SU1110571A1 - Источник питани дл дуговой сварки - Google Patents

Abstract

1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащий силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку , котора   вл етс  выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречно-параллельно соединенных управл емых вентил , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов источника и упрощени  его схемы управлени , в него введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпр митель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением , а управл емые вентили выполнены из четырехэлектродных оптических тиристоров, управл ющие электроды которых включены также встречно-параллельно, при этом одни концы управл ющих электродов подключены к трехфазному мостовому выпр мителю через конденсаторы, выход трехфазного мостового выпр мител  подключен к резистору с регулируемым сопротивлением через выход блока защиты , вход которого подключен к питающей сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управл емые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключени  управл ющих электродов. 2. Источник питани  дл  дуговой сварки по п. 1, отличающийс л тем, что блок защиты .выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор, в опережающей фазе - резистор с сопротивлением , равным по величине (Л реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе - четырехэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи управл ющих электродов, встрёчнопоследоватёльно включенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением , равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно ел со стабилитронами и управл ющим электродом четырехэлектродного оптического тиристора, а другой параллельно с ними, причем катод и анод управл емого.электрода четырехэлектродного оптич кого тиристора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпр мител  и к резистору с регулируемым сопротивлением , а подключение к сети входа блока защиты сорпадает с подключением первых концов первичных обмоток силового трансформатора.

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству, в частности к источникам питани  электродуговой сварки.

Известен управл емый выпр митель дл  сварки, содержащий силовой транформатор , выпр мительный блок на тиристорах исистему управлени  с обратной св зью, в котором силовой трансформатор выполнен с неподвижными разнесенными обмотками,, обеспечивающими пологопадающую естественнук внешнюю характеристику 13

Однако источник питани  дл  дуговой сварки, построенный на базе этого устройства, имеет большую массу и габариты, так как силовой трансформатор питаетс  от сети с частотой 50 Гц.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  источник питани  дл  дуговой сварки, содержащий силовой транформатор , имеющий вторичную обмотку котора   вл етс  выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через сглаживающие .дроссели, и два встречно-параллельно соединенных управл емых вентил , выполненных на трехзлектродных тиристорах , управл ющие электроды которых подключены к выходу блока управлени , питаемого от сети С2.

Однако известное устройство характеризуетс  тем, что встречно-параллельно включенные вентили содержат трехэлектрод ые тиристоры, которые требуют наличи  в схеме блока электрического разъединени  силовой и управл ющих цепей. Последнее , в свою очередь, усложн ет схему и ухудшает синфазность управл емых импульсов. Вследствие этого увеличиваетс  райброс моментов отпирани  тиристоров, что приводит к подмагничиванию силового трансформатора . Поэтому, с целью выравнивани  токов фаз, в устройстве предусмотрены сглаживающие дроссели, что ухудшает весо-габаритные показатели известного источника питани  дл  дуговой сварки.

Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов источника пита-ни  дл  дуговой сварки, упрощение его схемы управлени .

Поставленна  цель достигаетс  темчто в источнике питани  дл  дуговой

сварки, содержащем силовой трансформатор , имеющий вторичную обмотку, котора   вл етс  выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречнопараллельно соединенных управл емых

JO вентил , введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпр митель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением, а управл емые вентили выполнены из четырехэлектродных опти15 ческих тиристоров, управл ющие электроды которых включены также встречнопараллельно , при этом одни концы управл ющих электродов подключены к трехфазному мостовому выпр мителю

0 через конденсаторы, выход трехфазного мостового выпр мител  подключен к резистору с регулируемым сопротивлением через выход блока защиты, вход которого подключен к питающей

5 сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управл емые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключени  управл ющих

0 электродов.

Кроме того, блок защиты выполнен

в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор, в опережающей фазе - резистор с сопротивлением , равным по.величине

реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе - четырёхэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи управл ющих электродов, встречно последовательно включенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно

со стабилитронами и управл ющими электродом -. четырехэлектродного оптического тиристора, а другой параллельно с ними, причем катод и анод управл емого злектро0 да четырехэлектродного оптического тири стора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпр мител  и к резистору с ре5 гулируемым сопротивлением, а подключение к сети входа блока защиты совпадает с подключением пррвых концов первичных обмоток силового трансформатора.

На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемог устройства; на фиг. 2 - диаграммы напр жений и токов отдельных элементов источника питани .

