Однофазный сварочный выпрямитель

Однофазный сварочный выпрямитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным сварочным выпрямителям и может быть использовано в переносных сварочных устройствах. Цель изобретения - улучшение потребительских свойств устройства за счет расширения диапазона и плавности регулирования тока сварки, а также расширение функциональных возможностей выпрямителя путем выполнения режимов стартерного запуска двигателя автомобиля и заряда аккумуляторов. Выпрямитель содержит трансформатор с вторичной обмоткой из трех частей, расположенных на двух стержнях магнитопровода, причем одна из частей наиболее удалена от зоны размещения первичной обмотки. В выпрямитель введены два диода и четыре тиристора, соединение которых между собой, с выводами трансформатора и с выходной цепью обеспечивает получение двух выпрямительных мостов, реализующих работу устройства в режимах сварки, заряда, пуска. Блок управления тиристорами имеет четыре выхода, соединенных с цепями управления тиристоров. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 23 К 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯИ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296531/25-27 (22) 19.08.87 (46) 07.03.90. Бюл. N - 9 (71) Производственное объединение Уралэлектротяжмаш им. В. И. Ленина (72) Л. П„ Деев, Л. А. Соловьев, А. И. Уткин и П. В. Моисеенко (53) 621.791.75(088.8) (56) Многоцелевой источник питания типа СП31-125/220. ПО УЭТМ, 1984.

Руденко В, С., Сенько В. И.,Чиженко И. N. Основы преобразовательной техники. †М.: Высшая школа, 1980, с,90, рис. 1.37.б.

Сварочный выпрямитель "Анод" типа

ВСБ-81. Новоуткинский завод "Искра", черт. ЗДЛ.940.213, 1984. (54) ОДНОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ ВЬП1РЯМИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным сварочным выпрямителям и может быть ,использовано в переносных сварочных устройствах. Цель изобретения — улучИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в переносных сварочных выпрямителях для ручной дуговой сварки плавяшимися электродами с питанием однофаэным напряжением, например, в бытовых условиях, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и улучшение потребительских свойств sa счет увеличения диапазона и плавного регулирования тока выпрямителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема однофазного

„„SU„„1547987 A 1

2 шение потребительских свойств устройства за счет распп рения диапазона и плавности регулирования тока сварки, а также расширение функциональных возможностей выпрямителя путем выполнения режимов стартерного запуска . двигателя автомобиля и заряда аккумуляторов. Выпрямитель содержит трансформатор с вторичной обмоткой из трех частей, расположенных на двух стержнях магнитопровода, причем одна из частей наиболее удалена от зоны размешения первичной обмотки. В выпрямитель введены два диода и четыре тиристора, соединение которых между собой, с выводами трансформатора и с . выходной цепью обеспечивает получение @ двух выпрямительных мостов, реализуюших работу устройства в режимах сварки, заряда, пуска. Блок управления тиристорами имеет четыре выхода, сое-. диненных с цепями управления тиристо-, ров. 2 з.п ° ф-лы, 6 ил., 1 табл. сварочного выпрямителя; на фиг, 2 конструкция трансформатора; на фиг . 3— функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — схема питания блока управления; на- фиг. 5 — графики внешних характеристик однофазного сварочного выпрямителя; на фиг. 6 — диаграм мы напряжений выпрямителя. фЬ

Сварочный выпрямитель (фиг ° 1). со- д держит трансформатор 1 с .первичной обмоткой 2 .и вторичной обмоткой 3, сглаживаюший реактор 4, два диода 5 и 6, при этом анод диода 5 и катод ! диода 6 соединены с концом 7 вторич

1547987

Мой обмотки. Вторичная обмотка трансформатора состоит из трех частей 8 !

