Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом

Реферат: Винахід належить до сфери дугового зварювання змінним струмом, а саме до джерел живлення процесів дугового зварювання зі застосуванням змінного струму. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, до складу якого входять зварювальний трансформатор з однією первинною та кількома, принаймні двома, послідовно і узгоджено з'єднаними вторинними обмотками, одна з яких мас нормальне, а інші або ж інша - розвинене магнітне розсіювання, основний та допоміжний ємнісні реактори, допоміжний індуктивний реактор, силовий фазорегулятор зварювального струму та блок керування. Один вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням з'єднано з одним із виводів допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням, а також через силовий фазорегулятор зварювального струму підключено до однієї обкладинки основного ємнісного реактора. Другий вивід допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням через допоміжний індуктивний реактор підключено до однієї обкладинки допоміжного ємнісного реактора. Ланцюг живлення блока керування UA 114843 C2 (12) UA 114843 C2 підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора або ж його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням, один з виходів блока керування з'єднано з керуючим входом силового фазорегулятора зварювального струму. В джерело живлення додатково введені датчик струму підживлення та датчик зварювального струму, двопозиційний двополюсний комутатор, блок збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів та захисний конденсатор. При цьому вільна обкладинка допоміжного ємнісного реактора через силовий ланцюг датчика струму підживлення з'єднана з вільною обкладинкою основного ємнісного реактора, а також з однією обкладинкою захисного конденсатора і з одним із виводів вторинної обмотки вихідного підвищуючого імпульсного трансформатора блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, інший вивід якої підключено до зварювального електроду. Іншу обкладинку захисного конденсатора підключено до виробу, що зварюється, до якого через силовий ланцюг датчика зварювального струму підключено другий вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням. Один із інформаційних входів блока керування підключено паралельно захисному конденсатору, інші інформаційні входи блока керування з'єднано з інформаційними виходами датчика струму підживлення і датчика зварювального струму відповідно. Інші виходи блока керування підключено до керуючих входів блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів. Ланцюг живлення останнього з'єднано з вихідними полюсами двопозиційного двополюсного комутатора, один вхід якого підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора, а другий паралельно його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням. Керуючий вхід двопозиційного двополюсного комутатора з'єднано з відповідним виходом блока керування. Винахід дозволяє розширити сфери застосування джерела живлення та підвищити якість зварного з'єднання. UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до сфери дугового зварювання змінним струмом, а саме до джерел живлення для дугового зварювання. Завдяки більшим - у порівнянні зі зварюванням постійним струмом - технологічним можливостям і економічності дугове зварювання змінним струмом набуло широкого застосування в багатьох галузях промисловості і будівництва, особливо при зварюванні алюмінію та його сплавів. Проте основним недоліком дугового зварювання змінним струмом є низька стійкість дуги, що пов'язано з її періодичними погасаннями внаслідок деіонізації міжелектродного проміжку, яка виникає при кожній зміні полярності струму дуги, тобто поблизу його нульових значень. Найпоширенішим методом безконтактного первинного збудження дуги у міжелектродному проміжку є його ударна іонізація шляхом електричного пробою цього проміжку високовольтними імпульсами. Ефективність повторних збуджень дуги змінного струму залежить від рівня напруги неробочого ходу зварювального джерела живлення і швидкості змін напруги дуги і зварювального струму поблизу його нульових значень при зміні полярності струму дуги. Оскільки з міркувань електробезпеки рівень напруги неробочого ходу обмежено певним значенням (наприклад, не більше 80 В ефективного значення), яке у більшості важливих випадків менше, ніж значення напруги повторного запалювання дуги (значення амплітуди піку запалювання), то для забезпечення стабільності горіння дуги у міжелектродний проміжок під час існування безструмових пауз поблизу нульових значень струму дуги інжектують імпульси підвищеної напруги. Крім цього, стабільність процесу зварювання змінним струмом залежить й від способу забезпечення безперервності змінного зварювального струму, найпоширенішим методом регулювання якого є застосування тиристорних фазорегуляторів. В зварювальних джерелах змінного струму, до складу яких входять такі фазорегулятори, для заповнення безструмових пауз, що виникають протягом інтервалів непровідності тиристорів, використовується спеціальний ланцюг - ланцюг підживлення дуги, через який протікає струм, мінімально необхідний для стійкого процесу зварювання (струм підживлення). Численними дослідженнями достеменно встановлено, що значення струму підживлення, достатнє для стабільного горіння дуги, складає: (10-15) А для аргогодугового зварювання неплавким електродом алюмінієвих сплавів за наявності імпульсного стабілізатору дуги і напруги неробочого ходу зварювального джерела живлення не менше 70 В, (10-15) А для ручного дугового зварювання електродами з покриттям, (20-30) А для автоматичного зварювання під шаром флюсу. Також експериментально визначено, що енергія високовольтних імпульсів, за допомогою яких здійснюють безконтактне первинне збудження дуги, має бути від 0,02 до 0,5 Дж, а їх амплітуда неробочого ходу залежно від геометрії електродів, складу газового середовища у міжелектродному проміжку та його довжини - від 3,0 до 7,0 кВ з розрахунку (2,02,5) кВ на 1 мм довжини міжелектродного проміжку і від 9,0 до 16,0 кВ при зварюванні у середовищі вуглекислого газу. Енергія імпульсів підвищеної напруги, які інжектуються у міжелектродний проміжок для забезпечення надійних повторних збуджень дуги, має становити щонайменше від 0,04 до 1,2 Дж, а їх амплітуда неробочого ходу в залежності від ступеню залишкової іонізації у міжелектродному проміжку та динамічних властивостей джерела живлення дуги - від 0,6 до 1,5 кВ. В обох випадках важливим є виконання вимог до фази початку генерації імпульсів, яка для процесу первинного збудження дуги має складати (80±5) електр. град., а для процесу повторних збуджень (68-75) електр. град, відносно моментів нульової фази напруги неробочого ходу джерела живлення дуги змінного струму. З огляду на це, найраціональніший напрямок вдосконалення джерел живлення для дугового зварювання змінним струмом полягає в створенні таких зварювальних джерел живлення з плавним регулюванням зварювального струму, в яких, по-перше, здійснюється безперервність струму дуги, по-друге, забезпечується висока швидкість зміни напруги дуги і її струму поблизу його нульових значень, по-третє, наявні ланцюги або пристрої, що можуть формувати високовольтні