SU1107974A1 - Устройство питани дл дуговой сварки - Google Patents

Abstract

1,УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее соединенные с рабочими электродами трансформатор и индуктивный накопит.ель энергии, первый тиристор, соединенный с первым выводом индуктивного накопител  энергии, второй тиристор, соединенный с вторьш выводом индуктивного накопител  энергии, а также блок управлени , подключенный к управл ющим электродам тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью повышени  экономичности путем уменьшени  потерь энергии в трансформаторе, оно снабжено четырьм  диодами,вторична  обмотка трансформатора выполнена в виде двух соединенных секций с отводом от места их соединени , индуктивньй накопитель энергии также выполнен в виде двух соединенных секций с отводом от места их соединени , при этом рабочие электроды включены между отводами индуктивного.накопител  и вторичной обмотки трансформатора, первый диод включен между первым выводом вторичной обмотки и первым тиристором, второй диод включен между вторым выводом вторичной обмотки и вторым тиристором, третий диод (Л включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединени  первого диода и первого тиристора, а четвертый диод включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединени  второгодиода и второго тиристора. о со .1;

Description

2 Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что при согласном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктинного накопител  энергии соединены встречно.

3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что при встречном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктивного накопител  энергии соединены согласно.

Изобретение относитс  к маа иностроению , в частности к конструкции оборудовани  дл  электрической сварк Известно устройство питани  дл  ;з,угоБой сварки, содержащее соединен )1ые с рабочими электродами трансформ тор и индуктивньм накопитель энергии первый тиристор, соединенный с первым вызодом индуктивного накопител  энергии , второй тиристор, соединенный с вторым выводом индуктивного накопител  энергии, а также блок управлени  тюдключеиньлй к управл ющим электродам упом нутых двух тиристоров Г 1 3. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  экономичность, обусловленна  посто нньм потреблением 1ока и потер ми энергии в трансформаторе . Кроме того, индуктивный накопитель в известном устройстве расходует за пасенную энергию за каждый цикл работы не только дл  процесса сварки, но и частично дл  рекуперации в сеть, поскольку трансформатор не отключаетс  от сварочной цепи, что также обусловливает дополнительные потери энергии в трансформаторе. Целью изобретени   вл етс  повышение; экономичности путем снижени  по терь энергии в трансформаторе за счет работы с безтоковой паузой и без рекуперации энергии в сеть. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство питани  дл  дуговой сварки, содержащее соединенные с рабочими электродами трансформатор и индуктивный, накопитель энергии, первый тиристор, соединенный с первым выводом индуктивного накопител  энергии, второй тиристор, соединенньш с вторым выводом индуктивного накопител  энергии, а также блок управлени , подключенный к управл ющим электродам тиристоров, снабжено четырьм  диодами, вторична  обмотка трансформатора выполнена в виде двух соединенных секций с отводом от места их соединени , индуктивный накопитель энергии также выполнен в виде двух соединенных .секций с отводом от места их соединени , при этом рабочие электроды включены между отводами индуктивного накопител  и вторичной обмотки трансформатора, первый диод включен между первым выводом вторичной обмотки и первым тиристором , второй диод включен между вторым выводом вторичной обмотки и вторым тиристором, третий диод включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединени  первого диода и первого тиристора, а четвертый диод включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединени  второго диода и второго тиристора. При согласном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктивного накопител  энергии соединены встречно. При встречном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктивного накопител  энергии соединены согласно. На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства питани  дл  дуговой сварки при встречном соединении секций.вторичной обмотки трансформатора и согласном соединении секций индуктивного накопител , на фиг. 2 - графики тока через дуговой промежуток и токи и напр жени  сек1дий вторичной обмотки трансформатора дл  включени  -по схеме, представленной на фиг. 1} на фиг. 3 - принципиальна  схема устройства питани  дл  дуговой сварки при согласном соединении секций вторичной обмотки

31

трансформатора и встречном сое.шишиин секций индуктивного накопител  эпергии на фиг, 4 - графики тока через дуговой промежуток и напр жений на секци х вторичной обмотки трансформатора при включении по схеме, представленной на фиг. 3.

