Сварочный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о >792518

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. сеид-еу—

К„з (22) Заявлено 1412.78 (21) 2698192/24-07

L с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 К 47/24

В 23 К 9/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301280 Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 301280 (53) УДК621. 314. .261(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Г. A. Сипайлов, А. В. Лоос, Ю. Н. Гумовский, A. A. Яковлев и Г. А. Федоренко

Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. M. Кирова (71) Заявитель (54 ) СВАРОЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Сварочный преобразователь в одномашинном иСполнении (именуемый в дальнейшем преобразователь ) предназ— начен для дуговой электросварки плавящимся электродом и может быть использован в технологических гроцессах тяжелого машиностроения применительно к сварочным работам в любых пространственных положениях.

Известны мощные преобразователи, состоящие из двух механически связанных электрических машин, одна из которых работает в двигательном режиме и питается от сети, а другая в генераторном режиме с отдачей энергии больших частот, применяемые либо в радиолокации, электроплавке, электротермообработке, электросушке, либо в электросварке постоянным током или в импульсно-дуговой сварке и обладает высокими массо-габаритными показателями (1) .

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник тока для импульсно-дуговой сварки (2). Это двухкорпусный преобразователь (электродвигатель и генератор смонтированы отдельно на общей раме и соединены между собой муфтой). Генератор преобразователя состоит из двух трехфазных обмоток, лежащих на якоре под разными полюсами, причем одна из них через трехфазный мостовой

5 выпрямитель включена на дуговой промежуток для создания -постоянной составляющей тока, две фазы другой обмотки, соединенной в звезду, включены через коммутирующие аппараты, 10 а третья — непосредственно к дуге и служат для создания импульсов тока, наложенных на постоянный ток.

Демпферная обмотка по поперечной оси индуктора синхронного генератора замыкается накоротко коммутирующим аппаратом в момент перехода ЭДС на ее зажимах через нулевое значение, наводимой от потока реакции якоря, тем самым осуществляется мгновен20 ная форсировка основного магнитного потока.

Однако такая конструкция преобразователя большой мощности становится неэффективной с точки зрения про25 изводственной и эксплуатационной экономии, а также массо-габаритных показателей, так как габаритная мощность электродвигателя и синхронного генератора пропорциональная четвергой степени линейных размеров.

792518

Целью настоящего изобретения является улучшение массо-габаритных показателей, т. е. увеличение удельной мощности преобразователя на единицу массы и объема (1,52 раза), надежности, конструктивных и эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что он снабжен трехфазной двигательной обмоткой, имеющей число полюсов 2р, размещенной в тех жв пазах магнитопровода и смещенной на один зубцовый шаг относительно генераторных обмоток, общее число пазов маг« нитопровода и иидуктора выбрано четным и кратным числу пар полюсов обмоток 2р и 2р 15

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного сварочного преобразователя для импульсно-дуговой сварки; на фнг. 2 показаны линейные ЭДС и ток дуги. 20

Преобразователь содержит трехфазную обмотку 1 якоря электродвигателя преобразователя с числом пар полюсов р и частотой питающей сети Г, трехфазную обмоткУ 2 индуктора электродвигателя преобразователя, обмотку 3 возбуждения синхронного генератора (Or) преобразователя, демпферную обмотку 4 по поперечной оси Cr преобразователя; демпферную обмотку

5 по продольной осн СГ преобразователя, многофаэную обмотку б якоря СГ с числом пар полюсов р > многофазный выпрямитель 7;трехфазную обмотку

8 якоря Cr с числом пар полюсов р и преобразованной частотой f<, а,в,с- 35 обозначение фаз обмотки 8; коммутирующие аппараты 9 — 11; дуговой промежуток 12.

Преобразователь для импульсно-дуговой сварки работает следующим обра- 40 зом.

Если первичную обмотку 1 электродвигателя подключить к питающей сети с частотой f< то под действием момента двигателя М, индуктор 2 преоб- „ разователя будет вращаться в простран стве со скоростью где tp b0f ф, †. синхронная .скорость

50 вращения магнитного поля Ф первич1 ного двигателя, Я вЂ” скольжение индуктора 2 преобразователя относительно оля Ф1 . Магнитное поле Ф преобразователя, обусловленное подведенным на зажимы обмотки 3 возбуждения синхронного генератора, будет вращаться со скоростью h . .В обмотках б и

8 синхронного генератора "преобразователя будет индуктироваться ЭДС с щ} частотой f "- п /ьо= „ (> / )(1-8), коммутирующие аппараты 9 — 11 разомкнуты. При этом многофазная система токов выпрямляется выпрямителем 7 и по ду| ге .протекает постоянная составляющая тока. Поле реакции якоря генератора вращается при этом синхронно с индуктором и ЭДС в его обмотках

4 и 5 не индуктирует.

