Устройство для сварки

(51) М, Кл, В 231 9,/10 аявки Ъ Государственный комитет Совета Министров СССР 5, Бюллетень Ме(088.8) елам изобретеи открытий а опубликования описания 21.01,76 Авторыизобретени Е. В. Щепкин(71) Заявител аучно-исследовательский инсти при Томском институте автоми радиоэл ут автоматиктизированныхтроники электр тем уп еханикивления(54) УСТРОЙСТВ Я СВ ие веса иобеспесоединен его контх в схедросселя источнисатор и 25 шунтирои питании индуктив- исключе, И, Зайцев, А, ф, Князько и ЮИзобретение относится к области сварки и может быть использовано для электродуговой и плазменной сварки постоянным током.Известно устройство для сварки, содержащее источник питания, силовой тири стор, дроссель и блокирующий диод, включенные последовательно в сварочную цепь, а также коммутирующий конденсатор и вспомогательный тиристор.Недостатками известного устройства яв ляются ненадежность в работе, большие габариты и вес из-за наличия двух источников питания и большого числа управляемых элементов-тиристоров, а так же большие потери из-за наличия в цепи заряда конденсатора ак тивного сопротивления. Повышение надежности, уменьшенгабаритов предлагаемого устройствачивается за счет того, что цепь изных последовательно коммутирующденсатора и дополнительно введенньму блокирующего диода и зарядногоподключена параллельно сварочномуку питания. Коммутирующий конденчасть секций зарядного дросселя заваны введенным в схему диодом. Прот источника с большой величинойности обмоток самого источника для ния влияния энергии, запасенной в его обмотках на заряд коммутирующего конденсатора, зарядный дроссель имеет магнитный сердечник.На чертеже изображена схема устройства.Устройство для сварки состоит пз силового тиристора 1 и коммутирующего дросселя 2, включенных последовательно в сварочную цепь; коммутирующего конденсатора 3, который через вспомогательный тиристор 4 подключен параллельно коммутирующему дросселю 2, а через диод 5 и зарядный дроссель 6 - параллельно источнику 7 постоянного тока; конденсатора 8, включенного параллельно зажимам источника 7 постоянного тока; диода 9, подключенного параллельно цепи, состоящей из конденсатора 3 и части секций за.рядного дросселя 6; дросселя 10, включенного последовательно в сварочную цепь; диода 11, шунтирующего цепь, состоящую из сварочной дуги и включенного последовательно с пей дросселя 10.Устройство работает следующим образом, В первоначальном состоянии силовой 1 ивспомогательный 4 тиристоры находятся в не- проводящем состоянии, коммутирующий конденсатор 3 заряжен до напряжения, превышающего напряжение источника 7 питания, за счет зарядного дросселя по цепи 7 - 5 - 6 - 3 -50 55 60 7, Полярность на конденсаторе 3 прц этомобозначена на чертеже.При подаче управляющего импульса цауправляющий электрод тирпстора 1 последний переходит в проводящее состояние и черезнагрузку - сварочную дугу протекает ток поцепи 7 - 10 - дуга - 1 - 2 - 7. Для прекращенияпротекания тока через нагрузку управляющий импульс подается на управляющий электрод вспомогательного тиристора 4,При отпирании вспомогательного тиристора 4 конденсатор 3 разряжается по цепи 3 -4 - 2 - 3, и на катоде тиристора 1 появляетсяположительное напряжение, что приводит кего выключению. Для нормальной работы схемы амплитуда тока в колебательном контуре3 - 4 - 2 должна превышать максимальное значение тока через силовой тиристор 1 в прямом направлении. Для получения малого времени восстановлепия управляемости силовоготпристора 1 необходимо, чтобы через него впериод восстановления протекал достаточновысокий обратный ток по цепи 3 - 4 - 1 - 11 -8 - 3,При активной нагрузке диод 11 нужен только для прохождения обратного тока, минуянагрузку, так как в противном случае при малых значениях нагрузки (сопротивление дугивелико) тиристор 1 может не выключиться.Для надежного выключения время, в течениекоторого к тиристору 1 приложено обратноенапряжение, должно быть несколько большевремени восстановления запирающей способности в прямом направлении силового тиристора 1. Это достигается соответствующимподбором параметров контура 3 - 4 - 2. Такимобразом силовой тиристор выключается вовремя положительной полуволны колебания вконтуре 3 4 2.