О, при этом начало первой части 8, концы второй 9 и третьей 10 частей соединены вместе. Начало второй части

5 является выводом 11 большего напряжения, началб третьей части — выводом 12 меныпего напряжения, а конец первой части является концом 7 вторич 0

Ной обмотки. В выпрямитель введены четыре тиристора 13-16, при этом анод гиристора 13 и катод тиристора 14 со единены с выводом 11 большего напряжения трансформатора, анод тиристора

15 и катод тиристора 16 — с выводом

ll2 меньшего напряжения, катоды тириcñòoðoâ 13 и 15 и диода 5 соединены вместе и присоединены к выводу сгла живающего ректора 4, второй вывод которого является положительным выводом

17 выпрямителя, аноды тиристоров 14 и

16 и диода 6 образуют отрицательный вывод 18 выпрямителя. В выпрямитель введен также блок 19 управления, це- 21 пи 20 синхронизации которого присоединены к выводам 11 и 7 вторичной обмотки. Первый выход 21 присоединен к цепям управления тиристоров 13 и !4, а второй выход 22 — к цепям управле. ния тиристоров 15 и 16. Дополнительная обмотка 23 трансформатора присое динена к цепи питания блока 19 управления тиристорами.

На одном из стержней магнитопроно " да 24 (фиг. 2) расположены сетевая

,обмотка 2, первая 8 и вторая 9 части ( вторичной обмотки и дополнительная обмотка 23. Третья часть 10 наибольше удалена от зоны размещения сетевой

40 обмотки 2 и имеет наибольший реактанс, Конструкция трансформатора, размещение трех частей вторичной обмотки на двух стержнях магнитопровода, обеспечивает реактанс первой 8 и второй 9 частей обмоток, необходимый для получения большего тока сварки и меньшей крутизны внешней характеристики на выводе ll большего напряжения, и реактанс первой 8.и третьей 10 частей, 50 необходимый для получения меньшего тока сварки и большей крутизны внешней характеристики на выводе 12 меньmего напряжения, Блок управления тиристорами(фиг. 3)

55 содержит потенциометр 25 регулятора тока, генератор 26 пилообразного на- пряжения, нуль-орган 27, компаратор

28 четыре(элемента И 29-32, два элемента ИЛИ 33 и 34, два блокинг-генератора 35 и 36 и переключатель 37 режимов "Сварка", "Заряд", "Пуск". Выходы первого блокинг-генератора 35 являются первыми выходами 21 блока управления и присоединены к цепям управления тиристоров 13 и 14, а выходы второго блокинг-генератора 36, яв- ляясь вторыми выходами 22 блока, присоединены к цепям управления тиристоров 15 и 16. Вход первого блокинг-генератора 35 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 33, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 29. Второй вход первого элемента ИЛИ 33 соединен с выходом второго элемента И 30. Вход второго блокинг-генератора 36 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 34. Первый вход второго элемента ИЛИ 34 соединен с выходом третьего элемента И 31, второй вход второго элемента ИЛИ 34 соединен с выходом четвертого элемента И 32, Вход нуль-органа 27 является цепью 20 синхронизации и через диоды 38 и 39 соединен с выводами 11 и

7 вторичной обмотки, а его выход соединен с входом генератора 26 пилообразного напряжения и первым входом третьего элемента И 31. Выход генератора 26 соединен с неи входом компаратора 28, инвертирующий вход которого соединен с подвижным контактом потенциометра 25 регулятора тока, Выход компаратора 28 соединен с первыми входами первого 29, второго

30 и четвертого 32 элементов И. Вторые входы первого 29 и третьего 31 элементов И соединены с выводом нСварка" переключателя 37 режимов, второй вход четвертого элемента И 32 соединен с выводом "Заряд" переключателя

37 режимов, второй вход второго элемента И ЗΠ— с выводом "Пуск" переключателя 37.

Питание блока управления (фиг. 4) осуществляется от дополнительной обмотки 23, средний вывод которой является нулевым проводом, а крайние выводы присоединены к выводам выпрямительного моста 40. Схема обеспечивает двухполярное постоянное напряжение, необходимое для компаратора.

В режиме "Сварка" (фиг. 3) единичный сигнал с переключателя 37 режимов поступает только на вход элемента

И 29 и 31. При этом блокинг-генератор

36 через элемент ИЛИ 34 и элемент

5 154

И 31 соединен с выходом нуль-органа

27, блокинг-генератор 35 через эле- . мент ИЛИ 33 и элемент И 29 присоеди- нен к выходу компаратора 28. Последний и генератор 26 пилообразного напряжения образуют фазосдвигающее устройство, которое обеспечивает управление тиристорами с задержкой по фазе, зависящей от положения движка потенциометра 25.