імпульси для безконтактного первинного збудження дуги та імпульси підвищеної напруги для стабілізації процесу її горіння (такі пристрої отримали назву "збудники стабілізатори"). Відомо джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, до складу якого входять силовий трансформатор з однією первинною та кількома вторинними обмотками, побудований на двох зустрічно - паралельно з'єднаних тиристорах фазорегулятор зварювального струму, струмообмежуючий дросель, пристрій стабілізації горіння дуги, що містить у собі двоспрямований тиристорний ключ і зарядно-розрядний конденсатор, та блок електронного керування, при цьому принаймні дві вторинні обмотки силового трансформатору основна і перша додаткова - з'єднані послідовно і узгоджено, один вивід основної вторинної обмотки силового трансформатору через фазорегулятор зварювального струму підключено до 1 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зварювального електроду, а інший вивід цієї обмотки - до виробу, що зварюється, та до одного виводу другої додаткової вторинної обмотки, інший вивід якої через двоспрямований тиристорний ключ пристрою стабілізації горіння дуги підключено до однієї обкладинки заряднорозрядного конденсатора, іншу обкладинку цього конденсатора з'єднано зі зварювальним електродом, фазорегулятор зварювального струму зашунтовано послідовним з'єднанням першої додаткової вторинної обмотки силового трансформатору і струмообмежуючого дроселя, третю додаткову вторинну обмотку силового трансформатору підключено до входу живлення блока електронного керування, відповідні виходи якого з'єднано з ланцюгами керування фазорегулятора зварювального струму та двоспрямованого тиристорного ключа пристрою стабілізації горіння дуги. [Сварочные источники питания с импульсной стабилизацией горения дуги / Б.Е. Патон, И.И. Заруба, В.В. Дыменко, А.Ф. Шатан. - К.: "Екотехнологія", 2007. - С. 177183.]. Відоме джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом дозволяє зреалізувати переваги фазового регулювання зварювального струму: знизити масу і спростити конструкцію силового трансформатору і всього джерела в цілому, сформувати необхідні для процесу зварювання зовнішні вольт-амперні характеристики, забезпечити стабілізацію режиму зварювання при різних збуреннях, забезпечити можливість програмування і модуляції режиму зварювання. Разом з тим відомому джерелу живлення для дугового зварювання змінним струмом властиві і недоліки, основним серед яких є низька швидкість зміни струму підживлення поблизу його нульових значень, що негативно впливає на тривалість інтервалів деіонізації міжелектродного проміжку при зміні полярності струму дуги і є чинником відповідного зростання значень напруги повторного запалювання дуги. У відомому джерелі живлення принципово унеможливлено здійснення безконтактного первинного збудження дуги, що обмежує сферу застосування відомого джерела, зокрема, при аргонодуговому зварюванні неплавким електродом виробів з алюмінію, інших кольорових металів та їх сплавів. Паралельне підключення виходу пристрою стабілізації горіння дуги до міжелектродного проміжку не тільки вимагає вжиття заходів щодо захисту вторинних ланцюгів відомого джерела від негативного впливу імпульсів підвищеної напруги, які генеруються цим пристроєм, але й примушує завищувати ємність зарядно-розрядного конденсатора або ж напругу його заряду через неминучі втрати енергії на цьому конденсаторі при його розряді (перезаряді), а також через шунтуючу дію вихідного імпедансу відомого джерела. Теоретично обґрунтовано, що одним з ефективних способів підвищення стійкості горіння дуги є побудова зварювальних джерел живлення на основі застосування у їх вторинних контурах індуктивно - ємнісних перетворювачів послідовного типу. Забезпечення достатньо високої стабільності горіння зварювальної дуги при відносно низькій напрузі неробочого ходу джерела живлення у цьому випадку досягається шляхом збільшення швидкості зміни напруги дуги і її струму поблизу його нульових значень за рахунок того, що саме в ці моменти часу напруга на ємності перетворювача сягає свого максимального значення і через це значно полегшуються повторні збудження дуги. [Лебедев В.К., Коротынский А.Е. Дуга переменного тока в цепи с последовательно соединенными индуктивностью и емкостью // Автоматическая сварка. - 1994. - № 12. - С. 47-48.]. Експериментально визначено, що і при ручному дуговому зварюванні електродами з покриттям і при механізованому зварюванні плавким електродом з використанням зварювальних джерел живлення змінного струму з індуктивно - ємнісними перетворювачами у їх вторинних контурах амплітуди піків запалювання дуги або значно зменшуються або відсутні зовсім, при цьому у порівнянні з дуговим зварюванням постійним струмом помітно вдосконалюються службові властивості зварних з'єднань за рахунок покращення структур металу зварного шву та біля шовної зони, в яких, зокрема, зменшується вміст вільного водню. Крім цього, на відміну від тиристорних і інверторних зварювальних джерел живлення, джерела живлення змінного струму з індуктивно-ємнісними перетворювачами у їх вторинних контурах характеризуються набагато більш сприятливими показниками електромагнітної сумісності. Також встановлено, що найбільш значного підвищення стійкості горіння зварювальної дуги змінного струму можна досягти шляхом застосування двоконтурних джерел живлення з індуктивно-ємнісними перетворювачами. Найбільш близьким за технічними вирішеннями до джерела живлення для дугового зварювання змінним струмом, що пропонується, є обране за прототип двоконтурне зварювальне джерело зі змінюваною структурою, до складу якого входять силовий трансформатор з первинною і вторинною обмотками, регулятор напруги, який може бути виконано у вигляді побудованого на двох зустрічно - паралельно з'єднаних тиристорах фазорегулятора зварювального струму, основний та допоміжний ємнісні реактори, електромагнітний елемент з окремим магнітопроводом та двома послідовно й узгоджено 2 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'єднаними обмотками, додатковий двоспрямований ключ і формувач сигналів керування, причому один вивід вторинної обмотки силового трансформатору підключено до одного з виводів першої обмотки електромагнітного елементу і через регулятор напруги до однієї обкладинки основного ємнісного реактора, а інший вивід вторинної обмотки силового трансформатору - до виробу, що зварюється, і до одного силового виводу додаткового двоспрямованого ключа, другий силовий вивід якого підключено до точки з'єднання обмоток електромагнітного елементу, вільний вивід другої обмотки електромагнітного елементу з'єднано з однією обкладинкою допоміжного ємнісного реактора, інші обкладинки основного і допоміжного ємнісних реакторів підключені одна до одної і до зварювального електроду, інформаційний вхід формувача сигналів керування підключено паралельно основному ємнісному реактору, вихід формувача сигналів керування з'єднано з входом керування додаткового двоспрямованого ключа [Коротинський О.Є. Високоефективні джерела живлення для дугового зварювання на основі індуктивно-ємнісних перетворюва. Автореф. дис. докт. техн. наук - К., 2007. - С.15.]