RU2416502C1 - Welding rectifier - Google Patents
Welding rectifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416502C1 RU2416502C1 RU2010100675/02A RU2010100675A RU2416502C1 RU 2416502 C1 RU2416502 C1 RU 2416502C1 RU 2010100675/02 A RU2010100675/02 A RU 2010100675/02A RU 2010100675 A RU2010100675 A RU 2010100675A RU 2416502 C1 RU2416502 C1 RU 2416502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- windings
- secondary winding
- beginning
- valves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Description
СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬWELDING RECTIFIER
Изобретение относится к оборудованию для электродуговой сварки, в частности к сварочным выпрямителям, и может быть использовано в качестве источника постоянного тока, обеспечивающего режимы механизированной сварки в среде защитных газов, кроме того, выпрямитель может использоваться и в других случаях, когда необходимо обеспечить непрерывность тока в режимах глубокого регулирования.The invention relates to equipment for electric arc welding, in particular to welding rectifiers, and can be used as a constant current source, providing modes of mechanized welding in a protective gas environment, in addition, the rectifier can be used in other cases when it is necessary to ensure current continuity in deep regulation modes.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Известен сварочный выпрямитель, содержащий трехстержневой трансформатор, на крайних стержнях которого расположены первичные обмотки, соединенные открытым треугольником, при этом вторичные обмотки на этих стержнях состоят каждая из двух полуобмоток с выведенной средней точкой, соединенных в один выходной зажим, начала и концы обмоток подключены к четырехфазной схеме выпрямления [Смирнов В.В. и др. Оборудование для дуговой сварки. - Л.: ЭАИ, 1986. - 650 с., стр.454].Known welding rectifier containing a three-rod transformer, on the extreme rods of which there are primary windings connected by an open triangle, while the secondary windings on these rods consist of each of two half-windings with a derived midpoint connected to one output terminal, the beginning and ends of the windings are connected to a four-phase rectification scheme [Smirnov V.V. and other equipment for arc welding. - L .: EAI, 1986. - 650 p., P. 454].
К недостаткам устройства относится наличие трехстержневого трансформатора и большие пульсации выпрямленного напряжения, до 0,5 максимального значения, вследствие того, что фазовый сдвиг между двумя вторичными напряжениями составляет π/3.The disadvantages of the device include the presence of a three-rod transformer and large ripple of the rectified voltage, up to 0.5 maximum value, due to the fact that the phase shift between the two secondary voltages is π / 3.
Известен также сварочный выпрямитель, содержащий два полупроводниковых вентиля и два трансформатора, первичные обмотки которых объединены, отличающийся тем, что он снабжен двумя полупроводниковыми неуправляемыми диодами, а полупроводниковые вентили выполнены в виде полупроводниковых неуправляемых диодов, при этом трансформаторы снабжены дроссельными обмотками, каждая из которых расположена на одном магнитопроводе с первичной и вторичной обмотками, причем вторичные и дроссельные обмотки выполнены с отводами, при этом первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, а точка их соединения и свободные выводы соединены с выходными клеймами, каждый из выводов вторичных обмоток через диод соединен с первой выходной клеммой, а каждый из отводов вторичных обмоток через дроссельные обмотки соединен со второй выходной клеммой, причем дроссели выполнены на магнитопроводе с воздушным зазором (А.с. СССР №1833265, B23K 9/00).Also known is a welding rectifier containing two semiconductor valves and two transformers, the primary windings of which are combined, characterized in that it is equipped with two semiconductor uncontrolled diodes, and the semiconductor valves are made in the form of semiconductor uncontrolled diodes, while the transformers are equipped with inductor windings, each of which is located on the same magnetic circuit with the primary and secondary windings, and the secondary and inductor windings are made with taps, while the primary transformer currents are connected in series, and their connection point and free terminals are connected to output brands, each of the terminals of the secondary windings through a diode is connected to the first output terminal, and each of the leads of the secondary windings through the inductor windings is connected to the second output terminal, and the chokes are made on the magnetic circuit with an air gap (AS USSR No. 1833265, B23K 9/00).
