Генератор импульсов сварочного тока

(511 4 В 23 К 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тольяттинский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 202400, кл. В 23 К 9/00, 1965.Авторское свидетельство СССР Ф 1073025, кл. В 23 К 9/00, 1984.Авторское свидетельство СССР У 1147531, кл. В 23 К 9/00, 1985. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СВАРОЧНОГО ТОКА(57) Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргонодуговой сварки. Цель изобретенияповышение качества сварного шва эасчет расширения диапазона измененияпараметров импульсов сварочного тока. Генератор содержит источник питания, управляемые ключи, блок управления, индуктивный накопитель энергии. Индуктивный накопитель выполненв виде двух магнитно не связанныхсекций. При последовательном включении ключей в нагрузке формируютсяположительные и отрицательные импульсы тока. Изменяя моменты времени переключения ключей, можно регулировать частоту импульсов тока и соотношение длительностей токов прямой иобратной полярностей. 2 э п ф-лы,5 ил, 1278141Изобретение относится к источникампитания для дуговой сварки и можетбыть использовано для аргоно-дуговойсварки неплавящимся электродом алюминия и его сплавов, а также в д 1 у 5гих областях техникьа для питания нагрузки разноамплцтудными импульсамирегулируемой,цлительности.Цельао изобретения является повышение качества сварного шва за счет 1 Орасширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного токаНа Фиг. 1 изображена аараанааиааидльная схема генератора импульс.ов сва, рочного тока; на фиг.2 - графааки токов через дуговой промежутоас и секцииаааадуастаанааого накопителя энергии; наФиг.З в принципиальная схема генератора импульсов сварочного тока привыполнении второго, ключа неуправляе- Омым; на Фиг.4 - принципиальная схемагенератора с введенным третьим ключом; на Фиг.5 - графики токов черездуговой промежуток и секции индуктивного накопителя энергии в схеме на 5Фиг,4.Генератор импульсов сварочного тока (Фиг.1) состоит из источника 1 питания, дну хс екцион и о го аааадуас тинао гонакопителя 2 энергии, первого 3 ивторого 4 ключей, блока 5 управленияключами 3 и 4, дугового промежутка б,причем источник 1 питания через пер. -вый ключ 3 и первуао секцапо 7 индук- .тивного накопителя 2 присоединен кдуговому промежутасу б, второй ключ 435присоединен паралзаельно перазой секции 7 индуктивного накопителя 2, вторая секция 8 которого нключела параллельно цепи из последовательно соеди 4 Оненных первой секциии дугового промежутка 6,На Фиг,2 кривая 9 - графиас токачерез первую секциао 7, кривая 10графиас тока через вторую секалию 8,45кривая 11 - график тока через, д 5 товой промежуток б,Второй ключ 4 может быть выполненнеуправляемым (фиг.З), например в ви-,де диода или динистора.Параллельно второй секции 8 шадук 50тинного накопителя 2 может быть присоединен третий ключ 12 сфиг.4). На. Фиг,5 кривая 13 - график тока через секцию 7, кривая 14 - графаак тока через секцию 8; кривая, 15 - график тока через дуговой промежуток 6 по схеме на фиг,4). Генератор импульсов сварочного то.ка (Фиг.,1) работает следующим образом.В установившемся режиме дуговой промежуток 6 находится в проводящем состоянии, а через секции 7 и 8 протекают тоаси, направление которых показано стрелками (Фиг.1). В момент(сиг.2) блаасом 5 управления включается клаоч. При этом секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 -. непосредственно, Ток через дуговой промежуток 6 равен току секции 7 и увеличивается. Ток секции 8 также увеличивается. Зто приводит к увеличениао энергии секций 7 и 8, которые при этом заряжаются. Через дуговой промежуток 6 Формируется положительный импульс тока.