. Суттєвими недоліками двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою, що обране за прототип, є обмеження сфери його застосування, недостатня стабільність якості зварних з'єднань і необхідність наявності додаткового двоспрямованого ключа. Обмеження сфери застосування двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою, яке обране за прототип, обумовлене тим, що його побудова не передбачає можливості здійснення ані безконтактного первинного збудження зварювальної дуги, ані стабілізації її горіння імпульсами підвищеної напруги і саме тому таке джерело живлення практично непридатне для зварювання неплавким електродом алюмінію і його сплавів, а також у всіх випадках, коли пік запалювання дуги перевищує максимально можливе (обмежене з огляду на вимоги безпеки) амплітудне значення напруги неробочого ходу двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою. В вибраному за прототип двоконтурному зварювальному джерелі зі змінюваною структурою відсутній зворотний зв'язок за зварювальним струмом, що практично унеможливлює здійснення стабілізації режиму зварювання при різних збуреннях (наприклад, при характерних для ручних способів зварювання коливаннях довжини дуги), а також формування необхідних для процесу зварювання зовнішніх вольт-амперних характеристик і є причиною нестабільності якості зварних з'єднань. Наявність у структурі двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою додаткового двоспрямованого ключа, який є обов'язковим компонентом цього джерела, неминуче викликає деякі статичні і динамічні втрати енергії, а також певні ускладнення формувача сигналів керування та конструкції джерела в цілому та негативно впливає на показники надійності останнього. В основу винаходу поставлена задача розширення сфери застосування, технологічних можливостей та підвищення надійності двоконтурного зварювального джерела живлення змінного струму з індуктивно - ємнісними перетворювачами і стабільності якості зварного з'єднання за рахунок забезпечення можливості стабілізації режиму зварювання при зовнішніх збуреннях та здійснення режимів як первинного, так і повторних збуджень дуги і автоматичної зміни параметрів імпульсів, що інжектуються у міжелектродний проміжок, при переході від одного режиму до іншого, а також шляхом спрощення побудови силової частини джерела живлення. Поставлена задача вирішується тим, що у джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, що містить у собі зварювальний трансформатор з однією первинною та кількома, принаймні двома, послідовно і узгоджено з'єднаними вторинними обмотками, одна з яких має нормальне, а інші або ж інша - розвинене магнітне розсіювання, основний та допоміжний ємнісні реактори, допоміжний індуктивний реактор, силовий фазорегулятор зварювального струму та блок керування, причому один вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням з'єднано з одним із виводів допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням, а також через силовий фазорегулятор зварювального струму підключено до однієї обкладинки основного ємнісного реактора, другий вивід допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням через допоміжний індуктивний реактор підключено до однієї обкладинки допоміжного ємнісного реактора, ланцюг живлення блока керування підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора або ж його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням, один з виходів блока керування з'єднано з керуючим входом силового фазорегулятора зварювального струму, згідно з винаходом, в джерело живлення додатково введені датчик струму підживлення та датчик зварювального струму, двопозиційний 3 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 двополюсний комутатор, блок збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів та захисний конденсатор, при цьому вільна обкладинка допоміжного ємнісного реактора через силовий ланцюг датчика струму підживлення з'єднана з вільною обкладинкою основного ємнісного реактора, а також з однією обкладинкою захисного конденсатора і з одним із виводів вторинної обмотки вихідного підвищуючого імпульсного трансформатора блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, інший вивід якої підключено до зварювального електроду, іншу обкладинку захисного конденсатора підключено до виробу, що зварюється, до якого через силовий ланцюг датчика зварювального струму підключено другий вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, один із інформаційних входів блока керування підключено паралельно захисному конденсатору, інші інформаційні входи блока керування з'єднано з інформаційними виходами датчика струму підживлення і датчика зварювального струму, інші виходи блока керування підключено до керуючих входів блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, ланцюг живлення останнього з'єднано з вихідними полюсами двопозиційного двополюсного комутатора, один вхід якого підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора, а другий - паралельно його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням, керуючий вхід двопозиційного двополюсного комутатора з'єднано з відповідним виходом блока керування. Згідно за п. 2 формули, двопозиційний двополюсний комутатор виконано у вигляді блока оптоелектронних реле змінного струму, при цьому силовий вхід одного оптоелектронного реле підключено до одного виводу первинної обмотки зварювального трансформатора, силовий вхід другого оптоелектронного реле - до іншого виводу цієї обмотки, силовий вхід третього оптоелектронного реле - до одного виводу вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, силовий вхід четвертого оптоелектронного реле - до іншого виводу вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, силові виходи першого і третього оптоелектронних реле з'єднані між собою і утворюють один вихідний полюс двопозиційного двополюсного комутатора, силові виходи другого і четвертого оптоелектронних реле також з'єднані між собою і утворюють другий вихідний полюс двопозиційного двополюсного комутатора, випромінювачі світлодіоди ланцюгів керування першого і другого оптоелектронних реле з'єднані послідовно і утворюють спільне коло, яке підключено до відповідного виходу блока керування джерела живлення, випромінювачі світлодіоди ланцюгів керування третього і четвертого оптоелектронних реле також з'єднані послідовно і утворюють інше спільне коло, яке підключено до іншого відповідного виходу блока керування. Згідно за п. 3 формули, блок збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів виконано у вигляді асинхронного збудника стабілізатора дуги, який містить у собі принаймні вхідний випрямляч, що не регулюється, зарядний пристрій з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги і двоконтурний генератор високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги з підвищуючим вихідним імпульсним трансформатором зі змінним коефіцієнтом трансформації та з двома окремими первинними і однією вторинною обмотками, причому кожний контур генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги складається з послідовного з'єднання зарядного діода, окремого ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, а також керованого ключа з односторонньою або ж двосторонньою провідністю, під'єднаного паралельно послідовному з'єднанню ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, при