Стабилизатор сварочной дуги переменного тока

 

I КЗОБ ИтИНИя (»t791488

=Op

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)."алвлено 05.01.79 (21) 2708091!25-27 (51)М. Кл.

:-. прис",е.инение а заявки .%

В 23 К 9/06

1асуларстачяьч квинтет е ;,р н;;т:,,,:т j,ð", Опубликовано 30.12.80. Бюллетень .% 48 (53) УДK621791 .75 (088.8) 1

Дата оп;-бликования описания 30.12.80

В. К. Чи:::унов, О. Б. Зубрицкий, Ю. Г. Силуков, В. Н. Лапин и А. П. Мамыкин (72) Авторы нэоб1эеiения

Ценграчьи tA научно-исследовательский институт материалов и:ехнологии тяжелого и транспортного машиностроения (7 т .,-. Г:г|тель (54) СТАБИЛИЗАТОР СВАРОЧНОЙ ДУГИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к оборудованию для ( дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом.

Известно yc":.ð:t, го для стабилизации сварочной луги пер менного тока (/), основанное

5 на испольэовали! "лсргии затяжепного конденсатора при подключении его с помощью тиристоров к дуговому промежутку непосредственно через импульсный трансформа-ор.

- 1п

Это:cTpoAG!âo состоит из двух зарядных цепей. каждая из которых попеременно через тиристор разряжается на дуговой промежуток непосредственно или через импульсный трансформатор.

Тиристоры, через которые происходит разряд накопленной энергии, имеют общую точку, благодаря которой при сбое в схем управления тиристорамп î .:.= из зарядных цепей подклюгается на напряжение дугового промежутка, что приводит к выходу из строя ее элементов, и следовательно, всего устройства.

2О

Налболее близким по выполняемой функции и техническому решению к предлагаемому устройству является стабилизатор дуги (2) содержащий зарядный трансформатор. две лолупериодпые зарядные цепи, каждая из которых содержит одну иэ вторичных обмоток зарядного трансформатора, диод, конденсатор и разрядный тиристор. Зарядные цели присоединены через общий дроссель к дуге.

Для управления тиристорами испольэуетсяимпульсный трансформатор, который является одновременно фаэирующим элементом и источником импульсов управления.

Так как разрядныс цепи стабилизатора дуги имеют общую точку, при сбое в схеме управления, т.е. при подаче управляющего импульса на тиристоры в момент, не соответствующий переходу тока дуги через цепь, образуется цепь, состоящая иэ одного тиристора, зарядного диода и вторичной обмотки зарядного трансформатора. Эта цепь оказывается включенной параллельно дуговому промежутку, т.е. под напряжение сварочного трансформатора.

Вследствие малого сопротивления этой цепи тиристор выходит из строя. Такое явление возникает либо иэ-за случайной помехи в схеме управления тиристорами, либо при коротком замыкании дугового промежутка каплей метал79

1488 4

1а параллельно конденсатору через транзистор

18 и 19 и резистор 20 и 21 подключен управляющий переход соответствующего тиристора

6, 7. Переход база-эмиттер трансформаторов

18, 19 зашунтирован соответствующим стабилизатором 22, 23 и подключен к цепочке образованной соответственно резистором 24, 25, диодом 26, 27 вторичной обмоткой 28, 29 фа;зирующего трансформатора 10. Начала обмоток трансформаторов 1 и 10 обозначены точкой.

Поставленная цель достигается эа счет того, что в каждую схему управления тиристором. введены цепь из последовательно соединенных дополнительной вторичной обкатки зарядного трансформатора и диода, и параллельно подключенный к ней конденсатор, а также транзистор, через который указанная цепь подключается к управляющему электроду тиристора, резистор, дополнительный диод и стабилитрон, шунтирующий переход эмиттер — база и подключенный через резистор и дополнительный диод ко вторичной обмотке фазирующего трансформатора, а в цепь дуги введен разделительный конденсатор, при этом тиристоры включены между собой встречно-параллельно, а накопительный конден. сатор подключен к дуговому промежутку через указанные тиристоры, дроссель и разделительный конденсатор.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора дуги.

