Система питания для многопостовой дуговой сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 998036 Сфюа СоветскихСфцналмстмческихРесиубаик(И) М. Кп.з В 23 К 9/00 с присоединением заявки Йо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230283(54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДЛЯ МНОГОПОСТОВ 011 ДУГОВОЙ СВАРКИ/Изобретение относится к дуговой сварке и, в частности к системе питания для многопостовой сварки, преимущественно на переменном .токе.Многопостовая сварка, имеющая существенные эксплуатационные преимущества перед однопостовой сваркой, представляет большой практический интерес для потребителей.Однако применение многопостовой сварки на переменном токе в настоящее время весьма ограничено (практически отсутствует) из-эа серьезных недостатков известных систем питания. Известны системы питания длямногопостовой сварки на переменномтоке, содержащие общий источник питания - силовой трансформатор, распределительные шинопроводы перемен-.ного тока и постовые регуляторы.В качестве постовых регуляторовмогут использоваться дроссели с регулируемым воздушным зазором 1,дроссели. насыщения 2, тиристоры,включенные встречно-параллельно ишунтированные дроеселем с воздушным зазором 1.3 1.,.Однако данным системам для многопостовой сварки на переменном то ке присущи невысокйе =Сйщючнне-и -- 4 эксплуатационные характеристики. Так во всех известных системах .Форма кривой сварочного тока сильно искажена, невозможно получить благоприятную для сварки прямоугольную форму тока, регулировать частоту сварочного тока с целью выбора оп-тимальной, компенсировать и регулировать постоянную составляющую тока; трудно или невозможно обеспечить пульсирующие и импульсные ре" жимы.1Из-эа высокого индуктивного со противления длинных магистралей (распределительных шинопроводов) переменного тока, трудно обеспечить на постах стабильное напряжение.при включении других постов и, следова тельно, независимость работы постов друг от друга.Кроме того, постовые- регуляторы в данных устройствах громоздки, так как работают на низкой частоте (50 Гц),Наиболее близкой к изобретению является система питания, в которой в качестве общего источника питании применен силовой трансформатор с распределительным шинопроводом пе 998036ременного тока, а в качестве постового регулятора - дроссели с воздушным зазором 4 ).Известному устройству также присущи указанные недостатки и, кроме того, - невозможность дистанционного регулирования тока и низкая надежность, обусловленная подвижными сердечниками дросселя.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет выбора оптимальной частоты сварочного тока импульсных режимов сварки и исключения влияния постов друг на друга.Поставленная цель достигается тем, что в системе питания для многопостовой дуговой сварки, преимущественно на переменном токе, содержащей общий источник питания, распределительные шинопроводы и постовые регуляторы, общий источник питания выполнен на двухполярном выпрямителе с нулевой точкой, а постовые регуляторы выполнены на низкочастотных и высокочастотных полупроводниковых ключах, обратных ключах и двухобмоточном дросселе, при этом общий источник питания соединен трехпроводными шинопроводами постоянного тока с постовыми регуляторами, а его первый вход соединен с плюсовым шинопроводом и через высокочастотный и низкочастотный ключи и обмотки дросселя - с вторым входом постового регулятора, который соединен с минусовым шинопроводом, причем точка соединения высокочастотного и низкочастотного ключей через обратные ключи оединена с третьим входом постового регулятора, который соединен в нулевым шинопронодом.На фиг. 1 представлена схема системы питания; на фиг. 2 - временные характеристики сварочного тока в режиме симметричного (Ч) и несимметричного (ц) переменного тока, а также в режиме импульсного энакопостоянного тока Щ ) прямой и обратной полярности, который может быть также получен от предлагаемой системы питания.Система питания (фиг.1) содержит общий источник питания 1, выполненный на двухполярном выпрямителе с нулевой точкой, трехпроводный распределительный шинопровод 2 ("+"), 3("0") и 4("-") и постоянные регуляторы 5 - 7. В каждый постовой регулятор включены высокочастотные ключи 8 и 9, низкочастотные ключи 10 и 11, обратные ключи 12 и 13, двухобмоточный дроссель 14 с обмотками 15 и 16, датчики тока 17 и 18, элементы сравнения сигнала задания с сигналом датчиков тока 19 и 20, блок управления низкочастотными клю чами.21 и блок управления высокоча 5 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ЬО 65 стотными ключами 22 к выходным зажимам регулятора 23 и 24 подключены электрод 25 и изделие 26 (сварочная дуга).Устройство работает следующим образом.Блок управления 21 дает команду на поочередное включение одного иэ. низкочастотных ключей (определяет длительность полупериодов сварочного тока) и дает через блок управления 22 разрешение на работу соответствующего высокочастотного ключа. Блок управления 22 задает максимальное и минимальное значение тока одного и другого полупериодов.При подаче с блока управления 21 команды на включение низкочастотного ключа 10 и разрешения на блок 22 на включение высокочастотного ключа 8, ключи 8 и 10 замыкаются, и начинается нарастание тока обратной полярности по цепи: зажим "+" выпрямителя 1, ключ 8, датчик тока 17, низкочастотный ключ 10, обмотка 15 дросселя 14, сварочная дуга (зажим регулятора 24, электрод 25, изделие 26, зажим регулятора 23), зажим "0" выпрямителя 1.