Регулятор сварочного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (222 1)4 В 2 РСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУД ПО Д ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п йн(54) РЕГУЛЯТОР СВАРОЧНОГО ТОКА(57) Изобретение относится к областисварочного производства, а именно крегуляторам сварочного тока, и предназначено для сварки плавлением постоянным током, Изобретение позволяет повысить качество сварных соединенийза счет повышения стабильности сварочного процесса, Для этого последовательно с инвертором тока включенинвертор напряжения, который черезвторой трансформатор и второй выпрямитель подключен к сварочной нагрузке, Ток в инверторе напряжения регулируется путем изменения входного со ротивления инвертора тока. Вольтамперная характеристика в областималых токов жесткая, а в областибочих режимов - крутопадающая. Малчисло элементов, малое значение дствующих токов в тиристорах и венлях обеспечивают высокий К 1 Щ регутора. Устройство может быть выполна стандартных элементах. 2 ил.1 129633Изобретение относится к сварочномупроизводству, а именно к регуляторамсварочного тока, и предназначен длясварки плавлением постоянным током,Целью изобретения является повыше 5ние качества сварных соединений засчет обеспечения стабильности сварочного процесса.На фиг. 1 представлена структурнаяэлектрическая схема регулятора сварочного тока, на фиг,2 - принципиальная электрическая схема регуляторасварочного тока с источником постоянного тока, выполненным по однофазной мостовой схеме, и с однофазнымиинверторами и выпрямителями.Устройство содержит источник 1 постоянного тока, положительный выводкоторого соединен с положительным выводом постоянного тока инвертора 2тока. Выводыпеременного тока инвер-.тора 2 тока подключены к первичнойобмотке трансформатора 3, К вторичной обмотке трансформатора 3 черезреактор 4 подключен выпрямитель 5,Положительный вывод инвертора 6 напряжения подключен к отрицательномувыводу инвертора 2 тока, К объединенным выводам инверторов подключен первый вывод конденсатора 7. Отрицательный вывод инвертора 6 напряжения соединен с отрицательным выводом источника 1 постоянного тока и вторым выводом конденсатора 7. Выводы переменного тока инвертора 6 напряжения соединены с первичной обмоткой второготрансформатора 8, вторичная обмот-.ка которого соединена с входнымивыводами переменного тока второго выпрямителя 9. Положительный 40вывод выпрямителя 5 соединен с положительным выводом второго выпрямителя9 и подключен к первому выводу сварочной нагрузки 10. Система 11 управления обеспечивает работу тиристоровинвертора 2 тока и инвертора 6 напряжения,На принципиальной электрическойсхеме (фиг,2) дополнительно обозначены дроссель 12 инвертора тока, коммутирующий конденсатор 13 инвертора тока, дроссель 14 инвертора напряженияи коммутирующий конденсатор 15 инвертора напряжения.55Регулятор сварочного тока работаетследующим образом,В режиме холостого хода инвертор2 тока и инвертор б напряжения имеют различные входные сопротивления. Входное сопротивление инвертора 2 токаимеет малое значение, Оно определяется уравнением аХВн Х 2/Н +с и Игде Х - реактивное сопротивлениескоммутирующего конденсатораинвертора тока,К - сопротивление, определяемоепотерями в конденсаторе итрансформаторе,а - коэффициент, определяемыйсхемой инвертора. Очевидно, что при Касз сопротивление инвертора тока равно О, Сопротивление инвертора напряжения 6 имеет большое значение, Оно определяется большими сопротивлениями потерь холостого хода. Таким образом, напряжение источника 1 постоянного тока практически полностью приложено к инвертору 6 напряжения. Напряжение на сварочной нагрузке 10 в режиме холостого хода определяется коэффициентом трансформации второго трансформатора 8 и значением напряжения источника 1. питания, При появлении нагрузочного тока в цепи сварочной нагрузки 10 увеличивается ток 1 О в цепи постоянного тока,б инвертора и инвертора 2 тока. С уменьшением сопротивления сварочной нагрузки и увеличением тока Т увеличивается падение напряжения на входном сопротивлении К инвертора 2 тока и увеличивается напряжение на трансформаторе 3 и выпрямителе 5, В момент