Многопостовое устройство для электродуговой сварки

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.03.80 (21) 2900965/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 23 К9/00

Гооудерстеенный комитет

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 05.01.82 (53) УДК 621.791..75 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Ф. Князьков и 1О. Н. Сараев йМвлц„,т

Красного Знамени политехнический. институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) МНОГОПОСТОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к технологическим процессам и может быть использовано в качестве многопостовой системы питания для электродуговой сварки.

Известно устройство для электродуговой сварки, которое содержит источник постоянного тока, дроссель с шунтирующим вентилем и коммутирующее устройство. Устройство предназначено для уменьшения инерционности многопостовой системы и повышения ее КПД (1) .

Основными недостатками устройства являются ограниченная область его применения, так как оно обеспечивает поддержание среднего значения дугового напряжения за счет большой частоты включений коммутирующего устройства, и не может быть использовано для процесса сварки с обратными связями по мгновенным значениям его, параметров.

Известно устройство для многопостовой сварки, которое содержит источник питания, силовой и вспомогательный тиристоры, коммутирующие конденсатор и дроссель, шунтирующий диод, сглаживающий дроссель и блок управления. Устройство предназначено для широтно-импульсного регулирования тока в многопостовой системе питания (2) .

Основными недостатками известного устройства являются ограниченная область его применения, так как оно обеспечивает поддержание средних значений тока и напряжения за счет широтно-импульсного регулирования и не может обеспечить регулирования процесса по мгновенным значениям его параметров, что необходимо для многих видов электродуговой сварки (например, сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, импульсно-дуговой сварки и др.).

Кроме того, устройство имеет плохие энергетические показатели, из-за наличия резистора в цепи заряда коммутирующего конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электродуговой сварки, которое содержит источник питания постоянного тока и постовые регуляторы, содержащие силовой тиристор, коммутирующий и сглаживающий дроссель, коммутирующий и фильтрующий конденсаторы, шунтирующий диод и резистор. Устройство предназначено для улучшения динамических

893441

5 !

О

15 ю

З0

55 характеристик многопостовой системы пита нияз!Основными недостатками известного устройства являются ограниченная область его применения, так как регулирование сварочных параметров может осуществляться только путем частотно-импульсной модуляции, ненадежность в работе, ибо регулятор сварочного тока может иметь срывы из-за невыключения силового тиристора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения сварки импульсным током, модулированным током и с короткими замыканиями.

Поставленная цель достигается тем, что в многопостовое устройство для электродуговой сварки, содержащее источник постоянного тока и постовые регуляторы сварочного тока, каждый из которых состоит из последовательно соединенных силового тиристора, коммутирующего и сглаживающего дросселей, включенных в цепь питания сварочной дуги, коммутирующего и фильтрующего конденсаторов, секционированного сопротивления и диода, шунтирующего сглаживающий дроссель, в каждый из постовых регуляторов введены блокирующий диод, зарядный дроссель, вспомогательный тиристор и разделительный диод, при этом через последний постовые регуляторы подключены к источнику питания, последовательно соединенные блокирующий диод и зарядный дроссель через коммутирующий конденсатор подключены паралельно фильтрующему конденсатору, вспомогательный тиристор включен параллельно последовательно соединенным коммутирующим конденсатору и дросселю, а параллельно коммутирующему дросселю и силовому тиристору включено секционированное сопротивление.

На чертеже. изображено устройство, схема.

Многопостовое устройство для электродуговой сварки, содержащее источник 1 питания постоянного тока, постовые регуляторы 2 сварочного тока, которые через разделительные диоды 3 подключены параллельно источнику 1 питания, причем каждый постовой регулятор 2 сварочного тока состоит из последовательно соединенных силового тиристора 4, коммутирующего 5 и сглаживающего 6 дросселей, включенных в плюсовую цепь питания сварочной дуги, коммутирующего 7 и фильтрующего 8 конденсаторов, секционированного сопротивления 9, подсоединенного параллельно коммутирующему дросселю 5 и силовому тиристору 4, диода 1О, шунтирующего сглаживающий дроссель 5 и дуговой промежуток, последовательно соединенных блокирующего диода

11 и зарядного дросселя 12, которые через коммутирующий конденсатор 7 подключены параллельно фильтрующему конденсатору 8, и вспомогательного тиристора 13, шунгирующего последовательно соединенные коммутирующие конденсатор 7 и дроссель 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 питания заряжаются фильтрующий 8 и коммутирующий 7 конденсаторы. Первый заряжается по цепи: (+) 1 — 3 — 8 — (— ) 1, до напряжения источника 1 питания, а второй заряжается по цепи: (+ ) 1 — 3 — 7 — 12 — 11 — (-) 1, до напряжения, равного примерно двойному напряжению источника питания с полярностью, указанной на чертеже. Устройство готово к работе.

