Устройство для сварки переменным прямоугольным током

Устройство для сварки переменным прямоугольным током

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочной технике и предназначено для питания сварочной дуги переменным прямоугольным током. Цель - улучшение массогабаритных показателей и уменьшение стоимости путем упрощения электрической схемы. Устройство содержит двухполярный вьшрямитель с нулевой точкой, подключенные между его положительными и отрицательными вьшодами полностью управляемые вентильные ключи с диодами обратного тока. Последовательно с ключами включен сглаживающий дроссель, шунтированный последовательно подключенными тиристорами. Общая точка соединения тиристоров подключена к сварочному электроду. Свариваемое изделие соединено со средней точкой источника напряжения. Изменение полярности и частоты сварочного тока осуществляется при переключении полностью управляемых ключей. А ил. О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ.,13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4225023/31-27 (22) 09 ° 04.87 (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 . (71) Московский знергетический институт и Всесоюзный научно;.исследовательский .институт злектротермического оборудования (72) О.Г. Булатов, В.С. Иванов, В.Д. Поляков, Ю.А. Силанътев и А;И. Цареико (53) 621.791.65.03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 998036, кл. В 23 К 9/00, опублик.

1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ CBAPKH ПЕРЕМЕННЫМ ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к сварочной технике.и предназначено для литания сварочной дуги переменным

„„SU„„1426718 (50 4 В 23 К 9/00 прямоугольным током. Цель — улучшение массогабаритных показателей и уменьшение стоимости путем упрощения электрической схемы. устройство содержит двухполярный выпрямитель с нулевой точкой, подключенные между

его положительными и отрицательными выводами полностью управляемые вентильные ключи с диодами обратного тока. Последовательно с ключами включен сглаживающий дроссель, шунтированный последовательно подключенными тиристорами. Общая точка соединения тнристоров подключена к сварочному электроду. Свариваемое изделие соединено со средней точкой источника напряжения. Изменение полярности и частоты сварочного тока осуществляется при переключении полностью управляемых ключей. 4 ил.

142671 8

10 !

Изобретение относится к сварочной

:технике, в частности к устройствам для питания сварочной дуги переменным прямоугольным током.

Целью изобретения является улуч шение массогабаритных показателей и уменьшение стоимости путем упрощения.

На фиг. представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2-4— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для сварки переменным

1 ,прямоугольным .током содержит источ ник 1 постоянного напряжения, полно:стью управляемые вентильные ключи 2

3 с диодами 4, 5 обратного тока, сглаживающий дроссель 6, два после1цовательно соединенных управляемых вентиля 7 и 8, шунтирующий сглаживающий дроссель 6. Общая точка соедийения вентилей 7, 8 подключена к сва« рочному электроду 9. Свариваемое изДелие !0 соединено со средней точкой йсточника 1 напряжения.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы сварочного тока i и тока сглаживающего дросселя iq для режима, обеспечивающего формирование прямоугольного тока с частотой, равной частоте переключения вентильных ключей 2, 3. Допустиггый, к моменту сварочный ток протекал по контуру: средний вывод источника 1 — свариваемое изделие !Π— дуговой промежутоксварочный электрод 9 — вентиль 8дроссель б - диод 4 - положительный вьгвод источника !. В момент t замыкается ключ 2 и отпирается вентиль .7.

Ток i меняет свое направление и замыкается по контуру: положительный вывод источника 1 - ключ 2 - дроссель б - вентиль 7 .- дуговой промежутоксвариваемое изделие 10 " средний вывод источника I. Вентиль 8 попадает прад обратное напряжение, соответствующее напряжению на дросселе 6, и запирается. В момент достижения тока

*/i$ максимального задания 1„„,„ (момент й<) ключ 2 размыкается, отпирается диод 5. Той t начинает протЕкать по контуру: "мийус" источника . ! - диод 5 - дроссель 6 — вентиль 7электрод 9 - дуговой промежутоксвариваемое изделие !Π— средний вывод источника питания. В момент й, ток i+(i ) снижается до минимального за!данного значения iaak замьгкается

Ь ключ 3 и включается вентиль 8. Ток i вновь меняет свое направление и переходит в контур: средний вывод источника 1 — сварнваемое изделие 10— дуговой промежуток — сварочный электрод 9 — вентиль 8 — дроссель 6 — ключ

3 — "минус" источника 1. Ток дросселя i< начинает расти, а в момент достижения нм максимального заданного значения i>« (момент t>) ключ 3 размыкается. Сварочный ток 1 эамы9 кается через открывшийся диод 4, протекая навстречу источнику 1 напряжения с ЭДС 0,5 U. В момент t< ток вновь снижается до заданного значения

„ц, замыкается ключ 2 при одновременном отпирании вентиля 7, и процессы в схеме повторяются.