На фиг. 2 изображены: а — изменение напряжения холостого хода вторичной обмотки свароч ного трансформатора — U и сварочного тока хх б — изменение напряжения на дуговом промежутке — 0; в — изменение напряжения на конденсаторе 4 — 0; r — стабилизирующий импульс тока — 1

На фиг, 3 изображены; а — изменение напряжения на дуговом промежутке U; б — изме9 нение напряжения на обмотке 28 — Uzz, в— изменение напряжения на стабилитроне 22—

0зз, г — изменение напряжения на обмотке

29 — 0 д, д — изменение напряжения на стабилитроне 23 — 0».

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого подключается к той же сети, что и сварочный трансформатор 2.

Вторичная обмотка зарядного трансформатора 3 и конденсатора 4 образуют зарядную цепь. Конденсатор 4 подключен к дуговому промежутку 5 через встречно-параллельные соединенные тиристоры б и 7, дроссель 8 и разделительный конденсатор 9.

Схема управления тиристорами состоит иэ фаэирующего трансформатора 10, первичная обмотка 11, которого включена параллельно дуговому промежутку и двух одинаковых цепочек, каждая иэ которых состоит из дополнительной вторичной обмотки 12 и 13 зарядного трансформатора, на который подключен диод

14 и 15 и фильтрующий конденсатор 16 и 17, 20

2$

-30

4$

И ла при сварке плавящимся электродом, когда на входе импульсного трансформатора появляется ложный импульс из-эа быстрого спадания до нуля напряжения на дуге.

Целью настоящего изобретения является повышение качества сварного соединения и надежности работы, Стабилизатор работает следующим образом.

При включении зарядного трансформатора 1 в сеть происходит заряд конденсатора 4 напряжением,совпадающим по фазе со вторичным напряжением холостого хода 0„(фиг. 2, а и в), сварочного трансформатора 2 по цепи: обмотка

3 сварочного трансформатора — конденсатор 4.

Учитывая, что напряжение на дуге (и ток) отстают от напряжения холостого хода на утоп близкий 90 (фиг. 2, а и б) в момент т, перехода синусоиды сварочного тока через ноль напряжения на конденсаторе 4 достигнет величины близкой к амплитудному значению напряжения (фиг. 2в) обмотки 3. В этот момент по команде схемы управления открывается тиристор б и заряженный конденсатор 4 через дроссель 8 и разделительный конденсатор 9 разряжается на дуговой промежуток 5, образуя стабилизирующий импульс тока (фиг. 2, г). Разряд конденсатора 4 на дуговой промежуток носит колебательный характер, поэтому тиристор пропускает только одну полуволну тока, и закрывается при прохождении стабилизирующего тока через ноль (фиг, 2, г), предотвращая длительное шунтирование обмотки 3 дугой, а разделительный конденсатор 9 уменьшает ток шунтирования. Ширина стабилизирующего импульса зависит от индуктивности дросселя 8, Так как тиристор 6 закрылся, конденсатор 4 начинает заряжаться до напряжения обмотки 3 зарядного трансформатора, а затем повторять его (фиг. 2, г), перезаряжаясь, по цепи: обмотка 3 зарядного трансформатора — конденсатор 4, Напряжение на конденсаторе, повторяя напряжение обмотки 3, имеет обратную полярность.

В момент tg прохождения синусоиды сварочного тока через ноль (фиг. 2, а) по команде схемы управления открывается тиристор 7 и заряженный конденсатор 4 через дроссель 8 и разделительный конденсатор 9 разряжается на дуговой промежуток 5, образуя стабилизирующий импульс тока (фиг. 2, г) но уже друтой полярности.

