Устройство для питания дугового разряда
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО для ПИТАНИЯ ДУГОВОГО РАЗРЯДА преимущественно при дуговой электросварке, содержащее многофазный источник переменного тока, набор индуктивностей и выпрямительный мост, выполненный из попарно-последовательно соединенных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходнь1ми клеммами устройства, а общие точки при помощи индуктивности подключены соответствен-, но к каждой фазе источника переменного тока, отличающееся тем, что, с целью стабилизации процесса сварки и уменьшения мощности источника переменного тока, в устройство введена группа по числу фаз источника переменного тока дополнительных попарно-последовательно соединенных диодов и набор конденсаторов, щ этом каждая пара дополнительных диодов включена параллельно паре диодов выпрямительного моста,а общие точки соединения каждой пары дополнительных диодов при помЬщи соответствукицего конденсатора подключены к фазам источника переменного тока 0 со О) сл 4 ;о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГЮБЛИН
ÄÄSUÄÄ 936549
3(SD В 23 К 9/00;В 23 К 9/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2954293/25-27 (22) 28.05.80 (46) 15.12.84. Бюл. У 46 . (72) В.И. Яковлев (53) 621.791.75 (088.8) (56) 1. Патент Франции М 2279506, кл. В 23 К 9/Оф, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР@ 469553, кл. В 23 К 9/06, 1973 (прототип).. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ .ДУГОВОГО РАЗРЯДА преимущественно при дуговой электросварке, содержащее многофазный источник переменного тока, набор индуктивностей и выпрямительный мост, выполненный из попарно-последовательно соеди.ненных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходными клеммами устройства, а общие точки при помощи индуктивности подключены соответствен-. но к каждой фазе источника перемен ного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации процесса сварки и уменьшения мощности источника переменного тока, в устройство введена группа по числу фаз источника переменного тока дополнительных попарно-последовательно соединенных диодов и набор конденсаторов, при этом каждая пара дополнительных диодов включена параллельно паре диодов выпрямительФ ного моста, а общие точки.соединения каждой пары дополнительных диодов при помощи соответствующего конденсатора подключены к фазам источника переменного тока
Ф 9
Изобретение относится к области производства источников питания постоянного тока, в частности к устройствам для питания дугового разряда, и может найти применение при дуговой электросварке в различных отраслях промышленности.
Известно устройство для питания дугового разряда., содержащее многофазный источник переменного тока, индуктивность и выпрямительный мост, выполненный из попарно-последовательно соединенных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходными клеммами устройства, а общие точки подключены соответственно к каждой фазе источника переменного тока 1.13.
В известном устройстве получаемый постоянный ток протекает по катушке индуктивности, включенной на выходе устройства. Изменения тока, возникающие в результате перегрузок или коротких замыканий, выдают индуктивные сигналы, используемые для защиты источника питания, а также для создания постоянной величины тока на выходе вне зависимости от изменения напряжения. Поскольку величина напряжения необходимого для поддержания устойчивого дугового разряда, превышает напряжение горения дуги при сварке, то мощность, фактически потребляемая устройством, значительно превышает мощность дугового разряда, что приводит к увеличению габаритов .и мощности многофазного источника переменного тока, Стремление уменьшить мощность (габариты) последчего в конечном ито е приводит к ухудшению стабильности дугового разряда.
Указанный недостаток частично устранен в другом устройстве для 1 питания дугового разряда, в котором общие точки попарно-последовательно включенных диодов выпрямительного моста подключены соответственно к каждой фазе многофазного источника переменного тока при помощи набора индуктивностей (2 ).
Включение индуктивностей на стороне переменного тока в извест- ном устройстве позволило несколько уменьшить мощность, потребляемую устройством.
Однако уменьшение габаритов многофазного источника переменного тока известного устройства привело.
36549 2
35 к ухудшению стабильности дугового разряда.
Целью изобретения является уменьшение мощности многофаэного источника переменного тока и стабилизация процесса сварки.
Это достигается тем, что в устройство для питания дугового разряда, содержащее многофазный источник переменного тока, набор индуктивностей и выпрямительный мост, выполненный из попарно-последовательно соединенных диодов, анод одного и катод другого которых соединены с выходными клеммами устройства, а общие точки при помощи индуктивностей пбдключены соответственно к каждой фазе источника .переменного тока, введена группа по числу фаэ источника переменного тока дополнительных пепарно-последовательно соединенных диодов и набор конденсаторов, при этом каждая пара дополнительных диодов включена параллельно паре диодов выпрямительного моста, а. общие точки соединения каждой пары дополнительных диодов при помощи соответствующего конденсатора подключены к фазам источника переменного тока.