В моментблоком 5 управления отасгпочается ключ 3 и вклаочается ключ 4. При этом ток секции 7 замыкается в короткозамкнутом контуре, образованном секцией 7 и ключом 4, а ток секции 8 замьаасается через дуговой промежуток б и ключ 4, При этом секции 7 и 8 разряжаются. Знергия секции 8 диссипирует на дуговом промежутке б и активных сопротивлениях контура 8-6-4-8 а энергия секции 7 диссипирует на активных сопротивлениях короткозамкнутого контура 7-4- 7. Ток через дуговой промежуток 6 определяется током секции 8 и протекает в противоположном направлении. При этом Формируется отрицательный импульс тока.В момент й блоком 5 управленияснова вклаочается клаоч 3, а ключ 4вьпслючается, При этом ток через дуговой промежуток 6 скачком изменяетсяна противоположный, Формируя в дугеположительный импульс, секция 7 подключается к источнику 1 питания черездуговой промежуток 6, а секция 8непосредственно, и далее генераторработает аналогично.Изменяя моменты времени с. игереключения клаочей 3 и 4, можно регулировать частоту импульсов тока исоотношение длительнссти токов прямой и обратной полярностей, Соотноапаааие амплитуд токов прямой и обратной полярностей можно регулировать,изменяя соотношение индуктивностейсекций 7 и 8, например, за счет изменения количества их ьитков, 1278141Для упрощения блока управления иуменьшения мощности управляющих сигналов второй ключ 4 может быть выполнен неуправляемым, например в видедиска или динистора (фиг.З). 5Генератор импульсов сварочноготока (фиг.З) работает следующим образом.В установившемся режиме дуговойпромежуток 6 находится в проводящем 10состоянии, а через секции 7 и 8 протекают токи, направление которых показано стрелками (фиг.З). В момент(Фиг.2) блоком 5 управления включается ключ 3. Ключ 4, выполненный 15в виде диода, выключается, так как кнему в обратном направлении приложена разность напряжений источникапитания и дугового промежутка 6. Секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, асекция 8 - непосредственно. Ток через дуговой промежуток 6 равен токусекции 7 и увеличивается. Ток секции8 также увеличивается. При этом секции 7 и 8 заряжаются, а через дуговой промежуток 6 формируется положительный импульс тока,В моментблоком 5 управленияключ 3 выключается. При этом за счет 30ЭДС самоиндукции секций 7 и 8 включается ключ 4, выполненный в видедиода, Ток секции 7 замыкается в короткозамкнутом контуре 7-4-7, а токсекции 8 - в контуре 8-6-4-8, Приэтом ток через дуговой промежуток 6скачком изменяется на противоположный, формируя в нем отрицательныйимпульс тока. Секции 7 и 8 разряжаются, причем энергия секции 8 диссипирует на дуговом промежутке 6 и активных сопротивлениях контура 5-64-8, а энергия секции 7 диссипируетна активных сопротивлениях контура7 - 4-7.45В момент Т блоком 5 управленияснова включается ключ 3, а ключ 4,выполненный в виде диода, запираетсяобратным напряжением. При этом ток.через дуговой промежуток 6 скачкомизменяется на противоположный, формируя в дуге положительный импульстока, секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 - непосредственно. Далее генератор работает аналогично.Для регулирования сварочного токапри питании от нерегулируемого источпика питания в генератор ложетбыть введен третий ключ 12, присоединенный параллельно второй секции индуктивного накопителя (Фиг.4),Генератор импульсов сварочного тока (фиг.4) работает следующил образом.В установившемся режиме дуговойпромежуток 6 находится в проводящемсостоянии, а через секции 7 и 8 протекают токи, направление которых показано стрелками (фиг.4). В момент(Фиг.5) блоком 5 управления включается ключ 3. Ключи 4 и 12 разомкнуты; Секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 - непосредственно. Ток через. дуговой промежуток 6равен току секции 7 и увеличивается.Ток секции 8 также увеличивается.При этом секции 7 и 8 заряжаются, ачерез дуговой промежуток Формируетсяположительный импульс тока.