Включение силового тиристора 4 приводит к протеканию сварочного тока по цепи: (+ ) 1 — 3 — 5 — 4 — 6 — дуга — (— )! . Включение вспомогательного тиристора 13 приводит к выключению силового тиристора 4 за счет приложения на первом этапе коммутации в обратном направлении напряжения предварительно заряженного коммутирующего конденсатора 7 по цепи: (+) 7 — 8 — 10—

4 — 13 — (— ) 7. На втором этапе коммутации происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 7 по цепи: верхняя обкладка

7 — 12 — 13 — нижняя обкладка 7, с полярностью, обратной указанной на чертеже, после чего вспомогательный тиристор 13 закрывается. На следующем этапе происходит резонансный перезаряд коммутирующего конденсатора 7, по цепи: нижняя обкладка 7 — 12 — 11 — 1 — -3 — верхняя обкладка 7, с полярностью, указанной на чертеже.

Причем напряжение, до которого перезарядится коммутирующий конденсатор 7, будет значительно превышать первоначальное, что достигается за счет действия в цепи перезаряда напряжения заряженного конденсатора 7 с полярностью, противоположной указанной на чертеже, и напряжения источника 1 питания. Напряжение на коммутирующем конденсаторе 7 будет увеличиваться при каждом последующем цикле «перезаряд — заряд» и затем стабилизируется на требуемом для нормальной коммутации уровне, за счет соответствующего подбора параметров зарядного и коммутирующего контуров, а также их добротностей.

С момента выключения силового тиристора 4, протекает ток паузы по цепи: (+) 1—

3 — 9 — 6 — дуга — (— ) 1. Величина тока паузы определяется выбором параметров секционированного сопротивления 9.

Диод 3 необходим для исключения влияния друг на друга при работе от одного источника нескольких регуляторов сварочного тока, так как без него при коротком замыкании дугового промежутка в сварочной цепи одного из регуляторов, фильтрующие и коммутирующие конденсаторы других регуляторов могут разряжаться через короткозамкнутую цепь, что приводит к нарушению их работы.

893441

Формула изобретения

Предлагаемое многопостовое устройство имеет большие преимущества перед известными и широко применяемыми в промышленности. Так, например, отказ от традиционных в многопостовых системах питания балластных реостатов и регулируемых дросселей позволяет значительно улучшить энергетические показатели, КПД и динамические свойства, уменьшить инерционность, а также значительно повысить качество сварки. Что касается применявшихся ранее известных тиристорных регуляторов, то по сравнению с ними предлагаемый обладает более широкими функциональными возможностями, так, как он может быть применен с различными способами сварки (импульсной, модулированным током, с короткими замыканиями дугового промежутка и др.), обеспечить процесс с обратными связями по мгновенным значениям его параметров, а также позволяет расширить регулировочные и энергетические показатели устройств такого типа.

Проведенные испытания показали высокую устойчивость в работе предлагаемого устройство в большом диапазоне сварочных режимов и при различных модификациях способов электродуговой сварки.

Многопостовое устройство для электродуговой сварки, содержащее источник постоянного тока и постовые регуляторы сварочного тока, каждый из которых состоит из последовательно соединенных силового тиристо5

1О

2О

25 ра, коммутирующего и сглаживающего дросселей, включенных в цепь питания сварочной дуги, коммутирующего и фильтрующего конденсаторов, секционированного сопротивления и диода, шунтирующего сглаживающий дроссель, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности импульсной сварки, сварки модулированным током, а также сварки с короткими замыканиями дугового промежутка в каждый из постовых регуляторов введены блокирующий диод, зарядный дроссель, вспомогательный тиристор и разделительный диод, при этом через последний постовые регуляторы подключены к источнику питания, последовательно соединенные блокирующий диод и зарядный дроссель через коммутирующий конденсатор подключены параллельно фильтрующему конденсатору, вспомогательный тиристор включен параллельно последовательно соединенным коммутирующим конденсатору и дросселю, а параллельно коммутирующему дросселю и силовому тиристору включено секционированное сопротивление.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 221878, кл. В 23 К 9/00, 04.06.65.

2. Электротехническая промышленность.

Научно-технический реферативный сборник. Сер. «Электросварка», 1971, № 5, с. 5 — 7.

3. Авторское свидетельство СССР № 240899, кл. В 23 К 9/10, 10.06.65.

893441

Составитель Г. Чайковский

Редактор А. Власенко Тех ред А. Бойкас Корректор А. Дзятко

Заказ 11335/15 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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