Недостатками устройства являются значительные пульсации напряжения и тока, из-за сдвига по фазе выпрямленных напряжений на угол π/3, для сглаживания пульсаций требуются большие индуктивности двух дросселей, следствием чего является сложная конструкция трансформатора.The disadvantages of the device are significant ripple voltage and current, due to the phase shift of the rectified voltage by an angle π / 3, to smooth the ripple requires large inductances of two chokes, which results in a complex transformer design.
Наиболее близким по технической сущности является сварочный выпрямитель, содержащий первый однофазный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, второй однофазный трансформатор с первичной и двумя парами вторичных обмоток, дроссель, один вывод которого связан со вторичной обмоткой первого трансформатора, а второй вывод подключен к выходному зажиму, и четыре вентиля, первичные обмотки трансформаторов подключены к линейным напряжениям трехфазной сети, при этом вторичная обмотка первого трансформатора выполнена из двух полуобмоток, соединенных согласно последовательно и общая точка соединения которых подключена к одному выводу дросселя, начало одной вторичной полуобмотки первого трансформатора соединено последовательно с началом и концом одной пары вторичных обмоток второго трансформатора, конец второй полуобмотки первого трансформатора соединен последовательно с началом и концом второй пары вторичных обмоток второго трансформатора, другие начала и концы каждой из четырех вторичных обмоток второго трансформатора раздельно подключены к четырем катодам вентилей, аноды которых объединены во второй выходной зажим (RU 2268810, B23K, 9/10).The closest in technical essence is a welding rectifier containing the first single-phase transformer with primary and secondary windings, the second single-phase transformer with primary and two pairs of secondary windings, a choke, one output of which is connected to the secondary winding of the first transformer, and the second output is connected to the output terminal, and four valves, the primary windings of the transformers are connected to the line voltages of the three-phase network, while the secondary winding of the first transformer is made of two half-wires ok, connected in series and a common connection point connected to one terminal of the inductor, the beginning of one secondary half-winding of the first transformer is connected in series with the beginning and end of one pair of secondary windings of the second transformer, the end of the second half-winding of the first transformer is connected in series with the beginning and end of the second pair of secondary windings the second transformer, the other beginnings and ends of each of the four secondary windings of the second transformer are separately connected to the four cathodes in valves, the anodes of which are combined in the second output terminal (RU 2268810, B23K, 9/10).
Недостатком устройства является наличие сложного переключателя первичных обмоток трансформаторов для получения необходимого диапазона выходного напряжения выпрямителя и отсутствие плавной регулировки выходного напряжения.The disadvantage of this device is the presence of a complex switch of the primary windings of the transformers to obtain the required output voltage range of the rectifier and the lack of smooth adjustment of the output voltage.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к получению плавной регулировки выходного напряжения с одновременным уменьшением пульсации выпрямленного напряжения и тока, снижением материалоемкости и стоимости устройства.The technical result, which can be obtained using the present invention, is to obtain a smooth adjustment of the output voltage while reducing the ripple of the rectified voltage and current, reducing the material consumption and cost of the device.
Технический результат достигается с помощью сварочного выпрямителя, содержащего два однофазных трансформатора с первичными и вторичными обмотками, дроссель, два выходных зажима и четыре вентиля, причем первичные обмотки трансформаторов подключены к трехфазной сети, при этом сварочный выпрямитель дополнительно снабжен двумя управляемыми вентилями, отпайками от вторичных обмоток на первом трансформаторе и двумя вторичными обмотками на втором трансформаторе, при этом в качестве вентилей используются диоды, а в качестве управляемых вентилей используются тиристоры, при этом первый трансформатор содержит первую и вторую вторичные обмотки, соединенные последовательно согласно, при этом точка соединения обмоток подключена к первому выводу дросселя, а второй вывод дросселя - к первому выходному зажиму, вторичные