SU1602643A1

SU1602643A1 - Welding power supply source

Info

Publication number: SU1602643A1
Application number: SU884602770A
Authority: SU
Inventors: Юрий Матвеевич Гусев; Ринат Низамович Киямов; Николай Иванович Петриди; Евгений Васильевич Токарев; Леонид Яковлевич Финкельштейн
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1990-10-30

Abstract

Изобретение относитс к сварке, а именно к источникам переменного тока дл дуговой сварки алюмини . Цель изобретени - снижение весогабаритных показателей и повышение КПД. Сварочный источник содержит высоковольтный выпр митель, инвертор, два низковольтных выпр мител , дроссель с двум обмотками, два конденсатора, два устройства коммутации и блок управлени . Напр жение сети преобразуетс высоковольтным выпр мителем в посто нный ток, поступающий в инвертор. Ток во вторичной обмотке выходного трансформатора инвертора преобразуетс с помощью низковольтных выпр мителей в посто нный сварочный ток. При коммутации тока с одного низковольтного выпр мител на другой направление тока в нагрузке мен етс на противоположное. Источник питани обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительност ми пр мой и обратной пол рности, что расшир ет его технологические возможности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.This invention relates to welding, in particular to alternating current sources for aluminum arc welding. The purpose of the invention is to reduce weight and size indicators and increase efficiency. The welding source contains a high-voltage rectifier, an inverter, two low-voltage rectifiers, a coil with two windings, two capacitors, two switching devices and a control unit. The mains voltage is converted by a high-voltage rectifier into a direct current input to the inverter. The current in the secondary winding of the inverter's output transformer is converted by low voltage rectifiers into a constant welding current. When the current is switched from one low-voltage rectifier to another, the direction of the current in the load is reversed. The power supply provides an output current with independent direct and reverse polarity durations, which expands its technological capabilities. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к сварке-, а именно к источникам переменного тока дл дуговой сварки алюмини ,The invention relates to welding - namely, alternating current sources for arc welding of aluminum,

Целью изобретени вл етс снижение массогабаритных показателей и повышение КПД, - The aim of the invention is to reduce weight and size and increase efficiency, -

На фиг, представлена схема сварочного источника питани с отдельным питанием устройств коммутации; ,2 - кривые токов и напр жений; на фиГоЗ - сварочный источник с питанием устройств коммутации от дополнительных обмоток трансформатора источника питани ..FIG. 2 is a diagram of a welding power source with a separate power supply to switching devices; , 2 - curves of currents and voltages; at fIgoZ - a welding source with a supply of switching devices from additional windings of a transformer of a power source ..

Сварочный источник, питани (фиг, l) содержит высоковольтный выпр мительWelding power source (fig, l) contains high-voltage rectifier

которого подключен к трехфазной сети, а выход соединен с инвертором 2, который может быть- выполнен на транзисторах или тиристорах, в выходную цепь которого включаетс первична Обмотка трансформатора 3 к вторичной обмотке которого подкую- чен выпр митель 4, выход которого через обмотку дроссел 5 соединен с выходными клеммами 6 о К вторичной обмотке трансформатора 3 подключен также дополнительный выпр митель 7, пол рность которого противоположна пол рности выпр мител 4, Выход выпр - мутел 7 через дополнительную обмотку дроссел 5 соедин етс с выходными which is connected to a three-phase network, and the output is connected to an inverter 2, which can be performed on transistors or thyristors, the output circuit of which connects the primary winding of the transformer 3 to the secondary winding of which the rectifier 4 is poured; with output terminals 6 o An additional rectifier 7 is also connected to the secondary winding of the transformer 3, the polarity of which is opposite to the polarity of rectifier 4, the output of the rectifier muttel 7 through the additional winding of the drossel 5 soy yn is the output

5five

клеммами 6, К выходам выпр мителей 4 и 7 подключены устройства 8 и 9 коммутации, а параллельно вторичным полуобмоткам трансформатора 3 - кон- денсаторы 10, 11, Блок 12 управлени , коммутирует ключевые элементы.terminals 6, switching devices 8 and 9 are connected to the outputs of rectifiers 4 and 7, and parallel to the secondary semi-windings of transformer 3 are capacitors 10, 11, control unit 12, switches key elements.