Источник питани  дл  дуговой сварки (фиг. 1) содержит силовой трансформатор 1, имеющий вторичную обмотку 2, соединенную со сварочным электродом 3 и изделием А, и три первичные обмотки 5-7, одни концы которых включены треугольником в трехфазную цепь с клеммами А, В и С, а другие концы включены в сеть через встречно-параллельно соединенные управл емые электроды 8-13 четырехэлектродных оптических тиристоров 14 - 19,-управл ющие электроды 20 25 которых включены встречно-параллельно . Одни концы управл ющих электродов подключены звездой в питающую сеть со сдвигом фазана 150 электрических градусов относительно подключени  к сети их управл емых электродов 8 - 13, а вторые концы подключены к трехфазному мостовому выпр мителю 26 через конденсаторы 27 - 29. Выход мостового выпр мител  26, резистор 30 с регулируемым сопротивле нием и управл емые электроды 31 (вькод блока 32 защиты) четырехэлектродного . оптического тиристора 33 соединены последовательно.

Блок 32 защиты выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе (фаза А) конденсатор 34, в опережающей фазе (фаза В) резистор 35 с сопротивлением, равным по величине реактивному сопротивлению конденсатора 34, в начальной и в отстающей фазах - управл ющие электроды 36 четырехэлектродного оптического тиристора 33 с обратным диодом 37 в цепи управл ющих электродов, встречно-последовательно включенные стабилитроны 38 и 39 и два резистора 40 и 41 с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора 35 в опережающей фазе, оди из которых - резистор. 40 соединен последовательно со стабилитроном (38 и 39) и управл ющими электродами 36 четырехэлектродного оптического тиристора 33, а другой резистор 42 параллельно с ними. Катод и анод управл емого электрода 31 четырехэлектродного оптического тиристора 33 в выходной цепи блока 32 защиты

подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпр мител  26 и резистору с регулируемым сопротивлением 30. Фазы подключени 

вхойа блока 32 защиты совпадают с фазами подключени  первых концов первичных обмоток 5-7 силового (трансформа-тора 1.

Принцип работы источника питани 

0 дл  дуговой сварки раскрывают диаграммы , приведенные на фиг. 2, где а) диаграммы напр жений питающей сети; 6 ), С-) и d) - диаграммы токов через управл ющие Элементы 20 - 25

5 четырехэлектродных оптических тиристоров 14-19-, е), ) и 1с) - диаграммы напр жений на .первичных обмотках 5-7 силового трансформатора 1; 6) - диаграмма напр жени  на

0 вторичной обмотке 2 силового трансформатора 1.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

При включении в сеть напр жение

5 подаетс  на управл емые силовые

электроды 8-13 четырехэлектродных оптических тиристоров (оптронов) 14 19 . Через управл ющие электроды 20 25оптронов 14 - 19 и конденсато0 ры 27 - 29 напр жение подаетс  также на выпр мительный блок 26. При правильной последовательности фаз

и равенстве реактивного сопротивлени  конденсатора 34, включенного в

фазу А, суммарного активного сопротивлени  резисторов 40 и 41, включенных в фазу В, и активного сопротивлени  резистора 35, создающих звезду, суммарное напр жение на ре0 зисторах 40 и 41 Lt 1,49 Ucp ,

где Ucp фазное напр жение,, а напр жение на резисторе 35 U(i 0,4Uopt

Сопротивление резисторов 40 и 41 5 подобраны таким образом, что при этом стабилитроны 38 и 39 открываютс , и через управл ющий электрод

26четырехэлектродногр оптического тиристора (оптрона) 31 проходит ток. При этом оптрон 33 открыт, и через управл емьй электрод 31 и нагрузку 30 выпр мительного блока 26 проходит ток. Соответствующий ток течет.через управл ющие электроды 20 - 25 оптронов 14 - 19. При неправильной последовательности подключени фаз стабилитроны 38 и

39 заперты и источник питани  не включаетс , пока правильна  последовательность фаз не восстанавли- ваетс . Диаграммы токов через управ ,л ющие электроды 20 - 25 оптроцов 14-19 показаны на фиг. 2 (tive,l, t(y ). Конденсаторы 27 - 29,выпр мительный блок 26 и регулируемое сопротивление резистора 30 составл ют RC фазовращатель, причем регулируемое сопротивление резистора 30  вл етс  общим дл  всех трех фаз, поэтому при равных емк.ост х конденсаторов 27 - 29 изменение величины сопротивлени  резистора 30 вызывает синхронный сдвиг фаз тока через управл ющие электроды 20 - 25 оптронов 14 - 19.

На фиг. 2 -сплошными лини ми показаны диаграммы токов, протекающих через управл ющие электроды при максимальном значении сопротивлени  резистора 30, а пунктирными лини ми - при определенном значении его сопротивлени .

