SU967712A1 - Устройство дл дуговой сварки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области сварочного производства и может найти применение в машиностроительной, приборостроительной и других; област х промышленности, а именно дл  дуговой сварки в защитных газах.

Известно устройство дл  дуговой сварки, содержащее источник питани , набор рабочих конденсаторов, зар дный контур, выполненный в виде нескольким параллельно включенных зар дных тиристоров, катоды КОТОЕЯЛХ объединены и подключены к отрицательному полюсу источника питани , и разр дг ный контур, выполненный в виде параллельно включенных разр дных тиристоров , аноды которых объединены, а катоды подключены к анодам соответствующих зар дных тиристоров и к одной из обкладок соответствуклцих конденсаторов, а в цепь дуги включены индуктивность и резистор обратной св зи, в которое введены ситювые высокочастотные трансформаторы и двухполуперибдные силовые выпр мители , включенные во вторичную цепь соответствующего высокочастотного трансформатора, первична  обмотка которого подключена ко второй из обкладок соответствующего конденсатора.

при этом положительный полюс источйика питани  подключен к анодам разр дных тиристоров непосредственно, а двухполупериодные силовые выпр мители подключены через индуктивность и резистор обратной св зи к дуговому промежутку.

Известное устройство обеспечивает протекание в сварочной цепи пуль10 сирующего тока l.

Однако увеличение выходной (максимф1ьнс« ) мощности известного-устройства может быть достигнуто за счет повышени  напр жени  источника

15 питани ё , емкости рабочих конденсаторов каждой зар дно-разр дной цепочки , увеличени  количества параллельных цепочек..

Однако напр жение питающего вы20 пр мител  при существукмдей промышленной сети 380 В, 50 Гц ограничено величиной пор дка 300 в (при однополуперирдном выпр млении) или пор дка 500 В (при двухполупериодном выпр млении).

Повьааенне мощности устройства за счет увеличени  емкости рабочих конденсаторов ограничено по следую30 щим причинам. Увеличение емкости приводит к снижению частоты f пульсаций сварочного тока. Работа на ни ких частотах влечет за собой увеличение габаритов трансформаторов и дросселей, и, следовательно, устрой ства в целом.. Кроме того, существует нижний предел частоты пульсаций (пор дка 10 кГц) , при котором звуковое излучение дуги оказывает неблагопри тно воздействие на сварщика. Кроме того, в известном устройст ве цепи зар да и разр да рабочих конденсаторов несколько различаютс  В зар дной цепи имеетс  дополнитель но активное и реактивное сопротивление питающей сети, в результате чего амплитуда и длительность импул сов зар дного и разр дного тока в первичных обмотках высокочастотных трансформаторов неодинаковы. Это  вл етс  причиной колебаний амплитуды пульсаций сварочного тока с частото биений /п,где п - количество зар д разр дных цепочек. Как результат, даже при работе на высокой частоте f пульсаций наличие биений амплитуды сварочного тока со сравнительно низкой частотой вызывает возникновение нежелательного дл  сварщика звукового эффекта. Сила звука пропорциональна мощности, подводимой к дуговому промежутку. Поэтому этот эффект особенно сильно про вл етс  при работе на больших сварочных тоKak , а исключение этого  влени , становитс  Вс1жной задачей при создании сварочных источников питани  большой мощности. Практически увеличение максимальной мощности известного устройства достигаетс  за счет увеличени  количества 3ар дтно-разр дных цепочек. Это приводит к увеличению габаритов и веса устройства, а также к снижению надежности его работы, что отрицательно сказываетс  на качестве сварки. Целью изобретени   вл етс  повыше ние выходной мощности выпр мител  без увеличени  весо-габаритных показателей . Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  дуговой сварки преимущественно в среде защитных газов , содержащее выпр митель со средней точкой, набор цепочек, состо щих из конденсатора и первичной обмотки высокочастотного силового трансформа тора, при этом одна обкладка конденсатора соединена с первичной обмоткой высокочастотного силового трансформатора , тиристоры индуктивности и двухполупериодные сварочные выпр мители , подключенные к клеммам нагру зки, введены разделительнь е диоды, двухполупериодный сварочный выпр митель выполнен на силовых высокочастотных диодах, а вторичные обмотки высокочастотных трансформаторов выполнены со средней точкой, при.этом другие обкладки конденсаторов одной пары цепочек соединены со средней точкой выпр мител , а концы первичKUX обмотоК высокочастотных трансФорматоров этой пары цепочек соеди нёны с полюсами двухплечевого выпр мител  через соответственно включенные силовые тиристоры, другие обкладки конденсаторов второй пары цепочек соединены с полюсами выпр мител , а концы первичных обмоток высокочастотных трансформаторов этой пары цепочек - со средней точкой выпр мител  через встречко включенные тиристоры , при этом концы первичных обмоток высокочастотных трансформаторов, подсоединенных к одному и тому же плечу выпр мител , попарно соединены через разделительные диоды, а начала и концы вторичных обмоток высокочастотных трансформаторов соединены соответственно друг с.другом и подключены через силовые высокочастотные диоды к клемме нагрузки, а средние точки вторичных обмоток высокочастотных трансформаторов через соответствующие индуктивности соединены с другой клеммой нагрузки. На фиг.1 приведена электрическа  схема устройства; на фиг.2 - эпюры напр жени  и тока, по сн ющие работу схемы. Устройство содержит бестрансформаторный , питающийс  от сети выпр митель 6 со средней точкой и выходным напр жением каждого плеча . ® тыре цепочки с одинаковыми параметрами (по две в .каждом плече выпр мител  f), кажда  из которых состоит из последовательно включенных конденсатора С,, (Са, С, Сд) и первичной обмотки W (W,j, W , W) силового высокочастотного трансформатора Тр (Тр,, Тр, , Tj)) , подсоединенной к конденсатору своим началом Н. Свободные обкладки конденсаторов, С и С подключены к средней точке питгиощего выпр мител  . Конец первичной обмотки W трансформатора Тр подключен К отрицательному полюсу выпр мител  С через тиристор Т, а конец первичной обмотки W трансформатора Тр - к положительному полюсу выпр мител  € через тиристор Свободные обкладки конденсаторов С и С подсоединены соответственно к отрицательному и положительному полюсу выпр мител  g.. Концы первичных обмоток V и W соответственно через тиристоры Т и Т. подключены к средней точке выпр мител  -, а также через разделительные диоды Д и