обмотки первого трансформатора снабжены отпайками, при этом отпайка первой вторичной обмотки первого трансформатора подключена к концу первой вторичной обмотки второго трансформатора, а отпайка второй вторичной обмотки первого трансформатора подключена к началу второй вторичной обмотки второго трансформатора, начало первой и конец второй вторичных обмоток второго трансформатора подключены к катодам неуправляемых вентилей, конец первой вторичной обмотки первого трансформатора подключен к точке соединения начала третьей и конца четвертой вторичной обмотки второго трансформатора, начало второй вторичной обмотки первого трансформатора подключено к точке соединения конца пятой и начала шестой вторичной обмотки второго трансформатора, конец третьей и начало пятой вторичной обмотки второго трансформатора подключены к катодам неуправляемых вентилей, начало четвертой и конец шестой обмотки подключены к катодам управляемых вентилей, при этом аноды управляемых и неуправляемых вентилей объединены во второй выходной зажим.The technical result is achieved using a welding rectifier containing two single-phase transformers with primary and secondary windings, a choke, two output terminals and four valves, and the primary windings of the transformers are connected to a three-phase network, while the welding rectifier is additionally equipped with two controlled valves, tap from the secondary windings on the first transformer and two secondary windings on the second transformer, while diodes are used as valves, and as controlled thyristors are used in the process, the first transformer contains the first and second secondary windings connected in series according to this, the connection point of the windings is connected to the first output of the inductor, and the second output of the inductor is connected to the first output terminal, the secondary windings of the first transformer are equipped with solders, while soldering the first secondary winding of the first transformer is connected to the end of the first secondary winding of the second transformer, and the tap of the second secondary winding of the first transformer is connected to lu of the second secondary winding of the second transformer, the beginning of the first and the end of the second secondary windings of the second transformer are connected to the cathodes of uncontrolled valves, the end of the first secondary winding of the first transformer is connected to the connection point of the beginning of the third and end of the fourth secondary winding of the second transformer, the beginning of the second secondary winding of the first transformer is connected to the connection point of the end of the fifth and the beginning of the sixth secondary winding of the second transformer, the end of the third and the beginning of the fifth secondary winding of the second transformers are connected to the cathodes of uncontrolled valves, the beginning of the fourth and end of the sixth winding are connected to the cathodes of controlled valves, while the anodes of controlled and uncontrolled valves are combined in a second output terminal.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя.Figure 1 shows a circuit diagram of a welding rectifier.
На фиг.2 приведена векторная диаграмма вторичных напряжений на обмотках трансформаторов.Figure 2 shows a vector diagram of the secondary voltages on the transformer windings.
На фиг.3, 4, 5 приведены осциллограммы выходного напряжения выпрямителя в различных режимах.Figure 3, 4, 5 shows the waveform of the output voltage of the rectifier in various modes.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Сварочный выпрямитель (фиг.1) содержит однофазные трансформаторы 1 и 2, подключенные первичными обмотками 3 к трехфазной сети (на фиг.1 не показано), при этом первый трансформатор 1 содержит первую 4 и вторую 5 вторичные обмотки, начало первой вторичной обмотки 4 и конец второй вторичной обмотки 5 первого трансформатора 1 подключены к первому выводу дросселя 6, второй вывод дросселя 6 подключен к выходному зажиму 7 положительной полярности. Первая вторичная обмотка 4 первого трансформатора 1 имеет отпайку (на фиг.1 не показана), которая подключена к концу первой вторичной обмотки 8 второго трансформатора 2. Вторая вторичная обмотка 5 первого трансформатора 1 имеет отпайку, которая подключена к началу второй вторичной обмотки 9 второго трансформатора 2. Начало первой вторичной обмотки 8 второго трансформатора 2 подключено к катоду вентиля 10, конец второй вторичной обмотки 9 подключен к катоду вентиля 11. Конец первой вторичной обмотки 4 трансформатора 1 подключен в точку соединения начала третьей