цьому вільні електроди зарядних діодів з'єднано між собою і підключено до одного з виходів зарядного пристрою з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги, інший вихід цього зарядного пристрою з'єднано з вільними виводами первинних обмоток підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, входи зарядного пристрою підключено до виходів постійного струму вхідного випрямляча, входи змінного струму якого під'єднано до вихідних полюсів двопозиційного двополюсного комутатора, ланцюги контролю напруги заряду окремих ємнісних накопичувачів під'єднано паралельно керованим ключам генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги і підключено до відповідних інформаційних входів блока керування, відповідні керуючі виходи якого з'єднано з керуючими входами ключів генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги. Розширення у порівнянні з прототипом сфери застосування і технологічних можливостей джерела живлення для дугового зварювання змінним струмом досягається тим, що, по-перше, 4 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 за рахунок введення у джерело живлення, яке пропонується, блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів в цьому джерелі живлення забезпечується здатність до здійснення як безконтактного первинного збудження дуги у всьому технологічно обґрунтованому діапазоні довжини міжелектродного проміжку за допомогою високовольтних імпульсів, так і повторних збуджень дуги змінного струму (стабілізацію процесу її горіння) шляхом інжекції у цей проміжок імпульсів підвищеної напруги при зміні полярності струму підживлення. При цьому уникнення негативного впливу високовольтних імпульсів або імпульсів підвищеної напруги на вторинні ланцюги і ланцюги інформаційних та керуючих сигналів джерела живлення, що пропонується, забезпечується за рахунок введення захисного конденсатора. По-друге, за рахунок введення датчика зварювального струму та підключення одного з інформаційних входів блока керування паралельно захисному конденсатору і утворення таким чином контурів зворотного зв'язку за зварювальним струмом та напругою дуги відповідно, джерело живлення, що пропонується, набуває можливість не тільки формувати потрібні для того чи іншого процесу зварювання зовнішні вольт-амперні характеристики джерела живлення, але й забезпечувати стабілізацію параметрів обраного режиму зварювання в умовах зовнішніх збурень. Це надає можливість застосування джерела живлення, що пропонується, у всіх випадках при будь-якому відомому способі дугового зварювання, включно з тими, коли природні значення піку запалювання дуги перевищують максимально можливе амплітудне значення напруги неробочого ходу джерела живлення, у тому числі при зварюванні неплавким електродом у середовищі інертних газів виробів з алюмінію та його сплавів. Підвищення надійності двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою, що обране за прототип, досягається, згідно винаходу, шляхом його конструктивного спрощення та усунення необхідності наявності у його структурі додаткового двоспрямованого ключа, який комутує підключення обмоток електромагнітного елементу. Відповідно до винаходу, підвищення стабільності якості зварних з'єднань при використанні джерела живлення, що пропонується, забезпечується шляхом набуття можливості стабілізації параметрів обраного режиму зварювання в умовах зовнішніх збурень, підвищення стійкості горіння дуги змінного струму і мінімізації вірогідності утворення дефектів, одним з головних чинників яких є ерозія неплавкого зварювального електроду. Це досягається, по-перше, підвищенням при повторних збудженнях дуги точності визначення моментів початку генерації імпульсів, що інжектуються у міжелектродний проміжок, завдяки введенню до джерела живлення, що пропонується, датчика струму підживлення та утворенню в цьому джерелі живлення контуру зворотного зв'язку за напругою дуги, по-друге, автоматичним зменшенням рівня амплітуди імпульсів, що інжектуються у міжелектродний проміжок, при переході від режиму первинного збудження дуги до режиму її повторних збуджень, за рахунок введення до джерела живлення, що пропонується, двопозиційного двополюсного комутатора, керуючі входи якого підключено до відповідних керуючих виходів блока керування. Виконання двопозиційного двополюсного комутатора у вигляді блока оптоелектронних реле змінного струму, керуючі входи якого підключено до відповідних керуючих виходів блока керування, надає можливість з високою швидкодією при переході від режиму первинного збудження дуги до режиму її повторних збуджень і навпаки безконтактно змінювати за сигналами блока керування джерела живлення, що пропонується, рівень напруги заряду окремих ємнісних накопичувачів блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, при цьому забезпечується гальванічна розв'язка між первинною обмоткою зварювального трансформатора і його вторинною обмоткою з нормальним магнітним розсіюванням. Виконання блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів у вигляді асинхронного збудника - стабілізатора дуги, який містить у собі принаймні вхідний випрямляч, що не регулюється, зарядний пристрій з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги і двоконтурний генератор високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги з підвищуючим вихідним імпульсним трансформатором зі змінним коефіцієнтом трансформації та з двома окремими первинними і однією вторинною обмотками, причому кожний контур цього генератора складається з послідовного з'єднання зарядного діода, окремого ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, а також керованого ключа з односторонньою або ж двосторонньою провідністю, під'єднаного паралельно послідовному з'єднанню ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, забезпечує: 5 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можливість здійснення за сигналами блока керування джерела живлення, що пропонується, автоматичної зміни рівнів параметрів вихідних імпульсів при переході від режиму первинного збудження дуги до режиму її повторних збуджень і навпаки за рахунок зміни рівнів напруги заряду та ємності конденсаторів ємнісних накопичувачів і коефіцієнту трансформації підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора; незмінність і постійність рівнів напруги і енергії вихідних імпульсів для кожного з двох можливих режимів функціонування незалежно від фази напруги мережі живлення джерела, що пропонується, чи зварювального струму або струму підживлення. Суть винаходу пояснюють креслення: Фіг. 1 - функціонально-структурна схема джерела живлення для дугового зварювання змінним струмом; Фіг. 2 - функціонально-структурна схема двопозиційного двополюсного комутатора, побудованого на основі оптоелектронних реле змінного струму. Фіг. 3 - функціонально-структурна схема асинхронного збудника - стабілізатора дуги з двоконтурним генератором високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом (Фіг. 1) складається зі зварювального трансформатора 1 з первинною обмоткою 2 та вторинною обмоткою 3 з нормальним магнітним розсіюванням і вторинною обмоткою 4 з розвиненим магнітним розсіюванням, двох ємнісних реакторів 5 та 6 - основного і допоміжного відповідно, допоміжного індуктивного