Сопротивление резистора 30 устанавливает ток, чтобы импульс тока через управл ющий электрод 24 оптрона 18 поступил в момент О (фиг. 2), при этом оптрон 12 открываетс , и на обмотку 7 силового трансформатора 1 подаетс  напр жение U,i В момент Q пол рность напр жени  на on- троне 18 мен етс  на обратную, и оптрон 18 закрываетс . В Тот же момент а на управл ющий электрод 23 оптрона 17 подаетс  импульс тока, при этом оптрон 17 открьюаетс , и на обмотку 6 силового трансформатора 1 подаетс  напр жение U

В момент & пол рность напр жени  на оптроне 17 мен етс , и он закрываетс . В тот же момент б на управл ющий электрод 20 оптрона 14 . поступает импульс тока ijg При этом оптрон 14 открываетс , и на обмотку 5 силового трансформатора подаетс  напр жение Ug . в момент С пол рность напр жени  на оптроне 14 измен етс  на противоположную и он закрываетс . В тот же момент с. на управл ющий электрод 25 оптрона

19 поступает импульс тока г , при этом оптрон 19 открываетс , и на об-мотку 7 силового трансформатора 1 Г подаетс  напр жение U,ij . Б момент ot 5 пол рность напр жени  на оптроне 19 мен етс  на противоположную, и он закрываетс . В тот же момент с на управл ющий электрод 22 оптрона 16 поступает импульс тока I,™ Р

t этом оптрон 16 открываетс , и на обмотку 6 силового трансформатора 1 подаетс  напр жение Uiio . В момент е пол рность напр жени  на onTpjpHe 16 мен етс  на гфотивоположную,и он

5 закрываетс . В тот же момент на управл ющий электрод 21 оптрона 15 поступает импульс тока ia/i , при этом оптрон 15 открываетс , и на первичную обмотку 5 силового трансформато20 ра 1 поступает напр жение Uq . В момент f пол рность напр жени  на оптроне 15 измен етс  на противоположную , и он закрываетс . На этом заканчиваетс  один цикл. В дальнейшем

25 процесс продолжаетс  аналогично. На первичные обмотки 5-7 силового трансформатора 1 последовательно поступают периодические импульсы напр жени  с частотой 150 Гц.

30 При этом напр жение, трансформированное на вторичную обмотку 2 силового трансформатора 1, также имеет частоту 150 Гц и питает электрическую дугу, частотой 150 Гц. Диаграмма

5 выходного напр жени  вторичной обмотки 2 силового трансформатора 1 показана на фиг. 2,&).

По сравнению с прототипом схема , Q управлени  предлагаемого источника питани  дл  дуговой сварки повьшает синфазность управл ющих импульсов при одновременном упрощении устройства . Вследствие этого, исключаетс  J5 подмагничивание силового трансформатора и возникновение межфазных паразитных токов, и отпадает не . обходимость включени  в первичной . цепи устройства громоздкого сглажи1 вающего дроссел .

13

У

32

Claims (2)

1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащий силовой трансформатор, имеющий вторичную обмотку, которая является выходом источника, и три первичные обмотки, первые концы которых включены треугольником в трехфазную сеть, а вторые концы включены в сеть через два встречно-параллельно соединенных управляемых вентиля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов источника и упрощения его схемы управления, в него введены три конденсатора, трехфазный мостовой выпрямитель, блок защиты и резистор с регулируемым сопротивлением, а управляемые· вентили выполнены из четырехэлектродных оптических тиристоров, управляющие электроды которых включены также встречно-параллельно, при этом одни концы управляющих электродов подключены к трехфазному мостовому выпрямителю через конденааторы, выход трехфазного мостового выпрямителя под ключен к резистору с регулируемым сопротивлением через выход блока защиты, вход которого подключен к питающей сети, а другие концы подключены звездой в питающую сеть, при этом управляемые электроды подсоединены к трехфазной сети с опережением относительно фазы подключения управляющих электродов.

2. Источник питания для дуговой сварки поп. 1, отличающийс л тем, что блок защиты выполнен в виде трехлучевой звезды, содержащей в начальной фазе конденсатор, в опережающей фазе - резистор с сопротивлением, равным по величине реактивному сопротивлению конденсатора в начальной фазе, и в отстающей фазе - четырехэлектродный оптический тиристор с обратным диодом в цепи управляющих электродов, встречнопоследовательно йключенные стабилитроны и два резистора с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению резистора в опережающей фазе, один из которых соединен последовательно со стабилитронами и управляющим электродом четырехэлектродного оптического тиристора, а другой - параллельно с ними, причем катод и анод управляемого.электрода четырехэлектродного оптич^кого тиристора в выходной цепи блока защиты подключены соответственно к анодной группе трехфазного мостового выпрямителя и к резистору с регулируемым сопротивлением, а подключение к сети входа блока защиты совпадает с подключением первых концов первичных обмоток силового трансформатора.

SU „„ 1110571