Устройство питани  дл .дуговой сварки (фиг. 1) содержит трансформатор 1, индуктивный накопитель энергии 2, рабочие электроды 3, первый тиристор 4, присоединенный к первому выводу 5 индуктивного накопител  2, второй тиристор 6, присоединенньй к второму выходу 7 индуктивного накопител  2, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 диоды, вторична  обмотка трансформатора 1 выполнена в виде двух встречно соединенпых секций 12 и 13, от места соединени  которых сделан отвод 14, индуктивньа накопитель 2 вьшолнен с отводом 15, рабочие электроды 3 включены между отводом 15 индуктивного накопител  2 и отводом 14 вторичной обмотки трансформатора 1, первый диод 8 включен между первым выводом 16 вторичной обмотки трансформатора 1 и первым тиристором 4, второй диод 9 включен между вторым выводом 17 вторичной обмотки трансформатора 1 и вторым тиристором 6, третий диод 10 включен междуотводом 14 вторичной обмотки трансформатора 1 и точкой соединени  второго диода 9 и второго тиристора 6. Блок управлени  (не показан) присоединен к управл ющим электродам тиристоров 4 и 6.

Крива  18 на фиг. 2 - график изменени  напр жени  на выводах 16 и 17 вторичной обмотки трансформатора 1 относительно отвода 14, крива  19 график изменени  тока через дуговой промежуток, крива  20 - график изменени  тока через секцию 12 вторичной обмотки трансформатора 1, крива  21 - график изменени  тока через секцию 13 вторичной обмотки трансформатора 1.

Устройство дл  дуговой сварки (фиг. 1) работает следующим образом.

В установившемс  режиме дуга возбуждена и при положительной полуволне напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 1 включаетс  блоком управлени  тиристор 4. Ток протекает по цепи: 16-8-4-5-15-314 - 16, При этом через рабочие элекроды 3 в дуге формируетс  положительньп импульс тока. В течение времени Ц - tj проГСходит потребление энергии из. сети, что вызывает увеличение тока через рабочие электроды 3 и секцию 5-15 индуктивного накопител  2, который при этом зар жаетс . В момент tj иапр же)ие становитс  равны нулю и диод 8 запираетс . Ток в секции 12 прекращаетс , а ток индуктивного накопител  2 замыкаетс  по цепи: 5 15-3-10-4-5 . Энерги , запасенна  в индуктивном накопителе 2, диссипирует в дуге между электродами 3, поддержива  непрерывным ток в дуге до момента времени tj. В этот момент включаетс  тиристор 6. К секции 7 15 индуктивного накопител  2 прикладываетс  напр жение, пол рность которого показана на фиг. 1. В секции 5-15 находитс  ЭДС, пол р шсть которого такова, что на тиристоре 4 и диоде 10 возникает обратное напр жение и они запираютс . При включении тиристора 4 ток в секции 5-15 скачком уменьшаетс  до нул . Поскольку энерги  магнитного .пол  всего индуктивного накопител  скачком изменитьс  не может, то посто нство магнитного потока и энергии обеспечиваетс  скачкообразным увеличением тока в секции 7 - 15. При включении в этот же момент 13 тиристора 6 образуетс  замкнутый контур 15-7-6-9-1714 - 3 - 15, по которому и протекает ток, формиру  через дугу отрицательный импульс тока. Такой процесс скачкообразного исчезновени  тока в одной секции индуктивного накопител  при одновременном скачкообразном возникновении тока в другой его секции, обусловленньм наличием взаимоиндуктивной св зи между этими секци ми, по существу  вл етс  возбчждением тока от взаимоиндукции. В течение времени -t, -t энерги  снова потребл етс  из сети, что вызывает увеличе ние тока через дугу и секцию 7-15 индуктивного накопител  2, который при этом зар жаетс . В момент fc4 напр жение отрицательной полуволны становитс  равным нулю и диод 9 запираетс . Ток в секции 13 вторичной обмотки трансформатора 1 прекращаетс , а ток индуктивного накопител  2 замыкаетс  по цепи 15 - 7 - 6 - 11 -3 - 15. Энерги , запасенна  в индуктивном накопителе 2, диссипирует на дуге, поддержива  ток между электродами 3 до момента времени t ; . В это

