terminals of the source, and the primary winding at one end is connected to an asynchronous generator of increased current frequency, the other is connected to one of the plates of an additional capacitor bank, an additional mo a commercial rectifier with combined cathode and anode groups of valves, a single-phase inverter, an isolation transformer, the primary winding of which is made with a midpoint, and an electronic switch with a control circuit, while an electronic switch is connected parallel to the secondary winding of the isolation transformer, a single-phase inverter is connected to its primary winding, moreover, the inverter input is connected to the anode group of valves of the bridge rectifier, a cat is connected to the midpoint of the primary winding of the isolation transformer one group of valves, and each additional capacitor of the capacitor bank is connected to the common points of the pairwise connected valves.
Недостатком этого источника является сложность регулирования тока сварки, низкий КПД за счет двойного преобразования энергии в двух трансформаторах, а также по этой причине большие массогабаритные показатели.The disadvantage of this source is the difficulty of regulating the welding current, low efficiency due to the double conversion of energy in two transformers, and also for this reason, large overall dimensions.
Техническим решением поставленной задачи является упрощение схемы управления, повышение энергетических показателей и снижение массы и габарита.The technical solution to the problem is to simplify the control scheme, increase energy performance and reduce weight and size.
Поставленная задача достигается тем, что источник питания сварочной дуги, содержащий асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением, выпрямитель, разделительный трансформатор со средней точкой, электронный ключ со схемой управления, сварочные электроды, и имеет молекулярный накопитель энергии (конденсатор с двойным электрическим слоем), дроссель, первый и второй дополнительные конденсаторы и выключатель, шунтирующий диод, высокочастотные диоды, причем обмотка статора асинхронного генератора соединена с конденсаторами возбуждения и выпрямителем, отрицательный вывод которого последовательно соединен с одним выводом молекулярного накопителя энергии первого и второго дополнительных конденсаторов, с общей точкой силового элемента (например, IGBT транзистора) электронного ключа со схемой управления, а положительный вывод выпрямителя соединен с другим выводом молекулярного накопителя энергии и через дроссель с другим выводом первого дополнительного конденсатора и первым выводом первичной обмотки разделительного трансформатора и катодом шунтирующего диода, а через выключатель - со вторым выводом второго дополнительного конденсатора, второй вывод первичной обмотки разделительного трансформатора соединен с анодом шунтирующего диода и с входом силового элемента, два вывода вторичной обмотки через высокочастотные диоды и средняя точка вторичной обмотки разделительного трансформатора соединены со сварочными электродами.The task is achieved in that the welding arc power source, comprising an asynchronous generator with capacitor excitation, a rectifier, an isolation transformer with a midpoint, an electronic key with a control circuit, welding electrodes, and has a molecular energy storage (capacitor with a double electric layer), inductor, the first and second additional capacitors and a switch, a shunt diode, high-frequency diodes, and the stator winding of the asynchronous generator is connected to the capacitors of the excitation a rectifier, the negative terminal of which is connected in series with one terminal of the molecular energy storage device of the first and second additional capacitors, with a common point of the power element (for example, IGBT transistor) of the electronic key with a control circuit, and the positive terminal of the rectifier is connected to the other terminal of the molecular energy storage and through a choke with another terminal of the first additional capacitor and the first terminal of the primary winding of the isolation transformer and the cathode of the shunt diode, and h Res switch - with the second terminal of the second additional capacitor, the second terminal of the primary winding of the isolating transformer connected to the anode of the bypass diode and to an input of the actuator, two terminals of the secondary winding through the high-frequency diodes and the midpoint of the secondary winding of the isolating transformer are connected with welding electrodes.
