SU1466885A1

SU1466885A1 - Power supply source for gas-shielded pulse arc welding

Info

Publication number: SU1466885A1
Application number: SU874246583A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Геннадиевич Лазаревич; Надежда Вилленовна Кузовлева; Александр Алексеевич Шкода; Ирина Витальевна Мурашкина; Владимир Иосифович Лабяк
Original assignee: Криворожский горнорудный институт
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1989-03-23

Abstract

Изобретение относитс к сварке и может быть использовано в электротехнологии в качестве источника питани дл импульс- но-дуговой сварки в защитном газе. Цель изобретени - снижение массогабаритных показателей источника. Устройство содержит сварочный трансформатор, неуправл емый выпр .митель, три транзистора, два усилител мощности, два сглаживающих фильтра , инвертирующий элемент, генератор пр моугольных импульсов, нерегулируемую катодную группу и регулируемую анодную группу. Аноды диодов нерегулируемой катодной группы соединены с катодами регулируемой анодной группы,собранной из тиристоров . Полученный управл емый выпр митель , собранный по несимметричной однофазной мостовой схеме и подключенный к дополнительной вторичной обмотке сварочного трансформатора, позвол ет получить требуемое значение тока паузы при неглубоком регулировании. При этом уровень гармоник в кривой выпр мленного напр жени , прикладываемого к нагрузке в течение паузы, невысок . Это позвол ет дл эффекта сглаживани использовать фильтр меньщей мощности и, следовательно, снизить массогаба- ритные показатели источника в целом. I ил. слThe invention relates to welding and can be used in electrical technology as a power source for pulsed arc welding in shielding gas. The purpose of the invention is to reduce the weight and dimensions of the source. The device contains a welding transformer, an uncontrolled rectifier, three transistors, two power amplifiers, two smoothing filters, an inverting element, a square pulse generator, an unregulated cathode group and an adjustable anode group. The anodes of the unregulated cathode group diodes are connected to the cathodes of the adjustable anode group, assembled from thyristors. The obtained controlled rectifier, assembled on an asymmetrical single-phase bridge circuit and connected to the additional secondary winding of the welding transformer, allows one to obtain the required pause current with shallow regulation. At the same time, the level of harmonics in the curve of the rectified voltage applied to the load during the pause is low. This allows for a smoothing effect to use a lower power filter and, consequently, reduce the weight and size parameters of the source as a whole. I il. cl

Description

1one

Изобретение относитс к сварке и может быть использовано в электротехнологии в качестве источника питани дл импульсно- дуговой сварки в защитном газе.The invention relates to welding and can be used in electrical technology as a power source for pulsed arc welding in shielding gas.

Целью изобретени вл етс снижение массогабаритных показателей источника.The aim of the invention is to reduce the weight and dimensions of the source.

На чертеже представлена схема предлагаемого источника.The drawing shows the scheme of the proposed source.

Источник питани содержит сварочный трансформатор с дополнительной вторичной обмоткой, два выпр мител , один из которых (неуправл емый) собран на диодах 1-4, второй (управл емый) собран на диодах 5 и 6 и тиристорах 7 и 8, систему 9 управлени , два фильтра 10 и 11, сглаживающие выпр мленные напр жени , свариваемое изделие 12 и электрод 13, транзисторы 14-16, два усилител 17 и 18 мощности, инвертирующий элемент 19 и генератор 20 пр моугольных импульсов. При этом управл емый выпр митель источника питани , собранный по однофазной мостовой схеме на диодах 1-4 подключен к первой вторичной обмотке сварочного трансформатора. Обща точка соединени анодов диодов 1 и 2 образует отрицательный полюс неуправл емого выпр мител . Катоды диодов 1 и 2 подключены к первой вторичной обмотке сварочного трансформатора. Аноды диодов 3 и 4 также подключены к первой вторичной обмотке сварочного трансформатора, а обща точка соединени катодов диодов 3 и 4 неуправл емого выпр мител и катодов диодов 5 и 6 управл емого выпр мител образует положительный полюс обоих выпр мителей . Аноды диодов 5 и 6 управл емого выпр мител подключены к дополнительной вторичной обмотке сварочного трансформатора. Управл ющие электроды тиристоров 7 и 8 подключены к системе 9.The power source contains a welding transformer with an additional secondary winding, two rectifiers, one of which (uncontrolled) is assembled on diodes 1-4, the second (controlled) is assembled on diodes 5 and 6 and thyristors 7 and 8, control system 9, two filters 10 and 11, smoothing voltages rectified, weldable product 12 and electrode 13, transistors 14-16, two power amplifiers 17 and 18, inverting element 19 and generator 20 of rectangular pulses. In this case, the controlled rectifier of the power source assembled by a single-phase bridge circuit on diodes 1-4 is connected to the first secondary winding of the welding transformer. The common junction point of the anodes of the diodes 1 and 2 forms the negative pole of the uncontrolled rectifier. The cathodes of diodes 1 and 2 are connected to the first secondary winding of the welding transformer. The anodes of diodes 3 and 4 are also connected to the first secondary winding of the welding transformer, and the common connection point of the cathodes of diodes 3 and 4 of the unregulated rectifier and the cathodes of the diodes 5 and 6 of the controlled rectifier form the positive pole of both rectifiers. The anodes of diodes 5 and 6 of the controlled rectifier are connected to the additional secondary winding of the welding transformer. Thyristor control electrodes 7 and 8 are connected to system 9.