момент снопа BKjiroMaercH тиристор 4, К секции 5-15 индуктивного накопител  2 прикладываетс  напр жение, пол рность которого,указанна  на фиг. 1, такова, что вызывает по вление на тиристоре 6 и диоде 11 обратного напр жени  и они запираютс . За счет взаимной индукции между секци ми 7 - 15 и 5 - 15 индуктивного накопител  2 ток возбуждаетс  в секции 5 - 15 И ток в дуге скачкообразно измен ет свое направление, формиру  при этом снова положительный импульс тока. Д лее устройство питани  дл  дуговой сварки работает аналоги  При одинаковом количестве витков секций 5 - 15 и 7 - 15 индуктивного накопител  2 их индуктивность одинакова и в момент t возбуждени  тока из секции 5-15 в секцию 7-15 измен етс  только направление тока через дугу, а era амплитуда не измен етс . В момент ij процесс происходит аналогично . С целью регулировани  соотношени  между амплитудами положительного и отрицательного импульсов тока индуктивный накопитель 2 может быть выпол нен с возможностью изменени  количества витков между его вьюодами 5 и 7 и отводом 15. Дл  увеличени  амплитуды , например, отрицательного импульса количество витков секции 7 15 по отношению к виткам секции 5 15 уменьшают. Индуктивность секции 7-15 становитс  меньше, чем индуктивность секции 5 - 15. Так как энер ги  магнитного пол  индуктивного накопител  2 за врем  возбуждени  тока не измен етс , то ток в секЦии 7 15 в момент ij увеличиваетс , а при обратном возбуждении в момент t-jCtj) уменьшаетс  обратно пропорционально отношению витков секций 7 - 15 и 5 ..15. Дл  увеличени  амплитуды положительного импульса количество витков секции 7 - 15 по отношению к виткам секции 5-15 увеличивают. i Секции вторичной обмотки трансформатора могут быть соединены согласно , а секции индуктивного накопител  энергии при этом - встречно. На фиг. 3 представлена принципиальна  электрическа  схема устройства питани  дл  дуговой сварки при согласном соединении секций вторично обмотки и встречном соединении секций индуктивного накопител . Оно содержит те же элементы, что и представленное на фиг. 2, только секции вторичной обмотки трансформатора 1 соединены согласно, а секции индуктивного накопител  энергии 2 - встречно .

Крива  22 на фиг. Д - график изменени  напр жени  на выводе 16 вторичной обмотки трансформатора 1 относительно отвода 14, крива  23 - график изменени  напр жени  на выводе 17 вторичной обмотки трансформатора 1 относительно отвода 14, крива  24 график изменени  тока .через дуговой промежуток, крива  25 - график изменени  тока через секцию 12 вторичной обмотки трансформатора 1, крива  26 график изменени  тока серез секцию 13 вторичной обмотки трансформатора 1, Устройство питани  дл  дуговой сварки (фиг. 3) работает следующим образом. установившемс  режиме дуга возбуждена и при положительной полуволне напр жени  на вьшоде 16 вторичной обмотки трансформатора 1 в момент t (фиг. 4) включаетс  тиристор 4.Ток протекает по цепи: 16-8-4-5-15-3-14-16 . Ток через дугу и секцию 5-15 индуктивного накопител  2 увеличиваетс , энерги  в нем увеличиваетс  за счет потреблени  ее из сети. В момент t напр жение секции 12 становитс  отрицательным и диод 8 запираетс . Ток в секции 12 прекращаетс , а ток индуктивного накопител  2 замыкаетс  по цепи: 5 15-3-10-4-5 . Энерги , запасенна  в индуктивном накопителе 2, диссипирует на дуговом промежутке 3, поддержива  непрерывным ток в дуге до момента времени tj, В этот момент включаетс  тиристор 6. К секции 7 15 индуктивного накопител  прикладываетс  напр жение, пол рность которого указана на фиг. 3. В секции 5 15 наводитс  ЭДС, пол рность которой такова, что на тиристоре 4 и диоде 10 возникает обратное напр жение и они запираютс . За счет взаимоиндукции ток от секции 5-15 возбуждаетс  в секцию 7 - 15 и протекает по цепи: 7 - 15 3-14-17-9-6-7 , что вызьгоает по вление тока в секции 13. В течение времени t --t. из сети потребл етс  энерги . Происходит увеличение тока через дугу и секцию 7 15 индуктивного накопител  2, который при этом зйр жаетс , В момент t напр жение секции 13 становитс  отри цательным и диод 9 запираетс . Ток в секции 13 прекращаетс , а ток индуктивного накопител  2 замыкаетс  по цепи: 7- 15 -3-11 -6-7. Энерги , запасенна  в нем, диссипиру ет в дуге, поддержива  тоК между электродами 3 до момента t , В этот момент снова включаетс  тиристор 4. К секции 5-15 индуктивного накопител  2 прикладываетс  напр жение , пол рность которого, указанна  на фиг. 3, такова, что вызывает на тиристоре 6 и диоде 11 обратное напр жение и они запираютс . За счет взаимной индукции между секци ми 5 - 15 и 7 - 15 индуктивного .накопител  2 ток возбуждаетс  в секции 5 15 , Далее работа устройства дл  дуго