Новизна технического решения обусловлена тем, что в источнике питания имеется молекулярный накопитель энергии (конденсатор с двойным электрическим слоем), дроссель, первый и второй дополнительные конденсаторы и выключатель, шунтирующий диод, высокочастотные диоды, причем обмотка статора асинхронного генератора соединена с конденсаторами возбуждения и выпрямителем, отрицательный вывод которого последовательно соединен с одним выводом молекулярного накопителя энергии первого и второго дополнительных конденсаторов, с общей точкой силового элемента (например, GBT транзистора) электронного ключа со схемой управления, а положительный вывод выпрямителя соединен с другим выводом молекулярного накопителя энергии и через дроссель с другим выводом первого дополнительного конденсатора и первым выводом первичной обмотки разделительного трансформатора и катодом шунтирующего диода, а через выключатель - со вторым выводом второго дополнительного конденсатора, второй вывод первичной обмотки разделительного трансформатора соединен с анодом шунтирующего диода и с входом силового элемента, два вывода вторичной обмотки через высокочастотные диоды и средняя точка вторичной обмотки разделительного трансформатора соединены со сварочными электродами.The novelty of the technical solution is due to the fact that the power source has a molecular energy storage device (capacitor with a double electric layer), a choke, first and second additional capacitors and a switch, a shunt diode, high-frequency diodes, and the stator winding of the asynchronous generator is connected to excitation capacitors and a rectifier, the negative terminal of which is connected in series with one terminal of the molecular energy storage of the first and second additional capacitors, with a common point s the main element (for example, GBT transistor) of an electronic key with a control circuit, and the positive terminal of the rectifier is connected to the other terminal of the molecular energy storage unit and through the inductor to the other terminal of the first additional capacitor and the first terminal of the primary winding of the isolation transformer and the cathode of the shunt diode, and through the switch, with the second terminal of the second additional capacitor, the second terminal of the primary winding of the isolation transformer is connected to the anode of the shunt diode and to the power input th element, two output through the secondary winding of the high-frequency diodes and the midpoint of the secondary winding of the isolating transformer are connected with welding electrodes.
Снижение массогабаритных показателей и повышение КПД происходит за счет увеличения частоты преобразования, а также отсутствует понижающий трансформатор, который имеет мощность, соизмеримую с мощностью генератора.A decrease in overall dimensions and an increase in efficiency occurs due to an increase in the conversion frequency, and there is also no step-down transformer, which has a power comparable with the power of the generator.
По данным научно-технической и патентной литературы, авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.According to the scientific, technical and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.The proposed technical solution is industrially applicable, since it is workable, and its use in industry is proposed.
Сущность изобретения поясняет принципиальная схема источника питания сварочной дуги, представленная на чертеже.The invention is illustrated in the schematic diagram of the power source of the welding arc, shown in the drawing.
Источник питания сварочной дуги (фиг.1) содержит асинхронный генератор 1, конденсаторы возбуждения 2, выпрямитель 3, разделительный трансформатор 4 с первичной 5 и вторичной обмоткой 6 со средней точкой 7, электронный ключ (например, IGBT транзистор) 8 со схемой управления 9, молекулярный накопитель энергии (конденсатор с двойным электрическим слоем) 10, дроссель 11, первый 12 и второй 13 дополнительные конденсаторы, выключатель 14, шунтирующий диод 15, высокочастотные диоды 16, сварочные электроды 17.The power source of the welding arc (Fig. 1) contains an asynchronous generator 1, field capacitors 2, a rectifier 3, an isolation transformer 4 with a primary 5 and secondary winding 6 with a midpoint 7, an electronic key (for example, an IGBT transistor) 8 with a control circuit 9, molecular energy storage (capacitor with a double electric layer) 10, inductor 11, first 12 and second 13 additional capacitors, switch 14, shunt diode 15, high-frequency diodes 16, welding electrodes 17.