Считая, что колебательный контур 3 - 4 - 2идеальный, напряжение конденсатора 3 послеперезаряда будет равно первоначальному, нос противоположной полярностью, Следовавательцо, в зарядном контуре 7 - 5 - 6 - 3 - 7будет действовать суммарное напряжение источника 7 и заряженного конденсатора 3.Поэтому зарядный ток при таких начальныхусловиях будет больше, чем при заряде незаряженного конденсатора. Энергия, запасеннаяв дросселе 6, будет больше, и конденсатор 3зарядится до большего напряжения, чем призаряде незаряженного конденсатора. Такойпроцесс будет повторяться при каждом цикле перезаряд в зар конденсатора 3, и напряжение на нем при высокой добротностиконтура может подняться до недопустимой величины, При высокой добротности контурадля поддержания напряжения конденсатора3 требуемой величины, которая определяетсянадежным выключением тиристора 1, параллельно коммутирующему конденсатору 3 и части секций зарядного дросселя подключендиод 9, шунтирующий их в обрагцом направлении.Благодаря диоду 9, после перезаряда кон 5 10 15 20 25 30 35 40 45 депсатора 3 по цепи 3 - -4 - 2 - 3 и достижении полярности, обратной указанной на фиг, 1, начинается процесс перезаряда его по цепи 3 - 9 - 6 - 3. Индуктивность секций нижней части дросселя 6 значительно меньше, чем верхней его части, благодаря этому перезаряд конденсатора 3 по цепи 3 - 9 - 6 - 3 происходит быстрее, чем заряд по цепи 7 - 5 - 6 - 3 - 7, что ограничивает напряжение на конденсаторе. Необходимое напряжение на конденсатор устанавливается подбором соотношения числа секции зарядного дросселя 6.При питании от источника с большой величиной индуктивности обмоток самого источника при отключении сварочного тока коммутатором на выходе источника появляется перенапряжение, за счет которого значительно повышается напряжение па конденсаторе 3. Для ограничения заряда конденсатора 3 в зарядный дроссель 6 вводится магнитный сердечник. При этом в верхней части дросселя наводится напряжение, которое приложено встречно напряжению питания. Величина напряжения на конденсаторе 3 определяется также соотношением витков дросселя 6.Вспомогательный тиристор 4 выключается, когда к нему прикладывается отрицательная полуволна напряжения в колебательном контуре 3 - 4 - 2. Таким образом, к нагрузке прикладываются импульсы, по форме близкие к прямоугольной. Частота следования импульсов сварочного тока определяется частотой управляющих импульсов, а длительность сдвигом между управляющими импульсами.Таким образом, включение коммутирующего конденсатора через зарядный дроссель и диод параллельно сварочному источнику питания существенно упрощает устройство, уменьшает вес и габариты, повышает надежность, исключает источник повышенного напряжения для заряда коммутирующего конденсатора; причем включение диода, шунтирующего в обратном направлении коммутирующий конденсатор и часть зарядного дросселя, стабилизирует напряжение заряда конденсатора ца нужцом уровне, определяемом соотношением индуктивностей верхней и нижней частей зар 51 дного дросселя,Предмет изобретения1. Устройство для сварки, содержащее источник питания, силовой тиристор, дроссель и блокирующий диод, включенные последовательно в сварочную цепь, а также коммутирующий конденсатор и вспомогательный тири- стор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения веса и габаритов устройства, цепь из соединенных последовательно коммутирующего конденсатора и дополнительно введенных в схему блокирующего диода и зарядного дросселя подклю чена параллельно сварочному источнику пи тания.2. Устройство для сварки по п. 1, отлич а ю шее ся тем, что зарядный дроссель вы487728 Составитель И, ЛурьеРедактор Л. Василькова Техред Т. Курилко Корректор Л. Орлова Заказ 3326/7 Изд.1904 Тираж 1061 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 полнен секционированным, и часть секций вместе с коммутирующим конденсатором зашунтирована введенным в схему диодом. 3. Устройство для сварки по п. 2, отлич а ю щ е е с я тем, что зарядный дроссель выполнен с магнитным сердечником.