вторичной обмотки 12 и конца четвертой вторичной обмотки 13 второго трансформатора 2. Начало второй вторичной обмотки 5 трансформатора 1 подключено в точку соединения конца пятой вторичной обмотки 14 и начала шестой вторичной обмотки 15 второго трансформатора 2. Конец третьей вторичной обмотки 12 второго трансформатора 2 подключен к катоду вентиля 16, начало пятой вторичной обмотки 14 второго трансформатора 2 подключено к катоду вентиля 17. Начало четвертой вторичной обмотки 13 второго трансформатора 2 подключено к катоду управляемого вентиля 18, конец шестой вторичной обмотки 15 второго трансформатора 2 подключен к катоду управляемого вентиля 19. Аноды вентилей 10, 11, 16, 17 и управляемых вентилей 18, 19 объединены во второй выходной зажим 20 отрицательной полярности.The welding rectifier (Fig. 1) contains single-
Устройство работает следующим образом: при подключении первичных обмоток 3 трансформаторов 1, 2 к трехфазной сети во вторичных обмотках 4, 5 трансформатора 1 наводятся напряжения U1, U2, U3, U4, точка соединения обмоток 4, 5 трансформатора 1 подключена к одному выводу дросселя 6, а второй вывод дросселя 6 - к выходному зажиму положительной полярности 7, на вторичных обмотках 8, 12, 13, 9, 14, 15 трансформатора 2 наводятся напряжения U5, U6, U7, U8, U9, U10, соответственно. При геометрическом сложении этих напряжений (фиг.2) образуются напряжения U1-5, U2-6, U2-7, U3-8, U4-9, U4-10, например векторы напряжения U4 и U9 при сложении образуют вектор U4-9, остальные векторы складываются аналогично. Значение фазового сдвига между образованными векторами напряжения кратно π/2. С помощью вентилей 10, 11, 16,17 напряжения U1-5, U2-6, U3-8, U4-9, U4-10 выпрямляются и формируется постоянная составляющая напряжения сварочной дуги, особенностью которого является сдвиг полуволн напряжения на угол π/2 (фиг.3). Переменная составляющая напряжения сварочной дуги формируется из напряжений U2-7, U4-10 с помощью управляемых вентилей 18, 19, которые управляются фазоимпульсным методом (управляющее устройство на фиг.1 не показано). При фазе управляющего сигнала α=0 на выходе выпрямителя формируется напряжение максимального значения (фиг.4) с коэффициентом пульсации kn=0,34, а при фазе управляющего сигнала α=π вектора напряжений U2-7, U4-10 равны нулю, следовательно, на выходе выпрямителя действует только постоянная составляющая напряжения сварочной дуги (фиг.3) с коэффициентом пульсации kn=0,16. Промежуточные значения фазы управляющего сигнала в диапазоне α=(0×…π) позволяют получить плавную регулировку выходного напряжения, (фиг.5). Кратность регулирования выходного напряжения при использовании плавного регулирования и переключения первичных обмоток трансформаторов 1, 2 с линейных напряжений на фазные достигает значения 2,45. Аноды вентилей 10, 11, 16, 17 и управляемых вентилей 18, 19 объединены в выходной зажим отрицательной полярности 20, это позволяет конструктивно разместить вентили 10, 11, 16, 17 и управляемые вентили 18, 19 на общем охлаждающем радиаторе, что упрощает конструкцию сварочного выпрямителя.The device operates as follows: when connecting the primary windings of 3
Отсутствие нулевых значений в выпрямленном напряжении по сравнения с однофазными схемами повышает стабильность горения сварочной дуги и снижает индуктивность сглаживающего дросселя, уменьшая его габариты и массу. По сравнению с трехфазными схемами выпрямления рассматриваемый выпрямитель имеет меньшую стоимость, поскольку в нем используют только два однофазных силовых трансформатора. Токи, протекающие через вентили 10, 16, 11, 17, меньше в раз, чем токи через управляемые вентили 18, 19, что позволяет снизить класс по току для неуправляемых вентилей 10, 16, 11, 17 и дополнительно удешевляет выпрямитель. С учетом уменьшения числа фаз выпрямления по сравнению со схемой Ларионова для изготовления первичной обмотки трансформатора требуется на 15% меньше меди.The absence of zero values in the rectified voltage in comparison with single-phase schemes increases the stability of the welding arc and reduces the inductance of the smoothing inductor, reducing its size and weight. Compared with three-phase rectification schemes, the rectifier in question has a lower cost, since it uses only two single-phase power transformers. The currents flowing through the valves 10, 16, 11, 17, less in times than the currents through the controlled valves 18, 19, which reduces the current class for uncontrolled valves 10, 16, 11, 17 and additionally reduces the cost of the rectifier. Given the reduction in the number of rectification phases in comparison with the Larionov scheme, 15% less copper is required for the manufacture of the transformer primary winding.