Обмотка статора асинхронного генератора 1 соединена с конденсаторами возбуждения 2 и выпрямителем 3, отрицательный вывод «минус» которого последовательно соединен с выводами молекулярного накопителя энергии 10 первого 12 и второго 13 дополнительных конденсаторов, с общей точкой силового элемента (например, IGBT транзистора) 8 электронного ключа со схемой управления 9, а положительный вывод «плюс» выпрямителя 3 соединен с другим выводом молекулярного накопителя энергии 10 и через дроссель 11 с другим выводом первого дополнительного конденсатора 12 и первым выводом первичной обмотки 5 разделительного трансформатора 4 и катодом шунтирующего диода 15, а через выключатель 14 - со вторым выводом второго дополнительного конденсатора 13, второй вывод первичной обмотки 5 разделительного трансформатора 4 соединен с анодом шунтирующего диода 15 и с входом силового элемента 8, два вывода 6 вторичной обмотки через высокочастотные диоды 16 и средняя точка 7 вторичной обмотки 6 разделительного трансформатора 4 соединены со сварочными электродами 17.The stator winding of the asynchronous generator 1 is connected to field capacitors 2 and a rectifier 3, whose negative terminal is connected in series with the terminals of the molecular energy storage 10 of the first 12 and second 13 additional capacitors, with a common point of the power element (for example, IGBT transistor) 8 electronic key with the control circuit 9, and the positive terminal “plus” of the rectifier 3 is connected to the other terminal of the molecular energy storage 10 and through the inductor 11 to the other terminal of the first additional capacitor and 12 and the first output of the primary winding 5 of the isolation transformer 4 and the cathode of the shunt diode 15, and through the switch 14 to the second output of the second additional capacitor 13, the second output of the primary winding 5 of the isolation transformer 4 is connected to the anode of the shunt diode 15 and with the input of the power element 8 , two conclusions 6 of the secondary winding through high-frequency diodes 16 and the midpoint 7 of the secondary winding 6 of the isolation transformer 4 are connected to the welding electrodes 17.
Источник питания сварочной дуги работает следующим образом. При вращении ротора асинхронного генератора 1 за счет остаточного намагничивания он самовозбуждается от конденсаторов 2. Напряжение асинхронного генератора выпрямляется выпрямителем 3 и заряжает молекулярный накопитель энергии 10. Через дроссель 11 постоянное напряжение поступает на первый дополнительный конденсатор 12, на первичную обмотку 5 и через нее на электронный ключ (например, IGBT-транзистор) 8 со схемой управления 9. Схема управления 9 формирует импульсы управления частотой 30÷70 кГц и с такой частотой открывается IGBT транзистор 8, который преобразует постоянное напряжение конденсатора 12 в переменное напряжение с заданной частотой.The power source of the welding arc operates as follows. When the rotor of the asynchronous generator 1 rotates due to the residual magnetization, it self-excites itself from the capacitors 2. The voltage of the asynchronous generator is rectified by the rectifier 3 and charges the molecular energy storage 10. Through the inductor 11, a constant voltage is supplied to the first additional capacitor 12, to the primary winding 5 and through it to the electronic a key (for example, an IGBT transistor) 8 with a control circuit 9. A control circuit 9 generates control pulses with a frequency of 30–70 kHz and with that frequency an IGBT transistor 8 opens, which first converts the DC voltage of the capacitor 12 into an AC voltage having a predetermined frequency.
Переменное напряжение высокой частоты на вторичной обмотке 6 трансформатора 4 выпрямляется высокочастотными диодами 16 и с их выхода и среднего вывода 7 поступает на сварочные электроды 17. Происходит процесс сварки.An alternating high-frequency voltage on the secondary winding 6 of the transformer 4 is rectified by high-frequency diodes 16 and from their output and the middle output 7 is supplied to the welding electrodes 17. The welding process occurs.
В момент закрытия транзистора 8 шунтирующий диод 15 способствует дальнейшему протеканию тока обмотки 5 трансформатора 4. Дроссель 11, первый 12 и второй 13 накопительные конденсаторы формируют крутопадающую внешнюю характеристику источника питания. Причем при включении второго дополнительного конденсатора 13 выключателем 14 сварочный ток возрастает. Таким образом можно ступенчато регулировать сварочный ток.At the moment of closing the transistor 8, the shunt diode 15 contributes to the further flow of the current of the winding 5 of the transformer 4. The inductor 11, the first 12 and second 13 storage capacitors form a steeply falling external characteristic of the power source. Moreover, when the second additional capacitor 13 is turned on by the switch 14, the welding current increases. In this way, the welding current can be adjusted in steps.
Достоинства предлагаемого источника: Advantages of the proposed source:
1. За счет повышения частоты тока 30÷70 кГц снижается масса разделительного трансформатора.1. By increasing the current frequency of 30 ÷ 70 kHz, the mass of the isolation transformer is reduced.