реактора 7, силового фазорегулятора 8 зварювального струму, блока керування 9, датчика 10 струму підживлення, датчика 11 зварювального струму, двопозиційного двополюсного комутатора 12, блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів та захисного конденсатора 14. Вторинні обмотки 3 і 4 зварювального трансформатора 1 з'єднані послідовно і узгоджено. Один вивід обмотки 3 зварювального трансформатора 1 з'єднано з одним виводом обмотки 4 цього трансформатора і через силовий фазорегулятор 8 підключено до однієї з обкладинок основного ємнісного реактора 5, інший вивід обмотки 3 зварювального трансформатора 1 через силовий ланцюг датчика 11 зварювального струму підключено до однієї з обкладинок захисного конденсатора 14 та до виробу 15, що зварюється. Інший вивід обмотки 4 зварювального трансформатора 1 через допоміжний індуктивний реактор 7 підключено до однієї з обкладинок допоміжного ємнісного реактора 6. Іншу обкладинку допоміжного ємнісного реактора 6 через силовий ланцюг датчика 10 струму підживлення підключено до іншої обкладинки основного ємнісного реактора 5, іншої обкладинки захисного конденсатора 14 та до одного з виводів вторинної обмотки вихідного підвищуючого імпульсного трансформатора блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів. Другий вивід вторинної обмотки цього трансформатора з'єднано зі зварювальним електродом 16. Ланцюг живлення блока 9 керування підключено паралельно первинній обмотці 2 зварювального трансформатора 1 або ж його вторинній обмотці 3. Інформаційні виходи датчика 10 струму підживлення і датчика 11 зварювального струму з'єднано з відповідними інформаційними входами блока 9 керування, інший інформаційний вхід якого підключено паралельно до захисного конденсатора 14. Один з керуючих виходів блока 9 керування з'єднано з керуючим входом силового фазорегулятора 8 зварювального струму, другий керуючий вихід цього блока з'єднано з керуючим входом двопозиційного двополюсного комутатора 12, інші керуючі виходи блока 9 керування підключено до керуючих входів блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, ланцюг живлення останнього з'єднано з вихідними полюсами двопозиційного двополюсного комутатора 12, один силовий вхід якого підключено паралельно первинній обмотці 2 зварювального трансформатора 1, а другий паралельно вторинній обмотці 3 цього трансформатора. До складу двопозиційного двополюсного комутатора 12, функціонально-структурна схема якого наведена на Фіг. 2, входять оптоелектронні реле 17…20 змінного струму. Кожне з цих реле складається з виконаного на двох зустрічно - паралельно з'єднаних тиристорах двоспрямованого силового ключа, драйвера - контролера силового ключа та ланцюга керування, який містить у собі випромінюючий світлодіод. Силовий вхід оптоелектронного реле 17 підключено до одного виводу первинної обмотки 2 зварювального трансформатора 1, силовий вхід оптоелектронного реле 18 - до іншого виводу цієї ж обмотки. Випромінюючі світлодіоди оптоелектронних реле 17 і 18 з'єднані послідовно та узгоджено і утворюють спільний ланцюг керування цих реле, який з'єднано з відповідним керуючим виходом блока 9 керування. Силовий вхід оптоелектронного реле 19 підключено до одного виводу вторинної обмотки 3 зварювального трансформатора 1, силовий вхід оптоелектронного реле 20 - до іншого виводу цієї ж обмотки. Випромінюючі світлодіоди оптоелектронних реле 19 і 20 також 6 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'єднані послідовно та узгоджено і утворюють спільний ланцюг керування цих реле, який з'єднано з іншим відповідним керуючим виходом блока 9 керування. Силові виходи оптоелектронних реле 17 і 19 з'єднані між собою і утворюють один вихідний полюс двопозиційного двополюсного комутатора 12, силові виходи оптоелектронних реле 18 і 20 також з'єднані між собою і утворюють інший вихідний полюс цього комутатора. Асинхронний збудник - стабілізатор 13 дуги, функціонально-структурна схема якого наведена на Фіг. 3, містить у собі вхідний випрямляч 21, що не регулюється, зарядний пристрій 22 з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги і двоконтурний генератор 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги з підвищуючим вихідним імпульсним трансформатором 24 зі змінним коефіцієнтом трансформації та з двома окремими первинними обмотками 25 і 26 і однією вторинною обмоткою 27. До складу одного з контурів генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги входять послідовно з'єднані зарядний діод 28, окремий ємнісний накопичувач 29 і окрема первинна обмотка 25 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24, а також керований ключ 30 з односторонньою або ж двосторонньою провідністю, під'єднаний паралельно послідовному з'єднанню ємнісного накопичувача 29 і первинної обмотки 25 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24. До складу іншого контуру генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги входять зарядний діод 31, окремий ємнісний накопичувач 32 і окрема первинна обмотка 26 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24, а також керований ключ 33 з односторонньою або ж двосторонньою провідністю, під'єднаний паралельно послідовному з'єднанню ємнісного накопичувача 32 і первинної обмотки 26 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24. Вільні електроди зарядних діодів 28 і 31 з'єднані між собою і підключені до одного з виходів зарядного пристрою 22 з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги, вільні виводи первинних обмоток 25 і 26 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 теж з'єднані між собою та з другим виходом зарядного пристрою 22. Входи цього пристрою з'єднано з виходами постійного струму вхідного випрямляча 21, що не регулюється, входи змінного струму якого підключено до вихідних полюсів двопозиційного двополюсного комутатора 12. Ланцюги контролю напруги заряду окремих ємнісних накопичувачів 29 і 32 під'єднано паралельно керованим ключам 30 і 33 відповідно генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги і підключено до відповідних інформаційних входів блока керування 9, відповідні керуючі виходи якого з'єднано з керуючими входами ключів 30 і 33 генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги. Опис роботи джерела живлення для дугового зварювання змінним струмом. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, функціонально-структурна схема якого наведена на Фіг. 1, працює наступним чином. На початковій стадії зварювання тиристори силового фазорегулятора 8 зварювального струму вимкнені і напруга неробочого ходу джерела живлення, що пропонується, визначається напругою кола підживлення, до складу якого входять включені послідовно і узгоджено вторинні обмотки 3 та 4 зварювального трансформатора 1, допоміжні індуктивний реактор 7, ємнісний реактор 6 та датчик 10 струму підживлення. Двопозиційний двополюсний комутатор 12 знаходиться у стані, що забезпечує надходження до ланцюга живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів напруги з первинної обмотки 2 зварювального трансформатора 1. Здійснення короткочасного замикання проміжку між зварювальним електродом 16 і виробом 15, що зварюється, при ручному дуговому зварюванні плавким електродом з покриттям або натиснення мікроперемикача, встановленого на пальнику, при зварюванні неплавким електродом у середовищі інертних газів чи напівавтоматичному зварюванні плавким електродом у середовищі захисних газів або натиснення відповідної кнопки системи керування при зварюванні плавким електродом під шаром флюсу викличе формування у блоці 9 керування джерела живлення, що пропонується, сигналу дозволу. Внаслідок цього в моменти часу, що відповідають фазі (80±5) електр. град., напруги мережі змінного струму або напруги неробочого ходу ланцюга підживлення джерела, що пропонується, і визначаються блоком 9 керування за допомогою сигналів зворотного зв'язку за напругою, які надходять на один з його інформаційних входів зі захисного конденсатора 14, з блока 9 керування до одного з керуючих входів блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів будуть надходити сигнали замикання ключа того контуру блока 13, який забезпечує генерацію високовольтних імпульсів. В результаті цього на вторинній обмотці підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, що входить до складу цього блока, сформується високовольтний імпульс, який через захисний конденсатор 14 надходить до проміжку між зварювальним електродом 16 і виробом 15 і 7 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 викликає в ньому іскровий розряд. Це забезпечує ударну іонізацію міжелектродного проміжку і створює умови для збудження в цьому проміжку сталого дугового розряду за допомогою кола підживлення джерела живлення, що пропонується. З моменту появи у міжелектродному проміжку сталого дугового розряду з інформаційного виходу давача 10 струму підживлення до відповідного інформаційного входу блока 9 керування почне надходити сигнал, рівень якого пропорційний струму підживлення, що обумовить формування в блоці 9 керування відповідних керуючих сигналів і надходження цих сигналів до керуючих входів силового фазорегулятора 8 зварювального струму, двопозиційного двополюсного комутатора 12 та блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів. Внаслідок цього відбудуться перемикання двопозиційного двополюсного комутатора 12 у стан, що забезпечує надходження до кола живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів напруги з вторинної обмотки 3 зварювального трансформатора 1 та припинення надходження з блока 9 сигналів вмикання ключа того контуру блока 13, який забезпечує генерацію високовольтних імпульсів. Після цього в моменти часу, що відповідають фазі (68-75) електр. град., відносно нульової фази напруги неробочого ходу джерела живлення, що пропонується, і визначаються блоком 9 керування за допомогою сигналів, що надходять з інформаційного виходу датчика 10 струму підживлення та сигналів зворотного зв'язку за напругою на захисному конденсаторі 14, на відповідний керуючий вхід блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів з блока 9 керування почнуть надходити сигнали вмикання ключа іншого контуру цього блока, тобто контуру, який забезпечує генерацію імпульсів підвищеної напруги. Одночасно з цим згідно з обраним способом зварювання починається виконання його циклу і до керуючого входу силового фазорегулятора 8 зварювального струму з блока 9 керування почнуть надходити сигнали вмикання тиристорів цього фазорегулятора, причому зазначені сигнали є результатом обробки в блоці 9 керування сигналів зворотного зв'язку за струмом, що надходять з інформаційного виходу датчика 11 зварювального струму, сигналів зворотного зв'язку за напругою на захисному конденсаторі 14 та сигналів, що визначають значення параметрів обраного режиму зварювання, тобто значення зварювального струму або напруги на дузі. Це не тільки забезпечує формування потрібних для обраного способу зварювання зовнішніх вольт-амперних характеристик джерела живлення, що пропонується, і стабілізацію параметрів обраного режиму зварювання при виникненні зовнішніх збурень, але й дозволяє здійснювати відповідний до обраного способу зварювання його цикл. Наприклад, при ручному дуговому зварюванні плавким електродом з покриттям початкова стадія процесу у більшості випадків починається з режиму "гарячого старту", а момент завершення процесу зварювання характеризується повним обривом дуги і припиненням протікання через міжелектродний проміжок будь-якого струму. У той же час зварювання неплавким електродом у середовищі інертних газів потребує забезпечення на початковій стадії процесу плавного зростання зварювального струму від рівня струму підживлення до рівня, визначеного обраним режимом зварювання, а на завершальній стадії процесу має забезпечуватись плавне спадіння зварювального струму від рівня, визначеного вибраним режимом зварювання, до нуля, тобто має забезпечуватись "заварювання кратеру". В момент повного завершення процесу зварювання припиниться надходження до відповідних інформаційних входів блока 9 керування сигналів з інформаційних виходів датчика 10 струму підживлення і датчика 11 зварювального струму, на захисному конденсаторі 14 знов встановиться напруга неробочого ходу ланцюга підживлення, у блоці 9 керування припиниться генерація сигналу дозволу і сформується сигнал заборони, що приведе до припинення надходження сигналів до керуючих входів блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів та до надходження до ланцюгів керування двопозиційного двополюсного комутатора 12 сигналів перемикання у стан, що забезпечує надходження до ланцюга живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів напруги з первинної обмотки 2 зварювального трансформатора 1. Після цього джерело живлення, що пропонується, готове до виконання чергового циклу зварювання. При надходженні з одного з керуючих виходів блока 9 керування до спільного керуючого входу оптоелектронних реле 17 і 18 двопозиційного двополюсного комутатора 12, функціонально-структурна схема якого наведена на Фіг. 2, сигналу вмикання випромінюючих світлодіодів цих оптоелектронних реле, з їх відповідних драйверів-контролерів до ланцюгів керування двоспрямованих силових ключів, кожен з яких виконано на двох зустрічно паралельно з'єднаних тиристорах, надійдуть сигнали вмикання тиристорів, внаслідок чого з виходів оптоелектронних реле 17 і 18 до ланцюга живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів буде надходити 8 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 напруга обмотки 2 зварювального трансформатора 1. Після завершення первинного збудження дуги надходження до спільного керуючого входу оптоелектронних реле 17 і 18 сигналу вмикання випромінюючих світлодіодів припиниться, що обумовить вимикання двоспрямованих силових ключів цих реле. В режимі повторних збуджень дуги зі затримкою тривалістю щонайменше один період частоти напруги мережі живлення відносно моменту припинення вмикання випромінюючих світлодіодів оптоелектронних реле 17 і 18 з іншого керуючого виходу блока 9 керування до спільного керуючого входу оптоелектронних реле 19 і 20 двопозиційного двополюсного комутатора 12 почне надходити сигнал вмикання їх випромінюючих світлодіодів, що викличе вмикання двоспрямованих силових ключів вже цих реле, в результаті чого до ланцюга живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів стане надходити напруга обмотки 3 зварювального трансформатора 1. Після завершення циклу