4four

05 0505 05

оо ас елoo as ate

управлени . Катоды тиристоров 7 и 8 подключены к дополнительной вторичной обмотке сварочного трансформатора, а обща точка анодов тиристоров 7 и 8 образует отрицательный полюс управл емого выпр мител . Объединенна точка соединени одних из выводов фильтров 10 и 11 подключена к общему положительному выходу выпр мителей . Вторые выводы фильтров соединены с отрицательными выходами неуправл емого иmanagement The thyristor cathodes 7 and 8 are connected to the additional secondary winding of the welding transformer, and the common point of the thyristor anodes 7 and 8 forms the negative pole of the controlled rectifier. The combined connection point of one of the terminals of the filters 10 and 11 is connected to the common positive output of the rectifiers. The second filter pins are connected to the negative outputs of the unmanaged and

л емого выпр мител определ етс регулировочной характеристикой. В процессе проведени сварочных работ величина сдвига импульсов управлени не измен етс , что поз- вол ет поддерживать ток паузы на минимальном определенном дл данного технологического режима уровне. Изменение величины сдвига импульсов управлени тиристорами 7 и 8 выполн етс лищь при переходе к другому технологическому режимуThe rectifier is determined by the adjustment characteristic. In the course of welding, the magnitude of the shift of the control pulses does not change, which makes it possible to maintain the pause current at the minimum level determined for the given technological mode. The change in the magnitude of the shift control pulses of thyristors 7 and 8 is performed only when switching to another process mode.

управл емого выпр мителей соответственно. сварки, требующему иного, отличного от преОбщий положительный полюс выпр мителей подключен к свариваемому изделию 12. Отрицательный полюс неуправл емого выпр мител соединен с эмиттером параллельно включенных транзисторов 14 и 15. Отрицательный выход управл емого выпр мител подключен к эмиттеру транзистора 16. Обща точка соединени коллекторов транзисторов 14-16 соединена со сварочным электродом 13. Выход генератора 20 пр моугольдыдущего , значени тока паузы, и устанавливаетс до начала проведени сварочных работ.controlled rectifiers respectively. welding that requires a different, non-generic positive rectifier pole connected to the product to be welded 12. The negative pole of the unregulated rectifier is connected to the emitter of parallel-connected transistors 14 and 15. The negative output of the controlled rectifier is connected to the emitter of the transistor 16. The common collector junction point the transistors 14-16 are connected to the welding electrode 13. The output of the generator 20 is continuous, the value of the pause current, and is set before the start of the welding.

Выпр мленные напр жени на выходах 15 неуправл емого и управл емого выпр мителей сглаживаютс фильтрами 10 и 11 соответственно , причем параметры элементов фильтров выбираютс таким образом, чтобы пульсации напр жени вл лись незначительными и ими можно было пренебречь.The rectified voltages at the outputs 15 of the uncontrolled and controlled rectifiers are smoothed by filters 10 and 11, respectively, and the parameters of the filter elements are chosen so that the voltage pulsations are insignificant and can be neglected.

ных импульсов подключен через усилитель 20 Поэтому ЭДС источника питани наpulses connected through an amplifier 20 Therefore, the EMF of the power source to

17 мощности к общей точке соединени без транзисторов 14 и 15 и к входу инвертирующего элемента 19, который через усилитель 18 мощности соединен с базой транзистора 16.17 to the common connection point without transistors 14 and 15 and to the input of the inverting element 19, which is connected via power amplifier 18 to the base of transistor 16.

Источник работает следующим образом.The source works as follows.