В моментблоком 5 управленияключ 3 выключается и включается ключ12. Ток секции 7 замыкается по контуру 7-6 - 12-7, а ток секции 8 - поконтуру 8-12-8. При этом ток,черездуговой промежуток протекает в томже направлении но уменьшается, таккак он определяется током секции 7,энергия которой уменьшается из-задиссипации на дуговом промежутке 6,Ток секции 8 также уменьшается изза диссипации на активных сопротивлениях контура 8-12-8,В момент с блоком 5 управленияснова включается ключ 3, а ключ 12размыкается. При этом снова секции8 и 7 заряжаются, а ток в дуговомпромежутке 6 увеличивается.В момент 4 блоком 5 управлениявыключается ключ 3 и включается ключ12, Секциии 8 снова разряжаются.В моментключ 12 блоком 5 уп-,равления выключается, а ключ 4 включается. При этом ток через дуговойпромежуток 6 скачком изменяется напротивоположный, формируя в дуговомпромежутке 6 отрицательный импульстока. Секциии 8 разряжаются, причем энергия секции 8 диссипирует надуговом промежутке 6, а энергия секции 7 диссипирует на активных сопротивлениях контура 7-4-,7,В моментблоком 5 управленияснова включается ключ 3, а ключи 4и 12 выключаются. При этом ток через5 12781 дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный. Формируя в дуге положительный импульс тока. Секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 - непосредственно, Далее генератор работает аналогично.Изменяя моменты временипереключения ключей 3 и 12, можно изменять соотношение времени заряда 10 секций и их разряда и за счет этого регулировать среднее значение энергии в секциях 7 и 8, а значит, и величину сварочного тока при питании д от нерегулируемого источника 1 пита ния, Изменяя моменты времени д: д:можно регулировать соотношение длительйостей токов прямой и обратной полярностей,По сравнению с известным генератором при одинаковых с ним величинах напряжений источника питания и дугового промежутка, а также при одинаковых индуктивностях секций индуктивного накопителя энергии, разряд в предлагаемом генераторе происходит дольше, так как заряд секции 8 осуществляется на полное напряжение источника питания (в известном генера- ЗО торе - на разность напряжепий источника питания и дугового промежутка), поэтому за одно и то же время в секции 8 предлагаемого генератора запасается энергии больше. Следовательно,З 5 дольше происходит разряд, а значит, и шире диапазон длительностей импульсов тока, который позволяет повысить качество сварного шва за счет возможности выбора оптимального свароч О ного режима для более широкой нбменклатуры свариваемых материалов и их свойств. Громе этого, при выполнении второго ключа неуправляемым упрощается блок управления и уменьшается необходимая мощность управляющих сигналов,Секции индуктивного накопителя в предлагаемом генераторе магнитно не связаны, поэтому крутизна Фронтов импульсов тод(а значительно выше, так как определяется в основном временем переключения ключей. Это способствует меньшей деионизации дугового промежутка и повьдшению стабильности горения дуги, что также улучшает качество сварного шва.Формула изобретения1. Генератор ддмпугдьсов сварочного тока, содержащий источник питания, двухсекционньдй индуктивньдй накопитель, первый и второй ключдд, блок управления, дуговой промежуток, причем источник питания через первый ключ и первую секцию индуктивного накопителя присоединен к дуговому промежутку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного шва за счет расширения диапазона изменения параметров имддульсов сварочного тока, второй ключ присоединен параллельно первой секции индуктивного накопителя, вторая секция которого включена параллельно цепи из последовательно соединенных первой секции и дугового промежутка,2. Генератор по п.1, о т л и ч ада щ и й с я тем, что второй ключ выполнен неуправляемым.3. Генератор по п.1, о т л и ч а-. до щ и й с я тем, что в него введен третий клдоч, присоединенный параллепьно второй секции индуктивного дакопителя.-359 Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектн Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Подпикомитета СССРи открытийаушская наб., д