Источник питания для нагрузок электродугового типа

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания постоянным током нагрузок электродугового типа. Источник питания содержит полупроводниковый коммутатор на транзисторах, соединенных по мостовой схеме. В выходную диагональ коммутатора включены последовательно соединенные первичные обмотки силового и дополнительного трансформаторов, вторичные обмотки которых через выходной и дополнительный выпрямитель включены параллельно. Коэффициент трансформации дополнительного трансформатора в несколько раз больше, чем у силового трансформатора , а ток намагничивания в несколько раз меньше. Поэтому при холостом ходе и малых нагрузках работает только дополнительный выпрямитель и выходное напряжение увеличено в несколько раз, что обеспечивает устойчивое зажигание дуги в нагрузке. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСГИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОЛ1СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОО ЬЭ (л оь

СО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931099/08 (22) 25.04.91 (46) 07.07.93, Бюл. М 25 (71) Агрегатное конструкторское бюро

"Якорь" (72) Л.А. Лысенко и В.С, Моин (56) Малышев Б.Д. и др, Ручная дуговая сварка. М.: Стройиздат. 1990.

Патент США N 4897773,,кл. Н 02 Н 7/122, 1990. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ НАГРУЗОК

ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ТИПА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания постоянным током нагрузок электродугового типа. Источник питания содержит полупроводниковый

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания постоянным током нагрузок электродугового типа, например сварочной дуги. газоразрядных ламп и т.п.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного источника: на фиг. 2— внешняя характеристика и вольтамперная характеристика нагрузки (дуги); на фиг. 3— вариант выполнения трансформаторного узла.

Источник питания (фиг, 1) содержит входной выпрямитель 1. подключенный входом к питающей сети, а выходом к полупроводниковому коммутатору. выполненному, например на транзисторах 2 — 5. К выходу, . Ж „„1825681 А1

1Я)» В 23 K 9/00, Н 02 Н 7/122 коммутатор на транзисторах, соединенных по мостовой схеме. В выходную диагональ коммутатора включены последовательно соединенные первичные обмотки силового и дополнительного трансформаторов, вторичные обмотки которых через выходной и дополнительный выпрямитель включены параллельно. Коэффициент трансформации дополнительного трансформатора в несколько раз больше, чем у силового трансформатора, а ток намагничивания в несколько раз меньше, Поэтому при холостом ходе и малых нагрузках работает только дополнительный выпрямитель и выходное напряжение увеличено в несколько раз, что обеспечивает устойчивое зажигание дуги в нагрузке. 3 ил, коммутатора подключены последовательно соединенные первичные обмотки силового

6 и дополнительного 7 трансформаторов.

Вторичные обмотки этих трансформаторов через соответственно выходной 8 и дополнительный 9 выпрямители подключены к выходным выводам источника питания 10 и 11. с которыми соединена нагрузка 12, Цепи управления транзисторов 2 — 5 соединены с выходами блока управления 13, На выходе выпрямителя 1 включен фильтрующий конденсатор 14.

Источник питания работает следующим образом.

Выпрямленное напряжение после фильтрации подается на вход коммутатора. Транзисторы 2,5 и 3,4 по сигналам блока управления 13 открываются поочередно через полпериода повышенной частоты.

1825681

Выходное напряжение коммутатора прямоугольной формы поступает на трансформаторы 6 и 7. Так как ток намагничивания трансформатора 6 в несколько раз больше. чем у трансформатора 7, при холостом ходе источника питания, т.е. когда еще не произошло зажигание дуги, практически все напряжение на выходе коммутатора будет приложено к первичной обмотке трансформатора 7. Коэффициент трансформации (отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки) трансформатора 7 выбран в несколько раэ больше, чем у трансформатора 6, например втрое.

Поэтому диоды выпрямителя 8 при этом будут закрыты, а выходное напряжение источника питания будет иметь повышенное значение, например 60 В. После зажигания дуги нагрузка источника питания увеличивается и при токе нагрузки. превышающем ток намагничивания трансформатора 6, открываются диоды выпрямителя 8. выходное напряжение снижается (см. фиг. 2). При устойчиво горящей дуге нагрузка питается двумя выпрямителями 8 и 9. причем токи этих выпрямителей и вторичных обмоток трансформаторов 6 и 7 обратно пропорциональны коэффициентам трансформации этих трансформаторов. Это объясняется тем, что по первичным обмоткам трансформаторов проходит одинаковый ток. Например, если коэффициенты трансформации трансформаторов 6 и 7 относятся как 1:3, то ток выпрямителя 9 втрое меньше, чем выпрямителя 8, а напряжение на первичной обмотке и расчетная мощность трансформатора 7 втрое меньше, чем у трансформатора

6. Следовательно, при номинальной нагрузке выходное напряжение источника втрое меньше (20В), чем при холостом ходе (60В), а мощность в нагрузку передается по двум путям -75 через трансформатор 6 и выпрямитель 8 и 25 (через трансформатор 7 и выпрямитель 9, Форсировка выходного напряжения источника при холостом ходе обеспечивает уверенное зажигание дуги (точка " на фиг. 2) и уменьшение тока транзисторов при номинальной нагрузке (точка

5 на фиг. 2), что позволяет уменьшить массу и габариты аппаратуры. Разные значения токов намагничивания 1 „=HI/w трансформаторов 6 и 7 могут выполняться различным путем: выполнением небольшого немагнитного зазора в сердечнике трансформатора 6: разными материалами сердечника (сталь-пермаллой, феррит-сталь и т.п,); разной геометрией сердечника и числом витков.

Трансформаторный узел может быть выполнен с общей первичной обмоткой, как показано на фиг. 3.

Сердечники трансформаторов 6 и 7 выполнены, например, Ш-образными. причем сердечник 15 трансформатора 6 имеет в несколько раэ большую ширину, чем сердечник 16 трансформатора 7. Вторичные обмотки 18 и 19 трансформаторов охватывают соответствующий сердечник 15 и 16. а первичная обмотка 20 является общей для двух трансформаторов.

Формула изобретения

Источник питания для нагрузок электродугового типа, содержащий входной выпрямитель и полупроводниковый преобразователь с коммутатором и силовым трансформатором, первичная обмотка которого связана с выходом полупроводникового коммутатора, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель подключена к выходным выводам источника питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в источник питания введены дополнительные трансформатор и выпрямитель, первичная обмотка силового трансформатора соединена с выходными зажимами коммутатора через первичную обмотку дополнительного трансформатора, включенную последовательно с ней. вторичная обмотка дополнительного трансформатора через дополнительный выпрямитель подключена к одноименным выходным выводам источника питания, причем дополнительный трансформатор выполнен таким образом, что его ток намагничивания меньше, а коэффициент трансформации больше. чем у силового трансформатора, 1825681

/2

Г

1825681

Г ф, Составитель Л, Лысенко

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Редактор Л. Волкова

Заказ 2300 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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