В момент времени t, при равенстве потенциалов на контактах аппарата 1О, т, е. при равенстве мгновенного значения ЭДС 9< и напряжения на дуге, производится замыкание этого аппарата. В дуге начинает протекать ток i- двух фаэ обмотки 8 гене4Ü ратора, наложенный на постоянный ток дуги (фиг. 2). Возникает магыитодвижущая сила реакции якоря, которая неподвижна в пространстве и изменяется во времени аналогично току 1,©.

Поперечная составляющая этой реак" ции якоря свободно проникает в индуктор по поперечной оси, т. к. аппарат 9 разомкнут. В момент максимума сцепленного с обмоткой 4 по этой оси потока производится замыкание аппарата 9 и при дальнейшем вращении индуктора в обмотке 4 возникает ток, стремящийся поддержать это значение потокосцепления неизменным. Таким образом, на индукторе образуется сис-. тема контуров по продольной и поперечной осям, создающая в зазоре генератора поток, значительно превосходящий первоначальный. Такая мгновенная форсировка потока ведет к увеличению тока if и ЭДС ВАЯВ момент времени с4, при равенстве напряжений на контактах аппарата

11, производится замыкание этого аппарата, благодаря форсированному значению потока в воздушном зазоре генератора, в дуге потечет импульсВ момент времени й3, когда ток переходит через нуль, аппарат 10 размыкают, в момент времени tg размыкают аппараты 11 и 9, и начиная с момента tg, процессы в схеме повторяются. Ток в дуге определяется суммой

° f) постоянного тока и токов 1„ и i<>и имеет вид импульса, наложенного на постоянную составляющую тока. Амплитуда импульса в 3-5 раэ превышает постоянный ток.

Выполнение вторичной системы обмоток б и 8 имеющих число полюсов

2рд, со сдвигом на один эубцовый шаг относительно первичной обмотки 1, имеющей число полюсов 2р< позволяет свести к минимуму взакмоиндуктивную связь между ними. Кроме того, такое расположение обмоток устраняет непосредственный контакт в пазу между обмотками 2Р и 2P+ с разными рабочими напряжвйиями и повышает надежность преобразователя и увеличивает запас нагревостойкости пазов изоляции, а также снижает местные перегревы ев по отношению к средней температуре обмоток. Для создания симметрии суммарного магнитного поля, обраэо792518

Формула изобретения

9w г. ванной системой первичной и вторичных обмоток, удовлетворено неравенство: р + р ф 1, а общее число пазов магнитопровода якоря и индуктора выбрано четным.и кратным числу полюсов обмоток 2Р1 и 2Р2

В качестве коммутирующих аппаратов

9 - 11 используются управляемые вентили - тиристоры, что позволяет изменять частоту следования наложенных импульсов, включая тиристоры по заданной программе, а также регулировать амплитуду импульсов, изменяя угол, включения тирнсторов. Коммутирующий аппарат 9 представляет собой неуправляемый вентиль. При этом выполняется вся логика работы схемы, описанная 15 выше.

Таким образом, сварочный преобразователь одномашинного исполнения осуществляет питание сварочной дуги постоянным током с наложенными на не- щ

ro мощным и управляемым импульсами.

Сварочный преобразователь, содер25 жащий статор с магнитопроводом, в пазах которого размещены две трехфазные генераторные обмотки, имеющие число полюсов 2р, причем одна из них через трехфазный мостовой выпрямитель включена на дуговой промежуток для создания постоянной составляющей тока, две фазы другой обмотки, соединенной в звезду, включены через коммутирукияие аппараты, а третьянепосредственно к дуге и служат для создания импульсов, наложенных на постоянный ток, а демпферная обмотка по поперечной оси индуктора генератора соединена с коммутирующим аппаратом, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной мощности на единицу массы и oCkeма, он снабжен трехфазной двигатель" ной обмоткой, имеющей число полюсов

2р, размещенной в тех же пазах магнитопровода и смещенной на один эубцовый шаг относительно генераторных обмоток, а общее число пазов магнитопровода статора и индуктора является четным и кратным числам пар полюсов

Р m Р

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лившиц A. Л. и др. Генераторы импульсов. М., 1976 °

2. Заявка 9 2392253/27 от 09.76, по которой принято положительное решение ВНИИГПЭ.

792518 г з ю °

Составитель A. Кецарис

Редактор Л. Гольдина Техред С,Мигунова

Корректор А. 1 рнц.=-нко

Заказ .9457/76 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4