2. Молекулярный накопитель энергии 10 позволяет асинхронному генератору устойчиво работать при коротких замыканиях сварочного электрода в процессе сварки.2. Molecular energy storage 10 allows the asynchronous generator to operate stably during short circuits of the welding electrode during the welding process.
3. За счет бесконтактного асинхронного генератора повышается надежность источника при высоких сварочных свойствах.3. Due to the non-contact asynchronous generator, the reliability of the source increases with high welding properties.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142899/02A RU2356709C1 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Welding arc power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142899/02A RU2356709C1 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Welding arc power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2356709C1 true RU2356709C1 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007142899/02A RU2356709C1 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Welding arc power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2356709C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD4185C1 (en) * | 2011-03-03 | 2013-06-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Electric-arc welding unit |
RU2540952C2 (en) * | 2009-06-03 | 2015-02-10 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Welding source with operating cycle digital control |
CN110153535A (en) * | 2019-07-03 | 2019-08-23 | 彭智民 | A kind of novel Inverter Welder power conversion circuit |
RU2801384C1 (en) * | 2022-12-19 | 2023-08-08 | Юрий Николаевич Шуваев | Welding machine |
-
2007
- 2007-11-19 RU RU2007142899/02A patent/RU2356709C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540952C2 (en) * | 2009-06-03 | 2015-02-10 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Welding source with operating cycle digital control |
MD4185C1 (en) * | 2011-03-03 | 2013-06-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Electric-arc welding unit |
CN110153535A (en) * | 2019-07-03 | 2019-08-23 | 彭智民 | A kind of novel Inverter Welder power conversion circuit |
CN110153535B (en) * | 2019-07-03 | 2024-01-02 | 彭智民 | Power conversion circuit of high-frequency inverter welding machine |
RU2801384C1 (en) * | 2022-12-19 | 2023-08-08 | Юрий Николаевич Шуваев | Welding machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4591304B2 (en) | Bidirectional DC / AC inverter | |
GB2467551A (en) | Electromagnetic field energy recycling | |
JP2003164165A (en) | Circuit device | |
US20130314005A1 (en) | Device for recovering electric energy in ac motor-driven electric vehicle | |
RU2335841C1 (en) | High-voltage dc voltage converter with filter-compensating circuit and method of controlling its output power | |
CN1592061A (en) | Push-pull converter and method for power supply device and uninterrupted power supply system | |
RU2356709C1 (en) | Welding arc power supply | |
JP5042879B2 (en) | Switching power supply | |
US20160172987A1 (en) | Dc-dc converter for battery system with wide operating voltage range | |
RU2404032C2 (en) | Two-phase induction welding generator | |
Isobe et al. | Improved performance of induction motor using magnetic energy recovery switch | |
TW200812213A (en) | Single-stage driving circuit for linear piezoelectric ceramic motor | |
TW201733235A (en) | Interleave high frequency sinusoidal wave pulsed electric motor charger including input voltage, input capacitor, a first partial pressure capacitor, a second partial pressure capacitor, driving circuit, resonance slot, interleave rectifier, a first storage battery and a second storage battery | |
TWI502868B (en) | Self-oscillating and single stage high power factor driver circuit | |
CN102820786A (en) | Single-end resonance power supply device | |
RU2412031C1 (en) | Device for electric arc welding | |
JP6840030B2 (en) | Insulated switching power supply for three-phase AC | |
Wang et al. | Full ZVS soft-start of a SiC medium voltage series resonant DC-DC converter using variable frequency variable duty cycle control | |
RU2407141C1 (en) | Frequency electric drive | |
TWM477732U (en) | Quadrature alternating current power conversion device | |
Jagtap et al. | Partial Development of SMPS based Battery Charging System for Electric Vehicle. | |
KR101594303B1 (en) | Phase-Shifted Dual Full-Bridge Converter | |
RU2407137C2 (en) | Compensation converter | |
Stala et al. | An analysis of overload conditions in Mosfet-based power resonant DC-DC step-up converters in switched capacitor voltage multiplier topology | |
RU2284628C2 (en) | Power circuit for reluctance inductor motor phase winding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091120 |