Источник питания горелки для сварки

Источник питания горелки для сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик оо967710

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 05. 81 (21) 3289933/25-27 с присоединением заявки ¹â€”

Р1 М К з

В 23 К 9/00

В 23 К 9/09

Государственный комитет

СССР по дела изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 821.791.

° 75(088.8) Опубликовано 231082. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.82

Ю.Е.Иванов, В.В.Козак, В.П.Лиходед и А.Д.Колесник (72) Авторы изобретения °. (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ГОРЕЛКИ ДЛЯ СВАРКИ. ми (1)„

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к источникам питания микроплазменных установок для сварки иэделий разнополярными импульсами тока.

Известен источник питания для реализации импульсных процессов при сварке алюминия и его сплавов, генерирующий разнополярные импульсы тока необходимой длительности, амплитуды, формы и обеспечивающий возможность их регулирования. Он состоит из двух сварочных выпрямителей для питания соответственно дуги прямой и обратной полярности и коммутатора постоянного тока. Последний включает в себя два силовых тиристора, два коммутирующих конденсатора, два силовых диода и блок управления тиристораНедостатком этрго источника является низкая надежность на. верхних частотах работы коммутатора, обусловленная недостаточным уровнем напряжения на коммутирующих конденсаторах„ необходимого для надежного ,запирания силовых тиристоров. B то же время уровень напряжения на выходе выпрямителей определяется требованиями техники безопасности и не может превышать 100 В.

Наиболее близким к изобретению является источник питания для свар- . ки алюминия и его сплавов, состоящий из трех выпрямителей и тиристорного коммутатора импульсов тока, 10 включающего в себя два силовых тиристора, два силовых диода, два коммутирующих конденсатора и блок управления силовыми тиристорами. Два иэ выпрямителей питают дуги соответственно прямой и обратной полярности, с третьего выпрямителя запитывается схема осциллятора и дежурная дуга.

Для повышения устойчивости работы коммутатора, особенно на коротких импульсах и больших токах, коммутирующие конденсаторы запитаны от вспомогательного маломощного источника с повышенным напряжением. При этом увеличивается напряжение на коммутирующих конденсаторах и соответственно обратное напряжение, прикладываемое к силовым тиристорам в различные циклы работл коммутатора.

Это позволяет улучшить амплитудночастотные характеристики источника питания f 2).

967710

10

65

Однако1наличие дополнительного источника напряжения усложняет устройство. Кроме того, в схеме коммутатора используются четыре силовых элемента (два тиристора и два диода), что вместе с наличием источника напряжения снижает КПД.

Целью изобретения является упрощение источника и повышение его КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике питания горелки для сварки, преимущественно микроплаэменной, содержащем сварочный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, коммутатор импульсов тока, включающий в себя два конденсатора, два тиристора с блоком управления тиристорами, трансформатор выполнен с, нулевым выводом, являющимся одновременно средней точкой выпрямителя и.выводной клеммой нагрузки, а конденсаторы и тиристоры соединены меж» ду собой попарно по схеме моста с однонаправленным включением тиристоРов в .противоположные. плечи моста, при этом анод первого тиристора и катод второго тиристора подключены соответственно к плюсовому и мину.— совому выводам сварочного выпрямителя, а катод первого и анод второго тиристора подсоединены к соответствующим электродам горелки, На чертеже приведена блок-схема источника питания горелки микроплазменной установки.

Источник состоит из сварочного выпрямителя 1 и тиристорного коюеутатора 2 импульсов тока.

В состав выпрямителя входят трехфазный сварочный трансформатор 3 с нулевым проводом 4 и полупроводникоwe диоды 5-10. Первичные обмотки

ll-l3 трансформатора 3 подключены .к трехфазной питающей сети 380/220 В

Вторичные обмотки 14-16 трансформато ра 3 соединены.по схеме Звезда с нулевым выводом . Нулевой вывод 17 вторичных обмоток 14-16 подсоединен к свариваемому изделию 18. Нулевой вывод 17 трансформатора 3 является одйовременно выводом средней точки выпрямителя 1

Полупроводниковые диоды 5-10 .под ключены к вторичным обмоткам 14-16 . трансформатора 3 по схеме Ларионова, плюсовой и минусовой выход которых соединен с выходными выводами соот-, ветственно 19, 20 выпрямителя 1.

В состав тиристорного коммутатора 2 входят тиристоры 21 и 22, коммутирующие конденсаторы 23 и 24.

Конденсатор 24, тиристор 21, конденсатор 23 и тиристор 22 соединены между собой последовательно и образуют мост с однонаправленным включением тиристоров 21 и 22 в противо» положение плечи моста.

Точка 25 соединения анода тиристора 21 с Конденсатором 24 подключена к плюсовому выводу 19 сварочного выпрямителя 1.

Точка 27 соединения катода тиристора 21 с конденсатором 23 соединена также с соплом 28 микроплазменной горелки 29.

Точка 30 соединения конденсатоРа 24 с анодом тиристора 22 соединена с центральным электродом 31 микроплаэменной горелки 29.

Точки 25, 27, 26, 30 соединения элементов 21, 23, 22, 24 представляют собой вершины мостовой схемы соединения.

Управляющие переходы тиристоров

20 21, 22 подключены к устройству 32 импульсно.-фазового управления тиристорами 21, 22.

Параллельно соплу 28 и его электроду 31 подключен источник 33 тока.

25 дежурной дуги. В цепь протекания тока дежурной дуги включен осциллятор 34 поджига дежурной дуги.

Источник работает следующим образом.