При подаче напр жени на первичную обмотку сварочного трансформатора на его вторичных обмотках по вл етс переменное напр жение, которое преобразуетс в посто нное при помощи неуправл емого выпр мител , состо щего из диодов 1-4 и управл емого выпр мител , состо щего из диодов 5 и 6 и тиристоров 7 и 8. При этом на выходе неуправл емого выпр мител , положительный полюс которого образован общей точкой соединени катодов диодов 3 и 4, а отрицательный - общей точкой соединени анодов диодов 1 и 2, шипр м.ленное напр жение посто /1но и не может измен тьс , а его величина определ ет значение тока сварки, в данном случае 600 А. Система 9 управлени обеспечивает сдвиг импульсов, подаваемых на управл ющие э.чектроды тиристоров 7 и 8, что позвол ет из.мен ть величину выпр мленного напр жени на выходе управл емого выпр выходе неуправл емого выпр мител предполагаетс идеально сглаженной. В процессе изменени величины сдвига управл ющих импульсов также измен ютс пульсацииWhen voltage is applied to the primary winding of the welding transformer, alternating voltage appears on its secondary windings, which is converted into a constant voltage by means of an uncontrolled rectifier consisting of diodes 1-4 and a controlled rectifier consisting of diodes 5 and 6 and thyristors 7 and 8. At the same time, the output of the uncontrolled rectifier, the positive pole of which is formed by the common junction point of the cathodes of diodes 3 and 4, and the negative pole, by the common junction point of the anodes of the diodes 1 and 2, is chirp. 1no and can not measure This value determines the value of the welding current, in this case 600 A. The control system 9 provides a shift of the pulses applied to the thyristor control electrodes 7 and 8, which allows changing the value of the rectified voltage the output of the controlled rectified output of the uncontrolled rectifier is assumed to be perfectly smooth. In the process of changing the magnitude of the control pulses, the pulsations also change.

25 выпр мленного напр жени на выходе управл емого выпр мител , однако использование сглаживающего фильтра 11 существенно снижает их значение, что позвол ет считать ЭДС источника на выходе управл емого выпр мител также идеально сгла30 женной с измен ющейс в зависимости от величины сдвига импульсов управлени амплитудой.25 of the rectified voltage at the output of the controlled rectifier, however, the use of a smoothing filter 11 significantly reduces their value, which makes it possible to consider the emf of the source at the output of the controlled rectifier also ideally smooth with varying amplitude control pulses.

Генератор 20 пр моугольных импульсов20 square pulse generator

формирует сигнал двух уровней - единичI ного, частота которого может измен тьс ,generates a signal of two levels - a single one, the frequency of which can vary,

35 и нулевого, соответствующий импульсу и паузе на его выходе. Единичный сигнал с выхода генератора 20 импульсов усиливаетс усилителем 17 мощности и поступает на базы транзисторов 14 и 15, что обеспечи4035 and zero, corresponding to the impulse and pause at its output. A single signal from the output of the generator 20 pulses is amplified by the power amplifier 17 and is supplied to the bases of transistors 14 and 15, which is provided by

вает их открытое состо ние. Одновременно нулевой сигнал с выхода инвертирующего элемента 19, обусловленный единичным уровнем на его входе, соединенным с выходом генератора 20 пр моугольных импульсов, через усилитель 18 мощности поступает наtheir open state. At the same time, a zero signal from the output of the inverting element 19, due to a single level at its input, connected to the generator output of 20 rectangular pulses, through the power amplifier 18 is fed to

мител , отрицательный полюс которого об- д5 базу транзистора 16, который находитс вmitel, the negative pole of which is about d5 base of the transistor 16, which is located in

разован общей точкой соединени анодов тиристоров 7 и 8, а положительный - общей точкой соединени катодов диодов 5 и 6. В зависимости от требований технологии , дл каждого конкретного случа , доIt is developed by a common point of connection of the anodes of thyristors 7 and 8, and a positive one - by a common point of connection of the cathodes of diodes 5 and 6. Depending on the requirements of the technology, for each specific case, up to

запертом состо нии. Ток сварки в этом случае протекает через открытые транзисторы 14 и 15 и. достигает 600 А. В течение интервала паузы на выходе генератора 20 пр моугольных импульсов по вл етс нуленачала выполнени сварочных работ систе- 50 вой сигнал, что приводит к запираниюlocked state. The welding current in this case flows through the open transistors 14 and 15 and. reaches 600 A. During the interval of pause at the generator output of 20 rectangular pulses, the beginning of the welding work is the system signal, which leads to locking