вой сварки по фиг. 3

происходит аналогично .

Как видно из фиг, 4,ток в дуге ПОЛЯРНОСТЬ свою не и мен ет. При переходе тока из секции с большим количеством витков в секцию с меньщим количеством витков амплитуда тока увеличиваетс . Такие однопол рные разноамплдитудные импульсы могут быть использованы дл  и myльcнo-дyгoвoй сварки. При одинаковом количестве витков секций амплитуда импульсов одинакова и дуга питаетс  практичесме формировани  однопол рных импульсов тока, что значительно расшир ет технологические возможности его использовани .

Таким образом, положительньй эффект от использовани  изобретени  обуславливаетс  уменьшением потерь электроэнергии и расхода активных материалов , снижением установленной мощности трансформатора при одновременном расширении технологических возможностей устройства. ки посто нным током, как от.выпр мител . S - Ь В течение времени 1 отключен 4 t f трансформатор 1 отключен от сварочной цепи, что позвол ет уменьшить токовую загрузку трансформатора примерно на 20% по сравнению с известным устройством. Снижение потерь электроэнергии позвол ет также уменьшить расход активных материалов на изготовление трансформатора или использовать трансформатор меньшей установленной мощности. Повьгаение коэффициента мощности предлагаемого устройства по сравнению с известным позвол ет уменьшить потери электроэнергии также и в питающей сети за счет разгрузки ее реактивными токами. Кроме того, ycTpopiCTBO питани  дл  дуговой сварки может работать в режи

Claims (3)

1,УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее соединенные с рабочими электродами трансформатор и индуктивный накопитель энергии, первый тиристор, соединенный с первым выводом индуктивного накопителя энергии, второй тиристор, соединенный с вторым выводом индуктивного накопителя энергии, а также блок управления, подключенный к управляющим' электродам тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повы- шения экономичности путем уменьшения потерь энергии в трансформаторе, оно снабжено четырьмя диодами,вторичная обмотка трансформатора выполнена в виде двух соединенных секций с отводом от места их соединения, индуктивный накопитель энергии также выполнен в виде двух соединенных секций с отводом от места их соединения, при этом рабочие электроды включены между отводами индуктивного.накопителя и вторичной обмотки трансформатора, первый диод включен между первым выводом вторичной обмотки и первым тиристором, второй диод включен между вторым выводом вторичной обмотки и вторым тиристором, третий диод включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединения первого диода и первого тиристора; а четвертый диод включен между отводом вторичной обмотки и точкой соединения второго'диода и второго тиристора.

SU „„1107974

Фиг 1

2» Устройство по п. ^отличающееся тем, что при согласном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктивного накопителя энергии соединены встречно.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при встречном соединении секций вторичной обмотки трансформатора секции индуктивного накопителя энергии соединены согласно.