Устройство рабо тает следуюнщм образом .The device works in the following way.

Напр жение трехфазной промьшленной .JQ сети преобразуетс выпр мителем 1 в посто нный ток, поступающий в инвертор 2, на входы управлени тиристоров инвертора 2 поступает с блока 12 управлени двухтактна поспедова- }5 тельность импульсов, благодар чему в инверторе происхбдит высокочастотна коммутаци и по первичной обмотке трансформатора 3 протекает ток вытока в нагрузке мен етс на противоположное , причем врем коммутации за счет соответствующего включени обмоток дроссел 5 и высокой частоты тока инвертора мало (1-1,5 периода тока высокой частоты), что обеспечивает надежное повторное зажигание дуги. Длительности протекани Ьр - мого и обратного токов в нагрузке независимы друг от друга. Переключение выходного тока с обратной пол рности на пр мую происходит аналогично: блоком 12 управлени снимаетс ток управлени с тиристоров выпр мител 7 и подаетс на тиристоры выпр мител 4, Одновременно подаетс Импульс управлени на выходной тиристор устройства 9 коммутации и на входThe voltage of the three-phase industrial .JQ network is converted by the rectifier 1 into the direct current supplied to the inverter 2, to the control inputs of the thyristors of the inverter 2 comes from the control unit 12 push-pull speed, 5 pulses, due to which the high-frequency switching occurs in the inverter and primary the current of the load in the load is reversed to the winding of the transformer 3, and the switching time due to the appropriate switching on of the windings of the chokes 5 and the high frequency of the inverter current is small (1-1.5 times the current frequency), which ensures reliable re-ignition of the arc. The duration of the flow of the Lp and reverse currents in the load are independent of each other. Switching the output current from reverse polarity to the direct occurs similarly: control unit 12 removes the control current from the thyristors 7 and sends to the thyristors of the rectifier 4, the control impulse is simultaneously fed to the output thyristor of the switching device 9 and to the input

сокой частоты (5-20 кГц), Ток во вто- 20 ой тиристор устройства 8 коммутации.soky frequency (5-20 kHz), Current in the second 20th thyristor of the device 8 switching.

ричной обмотке трансформатора 3 преобразуетс с помощью выпр мител 4 в посто нный , который сглаживаетс соответствующей обмоткой дроссел 5 и поступает через выходные клеммы 6 к сварочному пос-25 ту. С частотой от единиц до сотен Гц, котора определ етс технологическими „ требовани ми, блок управлени пере- ,- ,ключает ток управлени тиристоров выпр мител 4 на тиристо- JQ ры дополнительного выпр мител 7, На выходной тиристор устройства 8.коммутации , подключенного к тиристорам выпр мител 4, поступает-импульс управлени (момент времени t, на ) благодар чему происходит перезар д конденсатора этого устройства коммутации через тиристоры выпр мител 4 встречно протекающему через них току и конденсаторы 10, 11 соответственно , а также по цепи: обмотка дроссел 5 - выходна цепь источника Тиристоры выпр мител 4 при этом выключаютс , так как параметры элементов устройства 8 коммутации, дрос- с сел 5 и конденсаторов 10, 11 выбираютс с учетом обеспечени времени восстановлени тиристоров выпр мите- - лей 4 и 7, Кроме того, одновременно с включением выходного тиристора устройства 8 коммутации на входной тиристор устройства 9 коммутации также подаетс импульс управлени с блока 12 и подготавливает устройство 9 к дальнейшей работе (при использовании изображенных на фиг,1 двухтактных устройств коммутации), При этом происходит коммутаци тока с выпр мител 4 на выпр митель 7, направлениеThe transformer 3 winding is transformed by rectifier 4 into a constant one, which is smoothed by the corresponding winding of the throttle 5 and fed through output terminals 6 to the welding terminal-25 tu. With a frequency from units to hundreds of Hz, which is determined by technological requirements, the control unit transmits the control current of the thyristors of the rectifier 4 to the thyristor JQy of the additional rectifier 7, to the output thyristor of the switching device 8. connected to rectifier thyristors 4, control impulse (moment of time t, on) due to which the capacitor of this switching device recharges through rectifier thyristors 4 to current flowing through them and capacitors 10, 11, respectively, as well as c Circuit: Drossel winding 5 — the source output circuit of the thyristor of the rectifier 4 is switched off, since the parameters of the elements of the switching device 8, the dross villages 5 and the capacitors 10, 11 are selected taking into account ensuring the recovery time of the thyristors of the rectifiers 4 and 7 In addition, simultaneously with switching on the output thyristor of the switching device 8, the input thyristor of the switching device 9 is also given a control pulse from block 12 and prepares device 9 for further work (using the push-pull switching devices). In this case, the current is switched from rectifier 4 to rectifier 7, the direction