30 На управляющий электрод тиристора 21 поступает. управляющий импульс с устройства 32, при этом тиристор .

21 открывается и по цепи плюсовой вывод 19 сварочного выпрямителя 1—

35 тиристор 21 — сопло 28 микроплаэменной горелки 29 - свариваемое изделие 18 - вывод 17 средней. точки сварочного выпрямителя 1 протекает ток сварки. При открытом тиристоре

40 21 конденсатор 23 заряжается примерно до напряжения сварочного выпрямителя 1.

При поступлении управляющего импульса с устройства 32 на управляющий электрод тиристора 22 направление тока сварки изменяется. При этом тиристор 21 закрывается, а тиристор

22 открывается. Тиристор 21 закрывается током перезарядки..конденсатора 24 от конденсатора 23, протекаю- . щим по цепи + конденсатора 23 — тиристор 21 - конденсатор 24 — открытый тиристор 22 - — конденсатора 23.

Сварочный ток при открытом тиристоре 22 протекает по цепи вывод 1 1 средней точки сварочного выпрямите-. ля 1 — свариваемое изделие 18 — центральный электрод 31 горелки 29— тирнстор 22 - минусовой вывод 20 сварочного выпрямителя 1. При этом конденсатор 24 заряжается примерно до напряжения сварочного выпрямителя 1 по цепи плюсовой вывод 19 сварочного выпрямителя 1 - конденсатор 24 - тиристор 22 — ыюнусовой вывод 20 сваРочного выпрямителя 1.

967710

Формула изобретения

При поступлении на управляющий электрод тиристора 21 управляющего ,импульса тиристор 22 закрывается током перезарядки конденсатора 23 от конденсатора 24, протекающим по цепи

+ конденсатора 24 — тиристор 21 конденсатор 23 - тиристор 22 - - конденсатора 24 ° Сварочный ток течет по цепи плюсовой вывод 19 сварочного выпрямителя 1 - тиристор 21 сопло 28 микроплаэменной горелки 29 свариваемое изделие 18 - вывод 17 средней точки сварочного выпрямитеГ ля 1.

Таким образом, поочередно к соплу

28 микроплазменной горелки 29.при.кладываются положительные, а к электроду 31 той же горелки - отрицательные относительно свариваемого изделия 18 прямоугольные импульсы напряжения. Длительность отрицательного импульса, а следовательно, и длительность протекания тока дуги прямой полярности задается временем между приходом управляющих импульсов на тиристоры 21 и 22, а длительность положительных импульсов - частотой следования импульсов управления, поступающих с устройства 32 на управляющие переходы тиристоров 21 и 22.

Протекание тока дуги прямой и обратной полярности соотнетственно между свариваемым иэделием 18 и электродом 31 горелки 29, между свариваеьым изделием 18 и соплом 28 микроплаэменной горелки 29 возможно при подаче в горелку плазмообраэующего газа и при условий горения дежурной дуги между электродом 31 и соплом 28 горелки 29, запитываемой от источника тока 33 дежурной дуги.

Дежурная дуга возбуждается с помощью осциллятора 34, с последовательной схемой его включения н цепь протекания тока дежурной. дуги.

Выполнение в предложенном источнике сварочного выпрямителя со средней точкой и последовательное соединение тиристоров и коммутирующих конденсаторов по мостовой схеме с подключением двух вершин моста к крайним плюсовому и минусовому выводам сварочного выпрямителя и двух вершин соответственно к соплу и электроду глазменной горелки обеспечивает заряд коммутирующих конденсаторов до. напряжения, равного удвсенному значению рабочего напряжения на дуговом промежутке свариваемое изделие — сопло горелки,свариваемое.изделие - электрод горелки (примерно до 200 В). Это обеспечивает на- дежную коммутацию тиристоров при упрощении устрсйства и повыаении его

КПД, так как коммутатор. импульсов тока выполнен на двух тиристорах и не требуется специального источника для подзаряда коммутирующих конденсаторов повышенным, по сравнению с рабочим, напряжением. Кроме того, 0 в предложенном устройстве емкость коммутирующих конденсаторов в два раза меньше емкости коммутирующих конденсаторов известных источников питания горелок микроплаэменных установок эа счет заряда их до напряжения, равного рабочему напряжению на дуговом промежутке. Это позволяет при сохранении надежности работы устройства упростить его.

Изобретение позволяет повысить

КПД на 10% по сравнению с известйым источником, Источник питания горелки для снарки, преимущественно микроплаэменной, содержащий сварочный трансформатор, вторичная обмотка которого подсоеди30 нена к выпрямителю, коммутатор импульсов тока, включающий в себя дна ко )денсатора, два тиристора с блоком управления тирис орами, о т л и ч а .ю щ и и с ч тем, что, с целью упро35 щения источника с одновременным повышением коэффициента полезного действия, трансформатор выполнен с нулевым выводом, являющимся одновременно средней точкой выпрямителя и

4О выводной клеммой нагрузки, а конденсаторы и тиристоры соединены между собой попарно по схеме моста с однонаправленным включением тиристорсв в противоположные плечи моста, при .этом анод первого тиристора и ка45, д второго тиристора подключены соответственно к плюсовому и.минусоному выводам сварочного выпрямителя, а катод первого и анод второго тиристора подсоединены к соответствующим электродам горелки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Микроплазменная сварка, Киев, Наукова думка, 1979, с.89-91, рис. 50.

2. Там же, с.111-116, рис. 65 (прототип).

967710

Составитель И.Лурье

Техред И. Гергель Корректор А. Гриценко

Редактор О.Половка

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7978/22 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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