В моменты времени, когда напряжение на вторичной обмотке 3 трансформатора пересекает нулевое значение, на выходе нуль-органа 27 появляется импульс, который через элементы 31 и

34 поступает на вход блокинг-генератора 36..Сигналом с последнего открывается один из тиристоров 15 или

16. На выводах 17 и 18 выпрямителя появляется меньшее напряжение, так как выпрямительный мост подключен к выводам первой и третьей частей.

Последовательность поступления сигналов на элементы И приведена в таблице °

7987.5

1О !

25 из значений тока в диапазоне от I до I< обеспечивая плавное регулиро- вание сварочного тока и напряжения, форма которого и импульсы управления на выходах блокинг-генераторов 35 и

36 показаны на фиг. 6 (кривая 44).

Кривая 45 изображает напряжение сети.

В режиме пЗаряд" единичный сигнал с переключателя 37 режимов (фиг. 3) поступает только на вход элемента 32, обеспечивая соединение второго бло- кинг-генератора 36 через элементы

34 и 32 с выходом компаратора 28. В этом режиме тиристоры 15 и 16 управ- ляются с задержкой по фазе,i обеспечивая плавное регулирование тока заряда от значений, близких к нулю (характеристика 46 на(фиг. 5), до значений, ограниченных характеристикой

42, что обеспечивает различные возможности от подзарядки до форсированного заряда аккумуляторов. Прямая 47 (фиг. 5) показывает наибольшее напряжение заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Положение

Сигнал на входе элемента И переключателя 37

30

29 30 3! 32 режимов

"Сварка"

"Пуск"

"Заряд"! 0 1 0

0 1 0 0

0 0 0 1

Сигнал на выходе компаратора 28 появляется с задержкой, заданной потенциометром 25, и через элементы 29 и 33 поступает на блокинг-генератор 40

35. Сигнал с последнего открывает тиристор 13, при этом напряжение на нагрузке увеличивается скачком (до большего напряжения, так как выпрямительный мост подключен к первой и второй частям ), а открытый ранее тиристор

15 запирается. Так происходит. регулирование тока сварки. Диапазон регули" рования тока ограничен внешней характеристикой 41 (фиг. 5) на выводе большего напряжения и характеристи" кой 42 на выводе меньшего напряжения. Наибольший I< и наименьший Е, токи сварки определяются пересечением внешних характеристик .с характеристикой дуги 43..Изменением положения движка потенциометра 25, т.е ° изменением угла задержки открывания тиристоров 13 и 14, можно получить любое

11 lt

В режиме Пуск единичный сигнал с переключателя 37 режимов (фиг. 3) . поступает на элемент 30, подключая блокинг-генератор 35 через элемент

33 к фазосдвигаюшему устройству, т.е. выходу компаратора 28. Диапазон ре гулирования тока в этом режиме — от

0 до значений, ограниченных характеристикой 41 (фиг. 5), что позволяет обеспечить стартерный запуск двигателя автомобиля в холодное время года при параллельном подключении выпрямителя к аккумулятору автомобиля.

Такой запуск уменьшает ток аккумулятора, увеличивая срок его службы.

Прямая 48 (фиг. 5) показывает наименьшее напряжение при стартерном пуске автомобиля.

По сравнению с известным предлагаемый однофазный сварочный выпрямитель обеспечивает плавное регулирование тока в трех диапазонах, что улучшает потребительские свойства выпрямителя и расширяет функциональные возможности благодаря -применению выпрямителя для заряда аккумуляторов и стартерного пуска двигателей автомобилей.

Для бытового сварочного выпрямителя наибольший .сварочный ток достигает

125 А, а минимальный 50-60 А. При этих параметрах разработанный по предлагаемому решению выпрямитель может обеспечить заряд 12-вольтовых

1547987 аКкумуляторов током от 2 до 70-90 А, обеспечивая номинальный или форсированный заряд аккумуляторов емкостью

42 — 100 А ч. В этом же режиме можно обеспечить стартерный запуск легкового автомобиля при параллельном включ 1нии аккумуляторов и сварочного выпрямителя, при. этом ток выпрямителя достигает 80-100 A. В положении

"1 уск" сварочный выпрямитель обеспечивает пусковой ток до 200-220 А, ч о позволяет при параллельной работе с арочного выпрямителя и аккумулятор в обеспечить стартерный пуск грузо в к автомобилей в холодное время год . Такое применение сварочного вып ямителя может быть полезным в быт вых условиях, в коллективных гараж х, садах, сельскохозяйственных и м лких мастерских.