4040

5050

Происходит коммутаци тока с выпр мител 7 на выпр митель 4, направление тока в нагрузке сварочного источника питани мен етс , а устройство 8 коммутации подготавливаетс к дальнейшей работе.The current is switched from the rectifier 7 to the rectifier 4, the direction of the current in the load of the welding power source changes, and the switching device 8 is prepared for further work.

На фиг.З изображен сварочный источник питани , который в дополнение к источнику, изображенному на фиг,1, содержит дополнительные обмотки 13, 14 у трансформатора 3j к которым подключаютс выпp тeли 15, 16 и фильтры 17, 18 соответственно, к которым подключаютс входы питани Устройств 8 и 9 коммутации. Работа этого источника отличаетс от работы источника, изображенного на фиг, 1, тем, что напр жение питани устройств 8, 9 коммутации пропорционально выходной мощности источника, благодар чему повьпиаетс КПД источника при работе в режимах малых выходных токов , - Выходной ток иcтoч шкa на фиг, 1 в таком режиме изображен на диаграмме Ig на фиГо2 Броски тока в момент переключени пол рности объ сн ютс тем, что мощность устройств 8, 9 коммутации в этом источнике рассчитываетс на максимальный выходной ток, поэтому при малых токах эта мощность вл етс излишнейо Источник, изображенный на , лишен этого недостатка (см. l на фиг„2), так как питание устройств коммутации лро- изводитс от того же трансформатора, что и питание выходных выпр мителей источник а Кроме того, улучшаютс массогабаритные параметры этого источника , по сравнению с вариантомFig. 3 shows a welding power source which, in addition to the source shown in Fig. 1, contains additional windings 13, 14 for transformer 3j to which the pulses 15, 16 and filters 17, 18 are connected, to which the power inputs are connected. Devices 8 and 9 switching. The operation of this source differs from the operation of the source shown in FIG. 1, in that the supply voltage of the switching devices 8, 9 is proportional to the output power of the source, due to which the source efficiency when operating in small output currents is turned off, the output current of the source in FIG. , 1 in this mode is depicted in the Ig diagram on FIG2. Current surges at the moment of polarity switching are explained by the fact that the power of switching devices 8, 9 in this source is calculated on the maximum output current, therefore at low currents this power is It is unnecessary. The source shown in is deprived of this disadvantage (see l in Fig. 2), since the power of switching devices is supplied from the same transformer as the power supply of the output rectifiers of the source. In addition, the weight and size parameters of this source are improved compared to option