ма 9 управлени путем сдвига импульсов, подаваемых на управл ющие электроды тиристоров 7 и 8, обеспечивает на выходе управл емого выпр мител посто нное напр жение , величина которого определ ет значение тока паузы. Зависимость между 55 величиной сдвига импульсов и значением выпр мленного напр жени на выходе управтранзистора 16, обусловленному возникновением единичного сигнала на выходе инвертирующего элемента 19, его усилением усилителем 18 мощности. В этом случае ток паузы протекает через открытый транзистор 16 и поддерживаетс на минимальном уровне, предотвращающем обрыв дуги при соответствующем технологическом режил емого выпр мител определ етс регулировочной характеристикой. В процессе проведени сварочных работ величина сдвига импульсов управлени не измен етс , что поз- вол ет поддерживать ток паузы на минимальном определенном дл данного технологического режима уровне. Изменение величины сдвига импульсов управлени тиристорами 7 и 8 выполн етс лищь при переходе к другому технологическому режимуControl 9 by shifting the pulses applied to the control electrodes of the thyristors 7 and 8 provides a constant voltage at the output of the controlled rectifier, the value of which determines the value of the pause current. The relationship between 55 the magnitude of the pulse shift and the value of the rectified voltage at the output of the control transistor 16, due to the occurrence of a single signal at the output of the inverting element 19, its amplification by the amplifier 18 power. In this case, the pause current flows through the open transistor 16 and is kept at a minimum level that prevents the arc from breaking while the appropriate technological reversing rectifier is determined by the control characteristic. In the course of welding, the magnitude of the shift of the control pulses does not change, which makes it possible to maintain the pause current at the minimum level determined for the given technological mode. The change in the magnitude of the shift control pulses of thyristors 7 and 8 is performed only when switching to another process mode.

сварки, требующему иного, отличного от предыдущего , значени тока паузы, и устанавливаетс до начала проведени сварочных работ.welding, requiring a different, different from the previous, value of the pause current, and is set before the start of the welding.

0 Поэтому ЭДС источника питани на0 Therefore, the EMF of the power source on

выходе неуправл емого выпр мител предполагаетс идеально сглаженной. В процессе изменени величины сдвига управл ющих импульсов также измен ютс пульсацииUncontrolled straightener output is assumed to be perfectly smooth. In the process of changing the magnitude of the control pulses, the pulsations also change.

д5 базу транзистора 16, который находитс в g5 base of transistor 16 which is in

базу транзистора 16, который находитс вthe base of transistor 16 which is in

запертом состо нии. Ток сварки в этом случае протекает через открытые транзисторы 14 и 15 и. достигает 600 А. В течение интервала паузы на выходе генератора 20 пр моугольных импульсов по вл етс нулевой сигнал, что приводит к запираниюlocked state. The welding current in this case flows through the open transistors 14 and 15 and. reaches 600 A. During the interval of pause at the generator output of 20 rectangular pulses, a zero signal appears, which leads to locking

транзистора 16, обусловленному возникновением единичного сигнала на выходе инвертирующего элемента 19, его усилением усилителем 18 мощности. В этом случае ток паузы протекает через открытый транзистор 16 и поддерживаетс на минимальном уровне, предотвращающем обрыв дуги при соответствующем технологическом режиме сварки, например при технологическом режиме 100 А, соответствующем режиму сварки с использованием известного источника .the transistor 16, due to the occurrence of a single signal at the output of the inverting element 19, its amplification by the amplifier 18 power. In this case, the pause current flows through the open transistor 16 and is kept at a minimum level that prevents the arc from breaking at an appropriate welding process mode, for example, at a 100 A process mode corresponding to the welding mode using a known source.

Claims

Invention Formula

The power source for pulse-arc gas-shielded welding, comprising a welding transformer, three transistors, an uncontrolled rectifier, two power amplifiers, a square pulse generator, a welding electrode, an adjustable anode group, a control system, two smoothing filters, an inverting element , the positive pole of the uncontrolled rectifier is connected to the product being welded, and the negative pole - to the emitter of the first and second parallel-connected transistors, the bases of which, through the first amplifier, The spines are connected to the output of a square pulse generator, which is connected via the inverting element and the second power amplifier to the base of the third transistor, the welding electrode is connected to the collectors of the first, second and third transistors, and the first of the smoothing filters is connected between the negative and negative terminals. rectifier, characterized in that, in order to reduce weight and size parameters, the source is additionally equipped with an unregulated cathode group, and the welding transformer contains it is an additional secondary winding, with the anodes of the unregulated cathode group connected to the cathodes of the adjustable anode group to form a controlled rectifier,

the positive pole of which is connected to the product to be welded and the negative pole to the emitter of the third transistor and connected to the additional secondary winding of the welding transformer, and the second smoothing filter is connected between the positive and negative poles of the controlled rectifier.

u

15

Lp

. P

12

3j