Конструкция сварочного выпрямител не имеет механических переключате— лей в силовой цепи, переключение этих

1 цепей в различных режимах производится тиристорами, что повышает ресурс вь1прямителя, трансформатор имеет меньше выводов, что снижает трудоемкость изготовления и сборки. Применение ийтегральной электроники позволяет ,п рименить современную технологию изг товления, основанную на печатном м нтаже.

Формула изобретения

1. Однофазный сварочный выпрямитЕль, содержаший трансформатор, ВТо ричная обмотка которого состоит из частей с разным количеством витков, расположенных на,двух стержнях магнйтопровода, сглаживаюший реактор и два диода, анод первого из которых и катод второго соединены с концом вторичной обмотки, о т л и ч а ю ш и й- 45 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения потребительских свойств за счет увеличения диапазона и плавного регулирования тока, он снабжен четырьмя

5О тиристорами и блоком управления тиристорами, причем вторичная обмотка трансформатора выполнена из трех час,тей, начало первой и концы второй и третьей частей соединены вместе, начало второй части обмотки является

55 вьводом большего напряжения, начало третьей части является вьводом меньнего напряжения, конец первои части является концом вторичной Обмотки, трeòüÿ часть обмотки расположена с наибольшим удалением от зоны размешения первичной обмотки, при этом анод первого и катод второго тиристоров соединены с выводом большего напряжения трансформатора, анод третьего и катод четвертого присоединены к выводу меньшего напряжения трансформато— ра, катоды первого, третьего тиристоров и первого диода соединены вместе и присоединены к вьводу сглаживаюшего реактора, второй вывод которого является положительным вьводом выпрямителя, аноды второго и четвертого тиристоров и второго диода соединены вместе и образуют отрицательный вьвод выпрямителя, два первых выхода блока управления тиристорами соединены с цепями управления первого и второго тиристоров, два вторых выхода — с цепяйи управления третьего и четвертого тиристоров.

2. Выпрямитель по п. 1, о т л и-, ч а ю ш и и с я тем, что блок управления тиристорами выполнен в виде потенциометра регулятора тока, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, компаратора, четырех элементов И, двух элементов ИЛИ, двух блокинг-генераторов, переключателя режимов "Сварка", "Заряд", "Пуск", при этом два выхода первого блокинггенератора — первые выходы блока управления и два выхода второго блокинггенератора — вторые выходы блока управления, вход первого блокинг-генератора соецинен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вход второго блокинг-генератора соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, вход нуль-органа соединен с выводами вторичной обмотки трансформатора, выход нуль-органа соединен с входом генератора пилообразного напряжения и первым входом третьего элемента И, выход генератора пилообразного на— пряжения соединен с неинвертируюшим входом компаратора, инвертируюший вход. компаратора соединен с подвиж9 15 ным контактом потенциометра регулятора тока, выход компаратора соединен с первьйи входами первого, второго и четвертого элементов И, второй вход первого элемента И и второй вход третьего элемента И соединены с выводом

"Сварка" переключателя режимов, второй вход четвертого элемента И соединен с выводом "Заряд" переключателя режимов, второй вход второго элемента И соединен с выводом "Пуск" переключателя режимов.

47987 !О

3 . .Выпрямитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей, трансформатор снабжен допол,5 нительнои обмоткой со средним выводом, который соединен с нулевым проводом питания блока управления, тиристорами, а выводы обмотки присоединены к выпрямительному мосту питания блока управления тиристорами.

Фиг.2

1547987

48

39

36

33

27

24

31

1Â

Ю

9 б

50I fM I.: ад

Фиг.б

Составитель В. Пучинский

Редактор О. Юрковецкая Техред Л. Олийнык Корректор Т. Малец

Заказ 102 Тираж 651 Подписное

9НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул, Гагарина, 101