устройство для дуговой сварки

Формула изобретения

Устройство для дуговой сварки, содержащее сварочный трансформатор с первичной и основной вторичной обмотками, выпрямительный мост, выполненный по трехфазной схеме Ларионова, реактивный элемент, отличающееся тем, что сварочный трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, а в качестве реактивного элемента использована секция конденсаторов, причем дополнительная обмотка одним выводом через секцию конденсаторов подсоединена к средней точке одной пары диодов выпрямительного моста, к двум другим средним точкам которого подсоединены выводы основной вторичной обмотки, второй вывод дополнительной обмотки подсоединен к одному из выводов основной обмотки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электросварки, а именно к сварочным источникам питания. Оно может найти применение в промышленности в качестве источника питания для дуговых методов сварки плавлением.

Известен способ и устройство для сварки [1] в котором имеется реактивная цепь, содержащая последовательный эквивалентный контур, состоящий из реактора и конденсатора, включенный последовательно с источником питания, причем он настроен в резонанс с частотной питающей сети. Настроенные соответствующим образом индуктивное и емкостное сопротивления позволяют стабилизировать друг переменного тока. Применение такой схемы позволяет существенно повысить качество сварки при высоких энергетических показателях, снизить напряжение холостого хода и при этом повысить устойчивость горения дуги. Однако применение неэлектролитических конденсаторов, подключенных к основной вторичной обмотке, через которые протекает весь сварочный ток, приводит к необходимости применять конденсаторы большой емкости. Это увеличивает массу и габарит устройства за счета малой энергоемкости неэлектролитических конденсаторов. Кроме того, в связи с наличием в цепи последовательно включенных дросселя и конденсатора существует опасность возникновения резонанса.

Известно также устройство для дуговой сварки [2] Это устройство для дуговой сварки содержит сварочный трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток, реактор, секцию конденсаторов, включенную последовательно в сварочную цепь. Включение секции конденсаторов указанным образом позволяет существенно улучшить сварочные свойства устройства, а также улучшить формы кривых тока и напряжения. Однако в этом сварочном устройстве через селекцию конденсаторов происходит весь сварочный ток, что приводит к резкому увеличению габаритов, массы и стоимость секции конденсаторов.

Наиболее близким к заявляемому устройству является сварочный выпрямитель для дуговой сварки [3] содержащий следующие признаки, общие по изобретением: наличие сварочного трансформатора, содержащего первичную и вторичную обмотки, блока полупроводниковых диодов, который выполнен по трехфазной схемы Ларионова, реактивного элемента, представляющего собой оглаживающий дроссель. Сварочный выпрямитель обеспечивает требуемую по условиям технологии регулирования напряжения, стабильность горения дуги, ограничение тока короткого замыкания и улучшенное формирование сварочного шва. Но в данном сварочном выпрямителе через реактивный элемент проходит весь сварочный выпрямителе через реактивный элемент проходит весь сварочный ток, что приводит к резкому его габаритов, массы и стоимости.

Основная задача изобретения является уменьшение массы и габарита источника питания.

Поставленная задача достигается тем, что в источнике питания, содержащем сварочный трансформатор, состоящий из основной и дополнительной вторичных обмоток, подключенных к выпрямительному мосту и реактивный элемент, представляющий собой секцию конденсаторов, включенный последовательно дополнительной обмотке трансформатора, выпрямительный мост выполнен по трехфазной схеме Ларионова, а дополнительная обмотка сварочного трансформатора одним концом через батарею конденсаторов подключена к средней точке одной пары диодов выпрямительного моста, к двум другим средним точкам которого подключена основная обмотка, а вторым концом дополнительная обмотка трансформатора подключена к одному из выводов основной обмотки.

Поскольку в данном устройстве через секцию конденсаторов протекает лишь небольшая часть сварочного тока, то по сравнению с прототипом существенно снижается масса и габариты устройства при сохранении всех преимуществ прототипа: хорошая форма кривых сварочного тока и напряжения, возможность плавной регулировки сварочного тока, высокие сварочные свойства источника питания, хорошее качество сварки.

Применение трехфазного выпрямителя позволяет улучшить форму кривой сварочного тока, которая получается более плавная, без нулевых пауз тока. Ток цепи дополнительной вторичной обмотки и конденсатора сдвинут на 90 ^o относительно тока основной вторичной обмотки. В результате провалы до нуля тока основной обмотки заполняются током конденсаторной обмотки.

Учитывая вышеуказанное можно вывод о том, что предлагаемое устройство обладает существенными отличиями по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы процесса сварки.

Устройство (фиг. 1) состоит из сварочного трансформатора 1, содержащего первичную обмотку 2, основную 3 и дополнительную 4 вторичные обмотки, секцию конденсаторов 5, выпрямительный мост 6, состоящий из трех диодов: первой пары диоды 7, 10, второй пары диоды 8, 11, третьей пары диоды 9, 12. Дополнительная обмотка трансформатора 4 одним концом через секцию конденсаторов 5 подключена с средней точке первой пары 7, 10 выпрямительного моста 6, вторым концом дополнительная обмотка подключена к выводу основной обмотки 3 сварочного трансформатора 1. Кроме того, основная обмотка 3 подсоединена к двум другим средним точкам диодов 8, 11 и 9, 12 выпрямительного моста 6.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. При первоначальном включении трансформатора 1 на основной вторичной обмотке 3 и дополнительной вторичной обмотке 4 появляется напряжение холостого хода. При закорачивании дугового промежутка по вторичной цепи трансформатора 1 протекает ток. Кривые тока, полученные при сварке, а также на основной и дополнительной вторичных обмотках представлены на фиг. 2. Для лучшего понимания работы схемы рассмотрим участки осциллограммы: ab, bc, cd и de. На участке ab ток течет по следующей цепи: через основную вторичную обмотку трансформатора 3, диоды 8 и 12 или 9 и 11 (в зависимости периода тока), дугу. Обмотка 4 не работает. На участке bc работают обе цепи цепь основной и дополнительной вторичной обмоток. Часть тока идет через обмотку 3, диоды 8, 12 (9, 11), другая через обмотку 4, диоды 7, 12 (9, 10), дугу. В результате на этом участке ток суммируется. Ток участка cd ток конденсаторной обмотки обмотки 4, который течет через обмотку 4, диоды 7, 12 (9, 10). Ток основной обмотки 3 в данный момент упал до нуля. На участке de ток течет по общей цепи двух обмоток: через диод 11 (10), обмотку 3, обмотку 4, диод 7 (8), дугу. Таким образом за счет конденсаторной обмотки сварочный ток не падает до нуля. Далее кривая сварочного тока повторяется, процессы, происходящие в сварочной цепи.

Регулировка сварочного тока может осуществляться секционированием витков основного трансформатора.

Тумблер 14 переключает второй вывод дополнительной обмотки со средней точки второй пары диодов 8, 11 на среднюю точку третьей пары диодов 9, 12, переключая таким образом источник питания с одного режима работы на другой.

Техническими преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является уменьшение массы и габаритов источника, улучшения его технологических свойств, повышение устойчивость горения дуги, стабильности процесса сварки, что и составляет основу экономического эффекта.