На средних углах зажигания управляемых вентилей 18, 19 выходное напряжение сварочного выпрямителя имеет крутой фронт (фиг.4), в момент которого повышается сварочный ток, вследствие чего увеличивается электромагнитная сила, которая сбрасывает каплю расплавленного металла с конца электрода. Изменяя угол зажигания управляемых вентилей 18, 19, можно регулировать величину и фазу импульсов сварочного тока.At the average ignition angles of the controlled valves 18, 19, the output voltage of the welding rectifier has a steep front (Fig. 4), at the moment of which the welding current increases, as a result of which the electromagnetic force increases, which drops a drop of molten metal from the end of the electrode. By changing the ignition angle of the controlled valves 18, 19, it is possible to adjust the magnitude and phase of the pulses of the welding current.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other technical solutions has the following advantages:
1) снижение пульсаций выпрямленного напряжения и тока, достигнутого за счет наличия постоянной составляющей напряжения сварочной дуги и оптимального сдвига по фазе полуволн выпрямленных напряжений на угол π/2;1) reduction of the ripple of the rectified voltage and current achieved due to the presence of a constant component of the voltage of the welding arc and the optimal phase shift of the half-waves of the rectified voltages by an angle π / 2;
2) наличие постоянной составляющей в выпрямленном напряжении уменьшает вероятность возникновения прерывистых токов, следовательно, улучшается стабильность процесса сварки;2) the presence of a constant component in the rectified voltage reduces the likelihood of discontinuous currents, therefore, the stability of the welding process is improved;
3) наличие крутого фронта импульса напряжения нормализует процесс перехода капель расплавленного металла в сварочную ванну и повышает стабильность сварочного процесса;3) the presence of a steep edge of the voltage pulse normalizes the process of transition of drops of molten metal into the weld pool and increases the stability of the welding process;
4) упрощение конструкции сварочного выпрямителя достигнуто за счет размещения вентилей и управляемых вентилей на общем охлаждающем радиаторе;4) simplification of the design of the welding rectifier is achieved by placing valves and controlled valves on a common cooling radiator;
5) снижение материалоемкости достигнуто за счет уменьшения массы и габаритов дросселя в виду меньшего коэффициента пульсации;5) a decrease in material consumption is achieved by reducing the mass and dimensions of the inductor in view of the lower ripple coefficient;
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100675/02A RU2416502C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Welding rectifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100675/02A RU2416502C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Welding rectifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2416502C1 true RU2416502C1 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100675/02A RU2416502C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Welding rectifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416502C1 (en) |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100675/02A patent/RU2416502C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8072785B2 (en) | Switching power supply unit | |
US7855524B2 (en) | Voltage control and power factor correction in AC induction motors | |
US7167384B2 (en) | Switching power circuit | |
JP2607997B2 (en) | Arc welding machine | |
EP1727266B1 (en) | Switching power supply unit and voltage converting method | |
EP2312735B1 (en) | Switching power supply unit with wide input voltage range | |
US9859799B2 (en) | Switching power supply unit | |
CN110063000A (en) | Dc voltage changer and its operation method | |
JP4439979B2 (en) | Power supply | |
CN110350789A (en) | Insulated type DC/DC converter and its control device and DC/AC conversion equipment | |
US8711588B1 (en) | Power supply device | |
US9136776B2 (en) | Current supply arrangement for the rectifying three-phase AC current into multi-pulse DC current | |
US7426119B2 (en) | Switching power supply apparatus | |
RU2416502C1 (en) | Welding rectifier | |
KR101341476B1 (en) | Phase adjustable inverter and converter apparatus | |
CN110492752A (en) | 12 Pulses Rectifiers based on the double anti-Star Type Transformers of zigzag connection | |
CN212990895U (en) | Compensation type controllable transformer | |
KR20090128260A (en) | Power supply using integrated transformer | |
US10811995B2 (en) | Clamped quasi-resonant step-up inverter | |
JP3582721B2 (en) | DC-DC converter | |
KR20200103697A (en) | 3-phase AC switching power supply | |
RU2708937C1 (en) | Inductive pulse generator | |
WO2017020709A1 (en) | Improved multifunctional transformer | |
RU123248U1 (en) | THREE PHASE RECTIFIER UNIT | |
RU2268810C1 (en) | Welding current rectifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120112 |