достижения тока в сварочной нагрузке 10, равного критическому значению, напряжение на выпрямителе 5 равно напряжению на выпрямителе 9. Вентили выпрямителя 5 начнут проводить ток, Инвертор 2 тока переходит в нагрузочный режим, С увеличением тока в цепи переменного тока 2 инвертора входное сопротивление его увеличивается, Увеличивается напряжение на выводах постоянного тока инвертора 2 тока и уменьшается значение напряжения на выводах постоянного тока инвертора 6 напряжения, что приводит к уменьшению напряжения на выводах выпрямителя 9, Нагрузка на инвертор напряжения 6 уменьшается и увеличивается значение загрузки инвертора тока 2, Величина загрузки инвертора тока 2 ограничивается реак 1296337тором ч, В рабочем режиме мощности,передаваемые из цепи постоянноготока инвертором 2 тока и инвертором6 напряжения, близки по значениям.При одинаковых мощностях в рабочихрехимах равномерно загружаются трансформаторы, тиристоры и вентили всегорегулятора, Конденсатор 7, подключенный к выводам постоянного тока,необходим для согласования условийработы инвертора 2 тока и инвертораб напряжения, Ток инвертора 2 токаимеет непрерывный характер,При коротком замыкании в сварочной нагрузке загрузка инвертора тока максимальна. Напряжение на входе инвертора тока имеет максимальное значение. Ток в цепи постоянного тока инвертора напряжения ограничен большим значением входного сопротивления инвертора тока, Мощность, потребляемая от источника постоянного тока, расходуется на потери в элементах устройства. Ток в сварочной нагрузке25 имеет максимальное значение. Мощность при глухом коротком замыкании в нагрузке не выделяется, Если при коротком замыкании сопротивление имеет конечное, отличное от нулевого, значение, то мощность увеличивается и про - исходит расплавление электрода. Возникновение дуги приводит регулятор в рабочий режим, в котором мощность от источника постоянного тока одновременно через оба инвертора передается в сварочную нагрузку,Таким образом, в режимах с большим сопротивлением нагрузки нагрузочная характеристика регулятора имеет жест кую характеристику, а в режимах с малыми значениями сопротивления сварочной нагрузки вольт-амперная характеристика крутопадающая.Зкспериментальная проверка показа ла, что применение предлагаемого регулятора сварочноготока позволяет в 2-3 раза уменьшить потери по сравнению с известным. Регулятор позволяет использовать сеть переменного тока 380 В, 50 Гц для производства сварочных работ, что значительно увеличивает область его применения, Использование в регуляторе реактора для ограничения тока инвертора и регулирования тока в инверторе напряжения путем изменения сопротивления постоянному току инвертора тока позволяет при малом числе элементов обеспечить необходимую вольт-амперную характеристику, Отличительной особенностью регулятора является высокая крутизна внешней характеристики, которая является естественной и не требует устройств для ее формирования.Формула изобретенияРегулятор сварочного тока, содержащий источник постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом автономного инвертора тока, выводы переменного тока которого через трансформатор и реактор подсоединены к входу перЕменного тока первого выпрямителя, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, г целью повышения качества сварных,соединений за счет обеспечения стабильности сварочного процесса, в него введены конденсатор и последовательно соединенные инвертор напряжения, второй трансформатор и второй выпрямитель, при этом отрицательный Выход последнего соединен с первым выходом регулятора и с отрицательным выходом первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с вторым выходом регулятора и с положительным выходом второго выпрямителя, отрицательный вывод источника постоянного тока соединен с обкладкой конденсатора и отрицательным выводом инвертора напряжения, положительный вывод которого соединен с другой обкладкой конденсатора и отрицательным выводом автономного инвертора тока.03/16 Т ВН удар За ю 97 твенног ретений кая наб., д, 4/ 3 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. ИИПИ Гос по делам 5, Москв комитета открытий ПодписноСР