Устройство для сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 23. К 9/10 ИТЕТ СССРЙ И ОТНРИТИИ ОСУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН Н титатоарки, -Р 5СССР .О.СССР ВАРКИ, сосиловой россель,подклюй дроссель у конденса(54)(57) УСТРОЙСТ держащее источник тиристор, коммути вспомогательный т ченный через комм параллельно комму 0 ДЛЯпитаниующийристортирующиирующе(71) Томский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Краного Знамени политехнический инстут им. С.И.Кирова(5 б) 1. Дудко Д.А. и др. Коммуры тока для микроплазменной св(прототип),тору, который через блокирующий диод и зарядный дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтрующий конденсатор, диод, шунтирующий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядного дросселя. в обратном направлении, блокирующий диод, шунтирующий в обратном направлениицепь, состоящую из последовательно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка о т л и -4 ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и снижения габаритов коммутирующего конденсатора, в устройство введены балластный резистор и допол-нительная цепь, состоящая из последовательно соединенных тиристора, диода и дросселя, которая подключена параллельно источнику питания, причем параллельно диоду и дросселю подключен фильтрующий конденсатор, а балластный резистор подключен параллельно силовому тиристору и коммутирующему дросселюИзобретение относится к сварочно му производству, а именно к элект" родуговой и плазменной сварке постоянным токомИзвестно коммутирующее устройство, содержащее йсточник . постоянного тока, силовой тиристор и дроссель, включенный последовательно в сварочную цепь, конденсатор, вспомогатель-, ный тиристор, зарядный тиристор, со О противление и блокирующий диодНедостатками данного устройства являются большие габариты и ненадежность в работе из-за возможных срывов при коммутациях тока (невыключение силового тиристора), так как ток, включающий силовой тиристор, протекает через нагрузку - сварочную дугу, что требует увеличения параметров коммутирующего конденсатора.Известно устройство для сварки, содержащее источник питания, коммутирующий тиристор с гасящей цепочкой, состоящей из конденсатора, заряжаемого от дополнительного источника, вспомогательного тиристора и нескольких цепочек, выполненных из последовательно соединенных сопротивления и тиристора зашунтированного резисЭЗО тором 2.Недостатками данного устройства также являются большие габариты и ненадежность в работе, из-за возможного невыключения силового тиристора.Наиболее близким по технической 35 сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник питания силовой тиристор, коммутирующий дроссель, вспомогательный тиристор, подключенный через коммутирую О щий дроссель параллельно коммутирующему конденсатору, который через блокирующий диод и зарядный дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтрующий конденсатор, диод,45 шунтирующий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядного дросселя в обратном направлении, блокирующий диод, шунтирующий в обратном направлении цепь, состоящую из последова О тельно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка 3 .Однако в момент отключения тока, протекающего через силовой тиристор; на выходных клемах источника пита ния возникает всплеск напряжения, превышающий напряжение холостого хода источника питания, который обус лавливается индуктивностью сварочных проводов и обмоток трансформатора источника питания. Этот всплескнапряжения не устраняется даже приналичии фильтрующего конденсатора,так как последний заряжен до напряжения горения дуги, которое несколь"ко меньше напряжения холостого хода. Указанные недостатки особенносильно сказываются при отключениитоков, превышающих 1000 А и приводятк снижению надежности отключения силового тиристора за счет увеличениявремени восстановления его управляю"щнх свойств. Все этот требует значительного увеличения параметровкоммутирующего конденсатора.Целью изобретения является повышение надежности работы устройстваи снижен габаритов коммутирующегоконденсатора,1 оставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее источник питания, силовой тиристор, коммутирующий дроссель, вспомогательныйтиристор, подключенный через коммутирующий дроссель параллельно коммутирующему конденсатору, который через блокирующий диод и зарядный дроссель подключен параллельно источнику питания, фильтрующий конденсатор,диод, шунтирующий коммутирующий конденсатор и часть секций зарядногодросселя в обратном направлении, блокирующий диод, шунтирующий в обратном направлении цепь, состоящую изпоследовательно соединенных сглаживающего дросселя и дугового промежутка, введены балластный резистор идополнительная цепь, состоящая изпоследовательно соединенных тиристора диода и дросселя, которая подключена параллельно источнику питания, причем параллельно диоду и дросселю подключен фильтрующий конденсатор,. а балластный резистор подключенпараллельно силовому тиристору и коммутирующему дросселю.На чертеже изображена схема устройства.