Регулирование величины сварочного тока производится изменением значения задающих сигналов, а регулирование частоты модуляции — изменением их Разности 6 1маг,с 1миц. В Данном режиме может быть достигнута мак-. симально возможная частота модуляции, ограничиваемая лишь свойствами венI тильных ключей и потерями мощности в элементах устройства.

На фнг. 3 показаны временные диаграммы токов 1@ и i>, соответствующие формированию меандра тока с частотой, меньшей частоты модуляции ключей 2 и 3. В этом режиме регулирование тока соответствующей полярности производится за счет переключения ключа 2 при включенном вентиле

7, либо ключа 3 при включенном вентиле 8, а изменение полярности токаза счет одновременного включения соответствующего ключа и вентиля. При этом частота инвертирования может изменяться в широких пределах от ну".левой до частоты, соответствующей частоте переклгочения силовых ключей, Данный режим позволяет формировать энакопеременный сварочный ток различной амплитудьг и длительности (фиг. 4). Допустим, к моменту t òîê

i> замыкается по контуру: "минус" источника 1-5"6-7-8-9-10 - средний вывод источника 1. В момент й„ изменяется задание по току i „ на

Г

1 ii и 1мц i HB 1 rgiiii Т к 16 9) ияi продолжает снижаться до значения а в момент t „, производится замыкание ключа 3 при одновременном отпирании вентиля 8, Сварочный ток меняет свое направление, переходя

1426718 в контур: средний вывод источника

1-10-9-8-6-3- "минус" источника 1.

Повторное изменение полярности тока

i> происхЬдит в момент t„. При этом изменяется задание по току, одновременно замыкается ключ 2 и отпирается вентиль 7. Ток начинает расти, протекая по контуру: "плюс" источника

1-2-6-7-9-10 - средний вывод источни- 10 ка 1 . В момент t „+< ток достигает значения i„awcqи ключ 2 размыкается.

Далее ток iq(ig) поддерживается стабильным эа счет коммутаций ключа 2 до очередного момента изменения амплитуды и полярности.

При обрыве дуги напряжение между электродом 9 и свариваемым изделием

10 возрастает до напряжения 0,5 U источника 1 и в зависимости от прово- 20 дящего состояния ключа 2 и диода 5, либо ключа 3 и диода 4 отпирается соответственно диод 4, либо диод 5, замыкая на себя ток дросселя i . Так, к моменту обрыва дуги ток 16 протекал 25 через ключ 2 и вентиль 7. В момент обрыва дуги открывается диод 4 и ток замыкается по контуру 2-6-4. При этом вентиль 7 обесточивается.

Максимальное напряжение на любом из силовых элементов устройства при всех возможных режимах, включая обрыв дуги, не превышает напряжения питания.

Полностью управляемые вентильные .-,ключи 2 и 3 могут быть выполнены на однооперационных тиристорах с узлами принудительной коммутации, комбинированно выключаемых тиристороз с узлами коммутации, двухоперационных ти- „ ристорах или транзисторах.

Устройство обладает широкими функциональными возможностями, позволяет регулировать частоту и амплитуду сварочного тока,в широких пределах, Возможно формирование сварочного тока прямоугольной формы с различной амплитудой и длительностью положительных и отрицательных импульсов тока. Укйзанные свойства обеспечивают

° . ° 50 широкие технологические воэможности сварочной установки, высокое качество сварного соединения. Кроме того, отсутствуют специальные устройства для ограничения перенапряжений на вентильных элементах схемы, возникающих при обрыве дуги, что также уменьшает стоимость и улучшает массогабаритные характеристики сварочного устройства °

Устройство может использоваться при многопостовой сварке. При этом источник напряжения является общим, а каждый пост снабжен своим инвертором.

Формула из обретения

Устройство для сварки переменным прямоугольным током, содержащее источник постоянного напряжения, вы полненный в виде двухполярного выпрямителя с нулевой точкой, два полностью управляемых вентнльных ключа, первый из которых подсоединен к положительному выводу источника напряжения, а второй — к отрицательному выводу источника напояжения, два обратных диода, первый из которых катодом подключен к выходу первого вентильного ключа, а второй — анодом к выходу второго вентильного ключа, сглаживающий дроссель и два управляемых вентиля, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и уменьшения стоимости путем упрощения, точка соединения первого вентильного ключа и первого обратного диода соединена с одним из выводов сглаживающего дросселя, а точка соединения второго вентильного ключа и второго обратного диода — с противоположным выводом сглаживающего дросселя, анод первого обратного диода подключен к отрицательному выводу источника напряжения, а катод второго обратного диода — к положительному выводу источ-, ника напряжения, управляемые вентили соединены в последовательную цепь, шунтирующую сглаживающий дроссель, а общая точка соединения управляемых вентилей является вторым выходным выводом

1426718

1426718

Составитель В.Бродягин

Техред А.Кравчук Корректор Л. Патай

Редактор М, Келемеш

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4807/13

У Э

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4