Для управления тиристорами 6 и 7 используются две одинаковые схемы управления, отличающиеся подключением начал и концов дополнительных обмоток 12 и 13 зарядного трансформатора 1 и вторичных обмоток 28 и 29 фазирующего трансформатора 10. Источником

791488 импульсов для тиристора 6 служит вторичная обмотка 11 зарядного трансформатора 1, диод 14 и фильтруюшего конденсатора 16. Подключение управляюшего электрода тиристора

6 к этому источнику осушествляется транзистором 18 при появлении отрицательного напряжения на переходе база — эмиттер со стороны фазирующей цепи.

Величина отрицательного напряжения ограни-, чивается стабалитроном 22, а ток базы-резисто- 1О ром 24. Фазируюшая цепь питается от вторичной обмотки 28 фазируюшего трансформатора

10 через диод 26.

Начало отрицательной полуволны напряжения на обмотке 28, относительно эмиттера транзистора 18, совпадает с моментом перехода через ноль напряжения на дуге (и сварочного тока). (Фиг. 3, б) совпадает по фазе с моментом, необходимым для открытия тиристора 6. Напряжение -на стабнлитроне 22, относительно эмиттера транзистора 18 (показанный на фиг. 3, в) и начало импульса совпадает с нулем напряжения на дуте. При появлении этого импульса транзистор 18 открывается и напряжение конденсатора 16 прикладывается через резистор 20 к управляющему переходу тиристора 6, что ивы. эывает открытие тиристора 6.

Источником импульсов для тиристора 7 служит вторичная обмотка 13 зарядного трансформатора 1, диод 15 и фильтруюший конденса- 30 тор 17. Подключение управляющего электрода тиристора 7 к этому источнику осуществляется транзистором 19 при появлении отрицательного напряжения на переходе база — эмиттер со стороны фазируюшей цепи. Фазирующая цепь состоит из вторичной обмотки 29 фазируюшего трансформатора 10, диода 27, резистора 25, or. раничивающего ток базы, и стабилитрона 23, ограничивающего напряжение на базе транзистора 19. Начало отрицательной полуволны на- 40 пряжения на обмотке 29, относительно эмиттера транзистора 19 совпадает с моментом t перехода через ноль напряжения на дуге (и сварочного тока). (Фиг. 3, г) и совпадает по фазе с моментом открытия тиристора 7.Нанряже ние на стабилитроне 23 относительно эмиттера транзистора 19, имеет вид, показанный на фиг. 3, д и начало импульса совпадает с нулем напряжения на дуге.

При появлении этого импульса транзистор

19 открывается и напряжение конденсатора

17 прикладывается через резистор к управляющему переходу тиристора 7, что и вызывает открытие тиристора 7.

Формула изобретения

Стабилизатор сварочной дуги переменного тока, содержаший зарядный трансформатор, два тиристора со схемами их управления, дроссель и накопительный конденсатор, причем параллельно вторичной обмотки зарядного трансформатора включен накопительный конденсатор, подсоединенный через дроссель параллельно дуговому промежутку, а схемы управления тиристорами выполнены в виде фазируюшего трансформатора, первичная обмотка которого подключена параллельно дуговому промежутку, каждая из вторичных обмоток подключена к управляющему электроду соответствуюшего ти:ристора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и надежности работы, в каждую схему управления тиристором введены цепи из последовательно соединенных дополнительной вторичной обмотки зарядного трансформатора и диода, и параллельно подключенньш к ней конденсатор; а также транзистор, через который укаэанная цепь подключена к управляющему электроду тиристора, резистор дополнительный диод и стабилитрон, шунтируюший переход эмиттер — база и подключенный через резистор и дополнительный диод на вторичной обмотке фазируюшего трансформатора, а в цепь дути введен разделительный конденсатор, при этом тиристоры включены между собой встречно-параллельно, а накопительный конденсатор подключен к дуговому промежутку через указанные тиристоры, дроссель и разделительный конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автоматическая сварка N 6, 1967, с. 7-12.

2. Авторское свидетельство СССР No 445539, кл. В 23 К 9/00, 16.05.72.

7914Х8

Фиг. 3

Составитель Л. Глагодева

Редактор П. Гольдина Техред М. Табакович Корректор О. Билак

Заказ 9350/11 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фн:wan ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4