зварювання надходження до спільного керуючого входу оптоелектронних реле 19 і 20 сигналу вмикання їх випромінюючих світлодіодів припиняється і зі зазначеною затримкою до спільного керуючого входу оптоелектронних реле 17 і 18 знову почне надходити сигнал вмикання їх випромінюючих світлодіодів, що, в свою чергу, обумовить надходження до ланцюга живлення блока 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів напруги обмотки 2 зварювального трансформатора 1. У блоці 13 збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, виконаному у вигляді асинхронного збудника - стабілізатора дуги, функціонально-структурна схема якого наведена на Фіг. 3, напруга Uвх змінного струму з вихідних полюсів двопозиційного двополюсного комутатора 12 надходить до входів змінного струму випрямляча 21, що не регулюється, де зазнає випрямлення, згладжування та фільтрації. З виходів випрямляча 21 напруга U0 постійного струму надходить до входів зарядного пристрою 22 з незмінним коефіцієнтом k підвищення його вхідної напруги, в якому ця напруга підвищується до рівня kU0, що обумовлює заряд до цього рівня ємнісних накопичувачів 29 та 32 генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги через зарядні діоди 28 та 31 відповідно, при цьому k = (2…5). Контроль рівнів заряду ємнісних накопичувачів 29 та 32 здійснюється за допомогою ланцюгів, підключених паралельно цим накопичувачам і з'єднаних з відповідними інформаційними входами блока 9 керування джерела живлення, що пропонується. По завершенню заряду ємнісних накопичувачів 29 та 32 в кожний півперіод частоти напруги неробочого ходу джерела живлення, що пропонується, в моменти часу, які визначаються блоком 9 керування за допомогою сигналів зворотного зв'язку за напругою на захисному конденсаторі 14, в режимі первинного збудження дуги з відповідного керуючого виходу блока 9 керування до входу керування ключа 30 надходитимуть імпульсні сигнали вмикання цього ключа, що обумовить перезаряд ємнісного накопичувача 29 через первинну обмотку 25 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги. Внаслідок цього на вторинній обмотці 27 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 сформується високовольтний імпульс, який через захисний конденсатор 14 надходить до міжелектродного проміжку і викликає в ньому електричний пробій з наступним утворенням іскрового розряду, що забезпечує ударну іонізацію міжелектродного проміжку і створює умови для збудження в цьому проміжку сталого дугового розряду за допомогою ланцюга підживлення джерела живлення, яке пропонується. Після завершення перезаряду ємнісного накопичувача 29 ключ 30 вимикається і з моменту цього вимикання відновлюється процес заряду ємнісного накопичувача 29. Далі всі процеси заряду та перезаряду цього ємнісного накопичувача і формування високовольтних імпульсів повторюються таким же чином, як наведено вище, при цьому співвідношення числа витків обмоток 25 і 27 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 таке, що забезпечує найбільше значення коефіцієнту трансформації цього трансформатора. З моменту появи у міжелектродному проміжку сталого дугового розряду надходження з блока 9 керування імпульсних сигналів вмикання ключа 30 припиниться і збудник - стабілізатор 13 перейде до функціонування в режимі повторних збуджень дуги, струм якої визначається струмом підживлення. Зі захисного конденсатора 14 та інформаційного виходу давача 10 струму підживлення до відповідних інформаційних входів блока 9 керування джерела живлення, що пропонується, почнуть надходити сигнали зворотного зв'язку за напругою дуги та струмом підживлення відповідно, що обумовить формування відповідних сигналів на керуючих виходах блока 9 керування і надходження цих сигналів до відповідного керуючого входу ключа 33 та керуючого входу двопозиційного двополюсного комутатора 12, на вихідних полюсах якого, а відтак і на входах змінного струму випрямляча 21, встановиться напруга обмотки 3 зварювального трансформатора 1. В кожний півперіод частоти струму підживлення в моменти 9 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 часу, які визначаються блоком 9 керування за допомогою сигналів зворотного зв'язку за напругою на захисному конденсаторі 14 та сигналів зворотного зв'язку за струмом з інформаційного виходу датчика 10 струму підживлення, з відповідного керуючого виходу блока 9 керування до входу керування ключа 33 надходитимуть імпульсні сигнали вмикання цього ключа, що викличе перезаряд ємнісного накопичувача 32 через первинну обмотку 26 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 і формування на його вторинній обмотці 27 імпульсу підвищеної напруги, який через захисний конденсатор 14 надходить до міжелектродного проміжку і створює необхідні умови для повторного збудження дуги. Після завершення перезаряду ємнісного накопичувача 32 ключ 33 вимикається і з моменту цього вимикання відновлюється процес заряду ємнісного накопичувача 33. Далі всі процеси заряду та перезаряду цього ємнісного накопичувача і формування імпульсів підвищеної напруги повторюються таким же чином, як зазначено вище. При випадкових обривах дуги в процесі зварювання двопозиційний двополюсний комутатор 12 і збудник - стабілізатор 13 дуги автоматично перейдуть у режим первинного збудження дуги, а після повторної появи у міжелектродному проміжку сталого дугового розряду знову повернуться до функціонування у режимі повторних збуджень дуги. В момент повного завершення процесу зварювання припиниться і надходження будь-яких сигналів вмикання до керуючих входів ключів 30 і 33. Оскільки при функціонуванні збудника - стабілізатора 13 в режимі повторних збуджень дуги рівень напруги kU0 заряду ємнісних накопичувачів генератора 23 високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги у порівнянні з режимом первинного збудження дуги значно нижчий і визначається виходячи із співвідношення числа витків обмоток 2 і 3 зварювального трансформатора 1, а співвідношення числа витків обмоток 26 і 27 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 таке, що забезпечує найменше значення коефіцієнту трансформації цього трансформатора, то амплітуда сформованих на обмотці 27 підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора 24 імпульсів підвищеної напруги в декілька разів менша за амплітуду високовольтних імпульсів. Крім того, оскільки експериментально визначено, що енергія імпульсів підвищеної напруги має щонайменше в (2…5) разів перевищувати енергію високовольтних імпульсів, то ємність конденсаторів накопичувача 32 має бути суттєво більшою за ємність конденсаторів накопичувача 29. З цього випливає, що тривалість імпульсів підвищеної напруги значно більша, ніж тривалість високовольтних імпульсів. Ознаки, які відрізняють джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, що пропонується, від двоконтурного зварювального джерела зі змінюваною структурою, яке прийнято за прототип, та інших подібних пристроїв аналогічного призначення, існуючих згідно з відомим рівнем техніки, обумовлюють технічний результат, за яким досягається розширення сфери застосування і технологічних можливостей шляхом надання здатності здійснення як безконтактного первинного збудження дуги змінного струму, так і повторних її збуджень у процесі зварювання і можливості формування необхідних для різноманітних способів дугового зварювання зовнішніх вольт-амперних характеристик, стабілізації параметрів вибраного режиму зварювання при виникненні зовнішніх збурень та реалізації циклів зварювання, притаманних вибраним способам дугового зварювання, підвищення стабільності якості зварного з'єднання при зварюванні змінним струмом за рахунок підвищення стійкості дуги змінного струму і мінімізації вірогідності утворення дефектів, одним з головних чинників яких є ерозія неплавкого зварювального електроду. Запропоновані варіанти побудови двопозиційного двополюсного комутатора та блока збудження і стабілізації горіння дуги, які входять до складу джерела живлення для дугового зварювання змінним струмом, що пропонується, забезпечують можливість автоматично й безконтактно змінювати рівні параметрів імпульсів, що інжектуються у міжелектродний проміжок, при переході від режиму первинного збудження дуги до режиму її повторних збуджень і навпаки. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, що містить зварювальний трансформатор з однією первинною та кількома, принаймні двома, послідовно і узгоджено з'єднаними вторинними обмотками, одна з яких має нормальне, а інші або ж інша - розвинене магнітне розсіювання, основний та допоміжний ємнісні реактори, допоміжний індуктивний реактор, силовий фазорегулятор зварювального струму та блок керування, причому один вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням з'єднано з одним із виводів допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням, а також через силовий фазорегулятор зварювального струму підключено до 10 UA 114843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 однієї обкладинки основного ємнісного реактора, другий вивід допоміжної вторинної обмотки з розвиненим магнітним розсіюванням через допоміжний індуктивний реактор підключено до однієї обкладинки допоміжного ємнісного реактора, при цьому ланцюг живлення блока керування підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора або ж його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням, один з виходів блока керування з'єднано з керуючим входом силового фазорегулятора зварювального струму, яке відрізняється тим, що в джерело живлення додатково введені датчик струму підживлення та датчик зварювального струму, двопозиційний двополюсний комутатор, блок збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів та захисний конденсатор, при цьому вільна обкладинка допоміжного ємнісного реактора через силовий ланцюг датчика струму підживлення з'єднана з вільною обкладинкою основного ємнісного реактора, а також з однією обкладинкою захисного конденсатора і з одним із виводів вторинної обмотки вихідного підвищуючого імпульсного трансформатора блоку збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, інший вивід якої підключено до зварювального електроду, іншу обкладинку захисного конденсатора підключено до виробу, що зварюється, до якого через силовий ланцюг датчика зварювального струму підключено другий вивід вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, при цьому один із інформаційних входів блока керування підключено паралельно захисному конденсатору, інші інформаційні входи блока керування з'єднано з інформаційними виходами датчика струму підживлення і датчика зварювального струму відповідно, інші виходи блока керування підключено до керуючих входів блока збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів, причому ланцюг живлення останнього з'єднано з вихідними полюсами двопозиційного двополюсного комутатора, один вхід якого підключено паралельно первинній обмотці зварювального трансформатора, другий - паралельно його вторинній обмотці з нормальним магнітним розсіюванням, а керуючий вхід двопозиційного двополюсного комутатора з'єднано з відповідним виходом блока керування. 2. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом за п. 1, яке відрізняється тим, що двопозиційний двополюсний комутатор виконано у вигляді блока оптоелектронних реле змінного струму, при цьому силовий вхід одного оптоелектронного реле підключено до одного виводу первинної обмотки зварювального трансформатора, силовий вхід другого оптоелектронного реле - до іншого виводу цієї обмотки, силовий вхід третього оптоелектронного реле - до одного виводу вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, силовий вхід четвертого оптоелектронного реле - до іншого виводу вторинної обмотки зварювального трансформатора з нормальним магнітним розсіюванням, силові виходи першого і третього оптоелектронних реле з'єднані між собою і утворюють один вихідний полюс двопозиційного двополюсного комутатора, силові виходи другого і четвертого оптоелектронних реле також з'єднані між собою і утворюють другий вихідний полюс двопозиційного двополюсного комутатора, випромінювачі світлодіоди ланцюгів керування першого і другого оптоелектронних реле з'єднані послідовно і утворюють спільне коло, яке підключено до відповідного виходу блока керування джерела живлення, випромінювачі світлодіоди ланцюгів керування третього і четвертого оптоелектронних реле також з'єднані послідовно і утворюють інше спільне коло, яке підключено до іншого відповідного виходу блока керування. 3. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом за п. 1, яке відрізняється тим, що блок збудження і стабілізації горіння дуги з автоматичним регулюванням параметрів вихідних імпульсів виконано у вигляді асинхронного збудника - стабілізатора дуги, який містить принаймні вхідний випрямляч, що не регулюється, зарядний пристрій з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги і двоконтурний генератор високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги з підвищуючим вихідним імпульсним трансформатором зі змінним коефіцієнтом трансформації та з двома окремими первинними і однією вторинною обмотками, причому кожний контур генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги складається з послідовного з'єднання зарядного діода, окремого ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, а також керованого ключа з односторонньою або ж двосторонньою провідністю, під'єднаного паралельно послідовному з'єднанню ємнісного накопичувача і відповідної первинної обмотки підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, при цьому вільні електроди зарядних діодів з'єднано між собою і підключено до одного з виходів зарядного пристрою з незмінним коефіцієнтом підвищення його вхідної напруги, інший вихід цього зарядного пристрою з'єднано з вільними виводами первинних обмоток підвищуючого вихідного імпульсного трансформатора, 11 UA 114843 C2 5 входи зарядного пристрою підключено до виходів постійного струму вхідного випрямляча, входи змінного струму якого під'єднано до вихідних полюсів двопозиційного двополюсного комутатора, ланцюги контролю напруги заряду окремих ємнісних накопичувачів під'єднано паралельно керованим ключам генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги і підключено до відповідних інформаційних входів блоку керування, відповідні керуючі виходи якого з'єднано з керуючими входами ключів генератора високовольтних імпульсів та імпульсів підвищеної напруги. 12 UA 114843 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13