На чертеже приведена принципиаль" ная схема устройства.
Устройство содержит незаэемленный многофазный источник переменного тока 1 с необходимыми коммутирующими и другими вспомогательными цепями, блоки 2 попарнопоследовательно соединенных диодов
3, образующие многофазный выпрямительный иост 4, и катушки индуктивности 5, подключенные в разрыв каждой фазы A B O источника переменного напряжения 1 и одноименной фазы A B О выпрямителя 4.
Устройство также по каждой фазе
А,В,;. .О содержит дополнительный .блок. 6 диодов 7, образующий дополнительную фазу выпрямители
А,Б,;..О. Устройство также,содержит конденсаторы 8, подключенные между дополнительной фазой А,В,...0 выпрямительного моста 4 и соответствующей фазой А,В,...О источника переменного напряжения 1.
Индуктивность катушки 5 и емкость конденсатора 8 выбирают на основе выражения
1 уу Bs . Bb
3 где и — круговая частота источника переменного напряжения 1 — индуктивность катушки 5;
c — емкость конденсатора 8
У
U>z — напряжение источника 1;
1 п,гг — напряжение дугового разряда,"
36bt — величина выходного тока (тока дугового разряда), 32 — коэффициент, учитывающий увеличение выходного тока эа счет емкостного балласта.
Допустимое обратное напряжение диодов 3,7 должна быть больше амплитуды U „. Допустимый ток диодов
3,7 выбирается по заданной величине 3пь,г, с учетом скважности их работы.
Работает устройство следующим образом.
После включения источника 1 на выходе выпрямителя 4 устанавливается постоянное напряжение указанной ка схеме полярности. Величина этого напряжения близка к амплитуде Опх.
Ток, потребляемый от источника 1, близок к нулю и определяется величиной токов утечки вентилей 3 и 7.
После зажигания дугового разряда капряжение иа выходе устройства устанавливается равным напряжению дугового разряда 0 ьг„ а величина тока дугового разряда (сварочного тока) 35
9365 анют.
ВНЕш. где
SS и)
Я=
"п "г и
Веяичина тока, потребляемого от
40 источника 1 по калдой фазе, определяется потерями в колебательном контуре, состоящем из последовательно соединенных между собой катушки
5, диодов. 3, дугового промежутка, вентилей 7, конденсатора 8. Как из- вестно, внешний пнеггг. и внут-. ренний .7 „„, ток параллельного колебательного контура связаны между собой выражением
49 4 добротность колебательного контура; ги - сопротивление потерь колебатель. ного контура, складывающееся из активного сопротивления катушки r, сопротивления дугового промежутка . г сопротивления вентилей гп, со- . противления обкладок конденсатора и, сопротивлений прочих утечек и
В предлагаемом устройстве налицо параллельный колебательный контур, поэтому вых ax"
1 где —.-г=т — коэффициент, учитывающий, и уменьшение пх за счет и -фазкого источника и емкостного балласта, увеличивающего выходной ток до зна" чения, близкого к амплитудному в Q раз.
В устройстве основным источником потерь колебательного контура является дуговой промежуток, поэтому входной ток практически определяется мощностью дугового разряда.
Мощность, потребляемая от источника 1, незначительно превьппает мощность дугового разряда, основную часть незначительных дополнительных потерь составляют потери в меди катушки 5, т.е. активные потери.
Индуктивное сопротивление катушки
; выбирается равным емкостному сопротивлению конденсатора, т.е.
cos Э устройства близок к 1, что позволило уменьшить мощность источника переменного тока.
Стабильность дугового разряда достигается sa счет того, что напряжение до зажигания дуги в предлагаемом устройстве может быть много больше минимально необходимого для поддержания дугового разряда (70 В), так как это достигается ценой небольших дополнительных потерь в меди катушки 5. Кроме того, стабильность дугового разряда объясняется малой величиной пульсации тока дуги, так как токи в индуктивности и емкости сдвинуты относительно друг друга на четверть периода и на выходе выпрямителя складываются так, что минимУмы емкостного тока совпадают с максимумами индуктивного и наоборот.
Предлагаемое устройство питания дугового разряда может быть также применено и для питания дуговых
936549
Техред С.Мигунова Корректор О. Тигор
Редактор О. Юркова
Ю
Заказ 9208/2
Тираж 1036 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент,", r. Ужгород, ул. Проектная,4 газоразрядных ламп, где будет обеспечивать высокую экономичность и стабильность дуги, так как процесс дугового разряда в этой лампе практически не отличается от дугового разряда при сварке.