малогабаритный электросварочный аппарат

Формула изобретения

Малогабаритный электросварочный аппарат, содержащий трансформатор, к первичной обмотке которого подключен токоограничивающий резистор, а к цепи нагрузки вторичной обмотки - реле, контакты которого предназначены для управления подключением резистора в зависимости от тока нагрузки, и выпрямитель, отличающийся тем, что аппарат снабжен симистором и устройством защиты от короткого замыкания в виде порогового устройства с двумя входами, содержащего разнополярные транзисторы, база которых через стабилитроны, времязадающие RC-цепочки элементов, предназначенные для задержки срабатывания устройства защиты, и диоды подключены к соответствующим зажимам аппарата, при этом эмиттеры транзисторов подключены к параметрическим стабилизаторам напряжения, а коллекторы нагружены на обмотку реле, замыкающиеся контакты которого включены в цепь управления упомянутого симистора, установленного параллельно токоограничивающему резистору в первичной обмотке трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как для ручной дуговой сварки, так и в качестве источника питания регулируемым постоянным током аккумуляторных батарей, нагревателей, светильников и т.п. в стационарных условиях.

Известен маломощный электросварочный аппарат, имеющий на выходных зажимах постоянное регулируемое напряжение, содержащий тиристорный регулятор, трансформатор и подключенный к его вторичной обмотке выпрямитель (журнал "Радио", N 7, 1996, с.52).

Недостатком этого устройства является низкий процент ПВ (отношения продолжительности рабочего периода к длительности полного цикла) и связанная с этим повышенная пожароопасность ввиду маломощности трансформатора и больших нагрузок по току в момент возбуждения дуги, т.е. при коротком замыкании электродом, что ухудшает качество питающей сети.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому аппарату является бытовой сварочный аппарат типа ТСП-90-1, изготавливаемый на Каховском заводе электросварочного оборудования по ТУ 16-739.196-79, имеющий токоограничивающий резистор в первичной обмотке трансформатора, а в цепи нагрузки вторичной обмотки - реле, контакты которого в зависимости от тока нагрузки в сварочной цепи управляют подключением резистора.

Недостатком этого устройства является то, что снижение тока холостого хода и соответственно тока короткого замыкания обеспечивается только по цепи зарядки аккумуляторов, а цепь сварки не защищена от токов короткого замыкания, что ведет к перегреву трансформатора и повышенному расходу электродов особенно при обслуживании малоопытным персоналом.

Цель изобретения - повышение эффективности использования малогабаритных электросварочных аппаратов.

С этой целью в малогабаритный электросварочный аппарат, содержащий трансформатор, к первичной обмотке которого включен токоограничивающий резистор, а в цепи нагрузки вторичной обмотки - реле, контакты которого в зависимости от тока нагрузки управляют подключением резистора, и выпрямитель, согласно заявляемому техническому решению введено устройство защиты от короткого замыкания в виде порогового устройства с двумя входами, выполненного на разнополярных транзисторах, базы которых через стабилитроны, времязадающие RC-цепочки элементов задержки срабатывания устройства защиты и диоды подключены к соответствующим выходным зажимам аппарата, эмиттеры к параметрическим стабилизаторам напряжения, а коллекторы транзисторов нагружены на обмотку реле, замыкающиеся контакты которого включены в цепь управления симистора, установленного параллельно токоограничивающему резистору в первичной обмотке трансформатора.

В этом устройстве защиты от короткого замыкания пороговое устройство отключается от падения напряжения на выходных зажимах аппарата при коротком замыкании и выключает симистор, подавая питание на первичную обмотку трансформатора через токоограничивающий резистор, обеспечивая при этом ток значительно ниже тока холостого хода аппарата, уменьшая при этом расход электродов и перегрев трансформатора.

На чертеже изображена принципиальная функциональная схема малогабаритного электросварочного аппарата.

Предлагаемый аппарат содержит трансформатор А1, в первичной обмотке которого включен токоограничивающий резистор 1 и параллельно ему симистор 2, управление которым осуществляется от блока фазового управления 3 через замыкающийся контакт 4 реле 5. К вторичной обмотке трансформатора А1 подключен вход выпрямителя А2, выход которого и средний вывод вторичной обмотки трансформатора подключены к выходным зажимам аппарата +U_вых, +1/2 U_вых,- общ. Устройство защиты от короткого замыкания выполнено в виде порогового устройства А3 с двумя входами В и Г, содержащего разнополярные транзисторы 6 и 7, базы которых через стабилитроны 8 и 9, времязадающие RC-цепочки элементов задержки срабатывания устройства защиты (конденсаторы 10, 11 и резисторы 12, 13) и разделительные диоды 14 и 15 подключены к соответствующим выходным зажимам аппарата. Коллекторы транзисторов 6 и 7 нагружены на обмотку реле 5, замыкающиеся контакты 4 которого включены в цепь управления симистора 2. Питание эмиттерных цепей транзисторов 6 и 7 осуществляется от параметрических стабилизаторов, выполненных на стабилитронах 16 и 17, которые обеспечивают рабочий режим порогового устройства А3 при колебаниях напряжения на выходных зажимах.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

При подключении устройства к сети и отсутствии нагрузки на выходных зажимах напряжение подается через резистор 1 к первичной обмотке трансформатора А1. С вторичной обмотки трансформатора питание поступает на вход выпрямителя А2, с выхода которого подается на выходные зажимы аппарата +U_вых, +1/2 U_вых, - общ. и входы В и Г порогового устройства А3 через RC-элементы задержки срабатывания устройства защиты от короткого замыкания. Транзисторы порогового устройства А3 открываются, запитав обмотку реле 5, так как на конденсаторах 10 и 11 напряжение выше порога включения порогового устройства А3. Замыкающийся контакт 4 реле 5 подает сигнал фазового управления с блока 3 на управляющий электрод симистора 2, который, открываясь, запитывает первичную обмотку трансформатора, шунтируя резистор 1. Такое состояние считается холостым ходом аппарата.

При закорачивании одного из выходов аппарата напряжение на соответствующих зажимах падает более, чем в два раза, а подключенный к этим зажимам соответствующий конденсатор RC-цепи задержки срабатывания устройства защиты от короткого замыкания начинает разряжаться на соответствующий вход порогового устройства А3, постоянная времени разряда конденсатора выбрана из условий надежного возбуждения дуги при закорачивании электродом. С зажиганием дуги в момент отрыва электрода падение напряжения на конденсаторе цепи задержки прекращается, не достигнув порога отключения порогового устройства А3 ввиду снижения нагрузки на выходных зажимах и повышения напряжения.

Если замыкание какого либо из выходов аппарата продолжается больше времени разряда соответствующего конденсатора цени задержки срабатывания устройства защиты от короткого замыкания, отключается пороговое устройство А3, обесточивая обмотку реле 5, контакты 4 которого разрывают цепь управляющего электрода симистора 2, закрывая его и запитывая первичную обмотку трансформатора через токоограничивающий резистор 1, потребляя при этом ток из сети значительно ниже тока холостого хода аппарата. Этот режим может продолжаться сколь угодно, долго не вызывая нагрев элементов схемы и электрода.

По прекращении короткого замыкания напряжение на зажимах повышается, конденсатор быстро заряжается до порога включения порогового устройства А3, запитав обмотку реле 5 и включая контактом 4 симистор 2, и аппарат переходит в режим холостого хода.

В заявляемом устройстве сведены к минимуму последствия от возникновения токов короткого замыкания на выходных зажимах аппарата, повышая тем самым эффективность его использования.