Дj соответственно к концам первичных обмоток Wj| и W высокочастотных трансформаторов Tf и Tpj .

Вторичные обмотки W, , W, w, WL силовых высокочастотных трансформаторов Тр f Рчг Тр, Тр4 выполнены со средней точкой и подключены через двухполупериодные выпр мители, собранные на силовых высокочастот ных . диодах Д,, Д. и Д, Д, к дугому промежутку. При этом начала и концы вторичных обмоток 1, WL трансформаторов Тр , Тр ,питающихс  от одного плеча выпр мител  f, соединены попарно-параллельно и через силовые высокочастотные диоды Дд подключены к одному из электродов дугового промежутка. К этому же электроду дугового промежутка подключены через силовые высокочастотные диоды , Д соединенные попарно-параллельно начала и концы вторичных обмоток W, W трансформаторов Тр2 и Тр, питающихс  от другого плеча выпр мител ..

Средние.точки вторичных обмоток W, W, W, W4 подсоединены к другому электроду (угового промежутка соответственно через индуктивности L L, L.

Устройство работает следующим образом .

В момент времени t с помощью блока запуска (не показан) открываетс  тиристор Т и конденсатор C-f зар жаетс  от верхнего плеча выпр мител  t через первичную обмотку W высокочастотного трансформатора Ть. . Одновременно конденсатор С-г,, зар женный в одном из предыдущих циклов работы устройства,.разр жаетс  через тиристор Т, разделительный диод первичную обмотку W высокочастотного трансформатора Т р,

Через врем  т конденсатор С, вследствие резонансного зар да зар дитс  до напр жени  Uj,U, а конденсатор С,, зар женный ранее до того же напр жени  , полностью разр дитс . При этом тиристор Т закроетс ..

В результатезар да конденсатора С и разр да конденсатора С через первичные обмотки W и W,, протекут импульсы тока Wi, пол рности , показанной на фиг.2. Ввиду того, что упом нуте импульсы возникают на обмотках Wy, и W одновременно , через диод двухполуперирдного выпр мител  и нагрузку (дуговой промежуток ) протечет суммарнапй импульс тока параллельно включенных на , нагрузку вторичных обмоток WjJ и W трансформаторов Тр и Тр,.

Через врем  (где tg врем  восстановлени  запирающих свойств тиристора в пр мом направлении ) в момент tg блок запуска . открывает тиристор Т . При этом кон-, денсатор С зар жаетс  от второго (нижнего на фиг.1) плеча выпр мител  6- через первичную обмотку Wjj 5 трансформатора Тр до напр жени  , Vf-fUj. Одновременно ранее зар женный до того же по величине напр жени  и конденсатор С раз э жаетс  через тиристор Т, разделительный

0 диод Дд и первичную обмотку W трансформатора Т . (Разделительные диоды Д.| и Д.}. предотвращают перезар д емкостей друг на друга через выпр митель при закрытых тиристорах),

5 В результате зар да конденЪаю .ра С 2 и одновременного разр да кон (денсатора С, через первичные обмотки W и W трансформаторов Тр4 протекают одновременно импульсы0 , 1(рис;2). Суммарный им-; пульс тока на параллельно включенных на нагрузку вторичных обмоток W./ W4 протекает через .ДЙод д вто-. рого двухполупериодного выпр мител 

5 и дуговой промежуток.