тока в нагрузке мен етс на противоположное , причем врем коммутации за счет соответствующего включени обмоток дроссел 5 и высокой частоты тока инвертора мало (1-1,5 периода тока высокой частоты), что обеспечивает надежное повторное зажигание дуги. Длительности протекани Ьр - мого и обратного токов в нагрузке независимы друг от друга. Переключение выходного тока с обратной пол рности на пр мую происходит аналогично: блоком 12 управлени снимаетс ток управлени с тиристоров выпр мител 7 и подаетс на тиристоры выпр мител 4, Одновременно подаетс Импульс управлени на выходной тиристор устройства 9 коммутации и на тиристор устройства 8 коммутации.the current in the load is reversed, and the switching time due to the corresponding switching on of the windings of the throttles 5 and the high frequency of the inverter current is short (1-1.5 periods of high frequency current), which ensures reliable re-ignition of the arc. The duration of the flow of the Lp and reverse currents in the load are independent of each other. Switching the output current from reverse polarity to the direct occurs in a similar way: control unit 12 removes the control current from the thyristors 7 and supplies the rectifier 4 to the thyristors. A control pulse is simultaneously applied to the output thyristor of the switching device 9 and to the switching device 8 thyristor.

0 ой тиристор устройства 8 коммутации.0 th thyristor device 8 switching.

5 Q с - 5 Q with -

00

питани устройств коммутации от сете- .вого блока питани оpower supply of switching devices from a network power supply unit

По сравнению с базовым объектом- прототипом предлагаемый источник питани обеспечивает выходной ток с независимыми друг от друга длительност ми пр мой и обратной пол рности , с крутыми передними фронтами КПД этого источника выше, так как отсутствует еще одна ступень преобразовани энергии, а мощность устройств коммутации в источнике не пре- рышает 1% выходной мощности, так как эти устройства работают с очень низкой частотой по сравнению с частотой работы инвертора По этой же причине они имеют малые мас согабаритные параметры Два выходных выпр мител имеют лучшие массогабаритные параметры по сравнению с выходным выпр мителем и инвертором известного устройства- прототипа, так как работают поочередно и провод т в сумме тот же ток, ЧТО и один выпр митель в источни- ке-прототипеоCompared to the basic prototype object, the proposed power source provides an output current with independent forward and reverse polarity, with steep leading edges, the efficiency of this source is higher, since there is no other energy conversion stage, and The source does not exceed 1% of the output power, since these devices operate at a very low frequency compared to the frequency of the inverter. For the same reason, they have small overall dimensions. Two outputs Rectifiers have better weight and size parameters compared to an output rectifier and an inverter of a known prototype device, since they work alternately and in the sum is the same current THAT and one rectifier in the source prototype

Claims

Invention Formula

1602643

a transformer, the secondary half windings of which are connected to the first low voltage rectifier, the output of which is connected to the output terminals of the power source through the winding of the throttle, the control unit differs from the fact that, in order to reduce the weight and size parameters and 10 efficiency increases, the source is supplied with an additional winding of the throttles, two switching devices, two codensators and a second low-voltage one .-: a rectifier that is connected to the secondary winding of the transformer opposite to the polarity of the first low-voltage rectifier, and its output is connected to the output terminals of the source through the additional winding of the choke, which is connected to the coagulator. but with the winding of the choke, the switching devices are connected to the output of each of the low-voltage rectifiers, and parallel to each of the secondary 25 half-windings of the transformer are included: capacitors

2 Power source from 20

I

with the fact that the transformer is equipped with two additional welding power sources, 30 winding windings to which are connected

diode rectifiers with smoothing filters, to the output of which the power inputs of the KOtviMi devices are connected

holding a high-voltage rectifier connected to the three-phase network, to which the inverter is connected, to the output of which the primary winding is connected1602643

transformer, the secondary semi-windings of which are connected to the first low-voltage rectifier, the output of which is connected to the output terminals of the power source through the winding of the throttles, the control unit, which differs in order to reduce the weight and size indicators and 0 efficiency, the source is supplied with an additional winding of the choke, two switching devices, two co-distributors and the second low-voltage one .-: a rectifier that is connected to the secondary of the first winding of the transformer. low-voltage rectifier, and its output is connected to the output terminals of the source through an additional winding of chokes, which is connected to the winding of the chokes, switching devices are connected to the output of each of the low-voltage rectifiers, and parallel to each of the secondary 5 half-windings of the transformer are included: capacitors

2 Power source from 0

FIG. one