Устройство для сварки содержитисточник питания 1, силовой тиристор 2, коммутирующий дроссель 3,вспомогательный тиристор 4, подключенный через коммутирующий дроссель3 параллельно коммутирующему конденсатору .5, который через блокирующий диод б и зарядный дроссель 71118496 4 3подключен параллельно источникупитания 1, фильтрующий конденсатор8, диод 9, шунтирующий коммутирующий конденсатор 5 и часть секцийзарядного дросселя 7 в обратномнаправлении, блокирующий диод 10,шунтирующий в обратном направлениицепь, состоящую из последовательносоединенных сглаживающего дросселя11 и дугового промежутка, балласт Оный резистор 12, последовательносоединенные тиристор 13, диод 14 идроссель 15, подключенные параллельно источнику питания 1, причем параллельно диоду 14 и дросселю 15подключен фильтрующий конденсатор 8.Устройство работает следующим образом..В первоначальном состоянии тиристоры 2,4 и 13 находятся в непро-водящем состоянии, коммутирующий конденсатор 5 заряжен до напряжения,превышающего напряжение источника питания 1 за счет зарядного дросселяпо цепи (+) 1 - 6 в , 7 - 5 - (-) 1,Полярность на конденсаторе 5 при этомобозначена на чертеже,При подаче управляющего импульсана управляющий переход силового тиристора 2 он переходит в проводящее30состояние и по цепи (+) 1 - 11 " дуга в . 2 - 3 - (-) 1, протекает ток вимпульсе. Для прекращения протеканиятока в импульсе управляющие импульсыподаются на управляющие переходы вспомогательного тиристора 4 и тиристо- З 5ра 13.При открытии вспомогательного тиристора 4 конденсатор 5 перезаряжается по цепи 5 - 4 - 3 - 5, и на катоде тиристора 2 появляется положи 40тельное напряжение, что приводит кего выключению, Для нормальной работы схемы амплитуды тока в колебательном контуре 5 - 4 - 3 должна превышать максимальное значение тока через 545силовой тиристор 2 в прямом направлении. Для получения малого временивосстановления управляемости силовоготиристора 2 необходимо, чтобы черезнего в период восстановления протекалИдостаточно высокий обратный ток поцепи (+), 5 - 4 - 2 - 10 - 13 - 8 -- (-) 5. После перезаряда конденсатора 5 с 55 полярностью, противоположной указанной на чертеже, в непроводящее состояние переходит вспомогательный тиристор 4 из-за действия обратной полу- волны напряжения в колебательном контуре 5 - 4 - 3. С момента выключения вспомогательного тиристора 4 начинается восстановление полярности напряжения на коммутирующем кс,денсаторе 5 с полярностью, указанной на чертеже по цепям: нижняя обкладка конденсатора 5 - 9 - верхняя обкладка конденсатора 5 и нижняя обкладка конденсатора 5 - 1 - 6 -верхняя обкладка конденсатора 5. При этом напряжение на конденсаторе 5 стабилизируется на требуемом уровне подбором соотношения числа секций зарядного дросселя 7.При открытии тиристора 13 конденсатор 8 заряжается по цепи (+) 113 - 8 - (-) 1 с полярностью, про 1 тивоположной указанной на чертеже.1После окончания заряда конДенсатора 8 тиристор 13 переходит в непроводя" щее состояние, С этого момента конденсатор 8 перезаряжается с полярностью, указанной на чертеже по цепи: верхняя обкладка конденсатора 8 - 1415 - нижняя обкладка конденсатора 8. Указанная полярность на конденсаторе 8 сохраняется до следующего включения тиристора 13.Особенность работы цепи 13, 8, 14 и 15 заключается в том, что в момент выключения силового тиристора .2 на выходных клеммах источника питания 1 возникает всплеск напряжения, превышающий напряжение холостого хода источника питания 1, который поглощается фильтрующим конденсатором 8, за счет кратковременного перехвата тока по цепи (+)- 13 - 8 - (-) 1 на время выключения силового тиристо.ра 2 - (20-40) 10 с и по цепи (+) 5 - 4 - 2 - 1 О - 13 - 8 " (-) 5 на интервале (5"10) 10 с момента6включения вспомогательного тирйстора 4. При этом ток во вспомогательную цепь 13 - 8 перехватывается ступенчато за счет подключения к источнику питания 1 противоположно заряженного конденсатора 8. На время протекания тока по указанной цепи, напряже.иена выходных клеммах источника питания резко снижается, благодаря чему увеличивается время, предоставляемое схемой для выключения силового тиристора; Поэтому емкость коммутирующего конденсатора 5 в этом случае может быть снижена. Процессы, протеЗаказ 7333/10 Тираж 1036 ПодписноеВНИИПИ ГосударственногО комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 кающие во вспомогательной цепи 13, 8,14 и 15 , носят кратковременный характер и не сказываются на устойчи"ности горения дуги,С момента выключения силового тиристора 2 в сварочной цепи протекаетток паузы по цепи (+) 1 - 11 - дуга " 12 " (-) 1, величина которогорегулируется параметрами балластного резистора 12.Таким образом, подключение паралЪельно источнику питания дополнительной цепи ив последовательно соединенных тиристора 13, диода 14 и дросселя15, и подключение фильтрующего конденсатора 8 параллельно диоду 14и дросселю 15, позволяет значительноповысить надежность отключающей способности силового тиристора 2 и снизить габариты коммутирующего конденсатора 5,По сравнению с базовым объектом- прототипом предлагаемое устройство обладает высокой работоспособностью в широком диапазоне отключения сварочного тока, протекающего через силовой тиристор, Прн этом за счет снятия перенапряжений на выходных клеммах источника питания элементов устройства облегчаются условия выключения силового тиристора, что повышает надежность работы устройства и обеспечивает возможность снижения параметров коммутирующего конденсатора, при прочих равных условиях в 1,5-2 раза.