В момент t через врем  Т после открыти  тиристора Т блок запуска открывает тиристор Т. Конденсатор С-} зар жаетс  от верхнего плеча вы-

- пр мител  с до напр жени  Uj.U че рез тиристор Т,, и первичную обмотку W,, трансформатора Тр,.

Одновременно конденсатор С, зар женный ранее до , разр жаетс  через тиристор Т-5, разделительный

5 диод Д и первичную обмотку W. трансформатора Тр . Пол рность импульсов тока через обмотки W/, и W теперь противоположна пол рности предыдущих импульсс в тока через них. Через диод

0 Д / силового выпр мител  и дуговой промежуток протечет суммарный импульс тока вторичных обмоток W и W трансформаторов Тц, и Тр, . В момент t через врем  Т после

5 открыти  тиристора Т блок запуска открывает тиристор Т. Конденсатор С зар жаетс  через обмотку Wj от нижнего плеча выпр мител  до напр жени  Uc.7U,j, а ранее зар женный до

Q того же напр жени  U конденсатор Ci разр жаетс  через рбмотку W, разделительный Гдиод Д, и тиристор j f. Пол рность импульСЬв тока через I обмотки М и W противополс-кна по л рности предыдущих импульсов тона через них.

Импульсы тока, трансформированные в параллельно включенные вторичные обмотки W и W, складыва0--ютс , выпр мл ютс  диодом Д силоЧ вого выпр мител  и проход т через дуговой промежуток.

Claims (1)

1. В момент t через врем  Т после 5 открыти  тиристора Т4 блок запуска открывает тиристор Т и цикл работы устройства повтор етс . Таким образом, через первичные обмотки W (W, W,,, W) силовых высокочастотных трансформаторов Tpj, ( г Тр , ) протекает переменный ток. Он трансформируетс  во вторичные обмотки W (W,, W , W) этих трансформаторов, выпр мл етс  двухполупериодными силовыми, выпр мител ми Д, Д и Д,Д и передает в цепь нагрузки - сварочной дуги. в результате в цепи дуги протекает ток, пульсирующий с частотой . Выходна  мощность устройства определ етс  емкостью конденсаторов С(Ci, Cj,C) напр жением выпр мител  и частотой f запуска тирис торов. Применение предлагаемого устройства позвол ет уменьшить требуемое число полупроводниковых элементов и тем самым повысить надежность работы устройства и упростить схему его управлени . Кроме того, в устройстве отсутст вует биение амплитуды пульсаций сва рочного тока. Это св зано с тем, что импульсы зар дного тока складываютс  благодар  параллельному вклю чению вторичных обмоток высокочастотных трансформаторов на нагрузку Таким образом, устройство позвол ет исключить неблагопри тное дл  сваргцика звуковое излучение дуги, св занное с наличием низкочастотной (f/n) составл ющей сварочного тока Формула изобретени  Устройство дл  дуговой сварки, преимущественно в среде защитных газов, содержащее выпр митель, со средней точкой, набор цепочек, сост  щих из конденсатора и первичной об мотки высокочастотного силового тра сформатора, при этом одна обкладка конденсатора соединена с первичной обмоткой высокочастотного силового трансформатора, тиристоры индуктивности и двухполупериодные сварочные выпр мители, подключенные к клеммам нагрузки, отличающеес  тем, что, с целью повьидени  выходной мощности выпр мител  без увеличени  Becora6apjfTHHX показателей, в него введены разделительные диоды , двухполупериодный сварочный выпр митель выполнен на силовых высокочастотных диодах, вторичные обмотки высокочастотных трансформаторов выполнены со средней точкой, при этом другие обкладки конденсаторов одной пары цепочек соединены со средней точкой выпр мител , а концы первичных обмоток высокочастотных трансформаторов этой пары цепочек соединены с полюсами выпр мител  через соответственно включенные тиристоры, другие обкладки конденсаторов второй пары цепочек соединены с полюсами выпр мител , а концы первичных об° моток высокочастотных трансформаторов той же пары цепочек - со средней агочкой выпр мител  через встречно включенные тиристоры, при этом концы первичных обмоток высокочастотных трансформаторов, подсоединенных к ОДНОМУ и тому же плечу выпр мител , попарно соединены через разделительные диоды а начала и концы вторичных обмоток высокочастотных трансформаторов соединены соответственно друг с другом и подключены через силовые высокочастотные диоды к клемме нагрузки, а средние точки вторичных обмоток высокочастотных трансформаторов через соответствующие индуктивности соединены с другой нагрузки. Источники информсщии, прин тые во внимание при экспер гнзе 1. Авторское свидетельство СССР 739819, кл. В 23 К 9/10, 19.10.78 (прототип).