При достижении током дуги максимального значения, заданного блоком 22, элемент сравнения 19 дает команду на отключение ключа 8. Энергия, накопленная дросселем 14 во время импульса напряжения, поддерживает сварочный ток по цепи: обмотка 15 дросселя, дуга, ключ 12, датчик тока 17, ключ 10. При спаде тока от заданного минимального значения элемент сравнения дает команду на включение ключа 8, при этом снова начинается нарастание тока до заданйого значения. Такой процесс пульсации тока обратной полярности продолжается до окончания установленной длительности полупериода сварочного тока.Смена полярности производится по команде блока 21; при этом сигнал задания величины сварочного тока обратной полярности блоком 22 отключается с элемента 19, а на элемент 20 подается сигнал задания величины сварочного тока прямой полярности, Ключ 8 размыкается, а ключ 9 замыкается, Одновременно поступает сигнал на включение ключа 11 и отключение ключа 10. Нарастающий ток прямой полярности проходит по обмотке 16 дросселяи наводит в обмотке 15 ЭДС, способствующую быстрому отключению ключа 10, Энергия, накопленная в дросселе в полупериод обратной полярности, трансформируется в обмотку 16, обеспечивая быструю смену полярности сварочного тока. Начинается процесс пульсации тока прямой полярности от минимального до максимального заданного значения.В зависимости от значения длительности тока прямой полярности си тока обратной полярности топатакже от соотношения пороговых значений тока прямой полярностими по и пороговых значений токаобратной полярностисксомино,могут быть получены как симметричный режим переменного тока (Фиг,2 а)так и любые вариации несимметричного режима (фиг. 2 б).При необходимости получения знакопостоянного пульсирующего с низкой частотой (;фиг, 2 в или постоянного тока дуги той или иной полярности блок управления 21 формируетразрешающий сигнал на одном низкочастотном ключе (10 или 11) и черезблок 22 на одном высокочастотномключе (8 или 9). При этом пороговыезначения тока импульса 1,ми, и и тока паузы мсзксв,1 , задаются блоком управления22, а длительность импульса тока ййи паузы тока с - блоком 21.,Предложенное устройство обеспечивает по сравнению с известнымивоэможность широкого внедрения многопостовой сварки на переменном токе, так как оно свободно от всех недостатков, присущих известным системам многопостовой сварки на.переменном токе. Наличие в устройствешинопроводов постоянного тока исключает большое падение напряжения вних, а следовательно, взаимное влияние работы постов друг на друга, ипозволяют производить сварку на постоянном токе от традиционных регуляторов (например балластных реостатов).При этом достигается существенноеповьыение сварочных свойств, так какможно получать прямоугольный переменный ток, выбирать оптимальную частоту, регулировать и компенсировать постоянную составляющую, независимо регулировать длительность,амплитуду и глубину пульсации "полуволн" тока прямой и обратной полярности, а также получать импульсныеи пульсирующие режимы, вследствиетого, что регулирование производится на высокой частоте.Предлагаемое устройство обеспечивает снижение материалоемкости,так как дроссели работают на высо кой частоте, универсальность системы для сварки на переменном токе и знакопостоянном токе прямой н обратной полярности.ФЬрмула изобретенияСистема питания для многопостовойдуговой сварки, преимущественнб напеременном токе, содержащая общийисточник питания, распределительныешинопроводы и постовые регуляторы,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повьпаення качества сварногосоединения за счет выбора оптималь ной частоты сварочного тока импульсных режимов сварки и исключения влияния постов друг на друга, общийисточник питания выполнен на двухполярном выпрямителе с нулевой точ- Щ кой, а постовые регуляторы выполнены на низкочастотных и высокочастотных полупроводниковых ключах, обратных ключах и двухобмотбчном дросселе, при этом общий источник питания соединен трехпроводными шинопроводами постоянного тока с постовыми регуляторами, а его первыйвход соединен с плюсовым шинопроводом и через высокочастотный инизкочастотный ключи и обмотки дросселя - с вторым входом постового регулятора, который соединен с минусовым шинопроводом, причем точкасоединения высокочастотного и низкочастотного ключей через обратныеключи соединена с третьим входом постового регулятора, который соединенс нулевым шинопроводом.Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе1. Рабинович И.Я. Оборудованиедля дуговой электрической сварки.Источники питания; М., Машгиз, 1958,с, 1174 2. Патон Б.Е Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. М "Машиностроение",1966, с. 190.3. Белинский С.М. и др. Оборудование для сваркь неплавящимся электродом в среде инертных газов. Л.Энергия -1975, с. 52.4, Рабинович И,Я. Оборудованиедля дуговой электрической сварки.Источники питания. М., Машгиз, 1958,с. 183 (прототип).998036 им юин Составитель Г. Чайковскийедактор В. Данко Техред А.Бабннец рректор Г. Огар аэ Подписно 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужго Проектная, 4 Гмьй аа Хжжю1 аи Зю Х и 1 юак 21/21 Тираж 1104 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р омитета С открытийушская наб