Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Резонансне зварювальне джерело змінного струму, до складу якого входить зварювальний понижуючий трансформатор, первинна обмотка якого підключена, через вхідний ключ, до мережі живлення, вторинна обмотка разом з послідовно підключеним конденсатором, який є, за сумісництвом, ємнісним датчиком струму та зварювальним проміжком, утворюють зварювальне коло; блок керування, перший вхід якого під'єднано до виходу ємнісного датчика струму (конденсатора), а перший вихід - до керуючого входу вхідного ключа, яке відрізняється тим, що додатково введено генератор підвищеної частоти, вихід якого під'єднано до входу другого ключа, вихід якого під'єднаний до індуктивного реактора, а керуючий вхід - до другого виходу блока керування; вихід індуктивного реактора підключений через другий конденсатор до входу зварювального проміжку таким чином, що генератор підвищеної частоти, другий ключ, індуктивний реактор, конденсатор та зварювальний проміжок утворюють електричне коло підпалу дуги, другий датчик струму, який зв'язаний трансформаторним зв'язком з індуктивним реактором, має вихід, який підключений до другого входу блока керування.

Текст

Резонансне зварювальне джерело змінного струму, до складу якого входить зварювальний понижуючий трансформатор, первинна обмотка якого підключена, через вхідний ключ, до мережі живлення, вторинна обмотка разом з послідовно підключеним конденсатором, який є, за сумісництвом, ємнісним датчиком струму та зварювальним проміжком, утворюють зварювальне коло; блок 3 Напруга через замкнутий вхідний ключ надходить до первинної обмотки зварювального понижуючого трансформатора. Напруга з виходу вторинної обмотки надходить через конденсатор, встановлюючи на входах зварювального проміжку напругу холостого ходу. Ця напруга використовується в якості напруги підпалу електричної дуги. Процес зварювання починається з моменту виникнення електричної дуги в зварювальному проміжку та продовжується до тих пір, поки існує дуга. Недоліком джерела-прототипу є низька якість зварювання причиною, якої, є низька стабільність початкового та повторних підпалів дуги (в моменти переходу зварювального струму через нуль). В основу корисної моделі, що пропонується, поставлена задача підвищення якості зварювання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в резонансне зварювальне джерело змінного струму, до складу якого входить зварювальний понижуючий трансформатор, первинна обмотка якого підключена, через вхідний ключ, до мережі живлення, вторинна обмотка разом з послідовно підключеним конденсатором, який є, за сумісництвом, ємнісним датчиком струму та зварювальним проміжком утворюють зварювальне коло; блок керування, перший вхід якого під'єднано до виходу ємнісного датчика струму (конденсатора), а перший вихід - до керуючого входу вхідного ключа, згідно винаходу введені генератор підвищеної частоти, вихід якого під'єднано до входу другого ключа вихід якого під'єднаний до індуктивного реактору, а керуючий вхід - до другого виходу блоку керування; вихід індуктивного реактору підключений через другий конденсатор до входу зварювального проміжку таким чином, що генератор підвищеної частоти, другий ключ, індуктивний реактор, конденсатор та зварювальний проміжок утворюють електричне коло підпалу дуги. Другий датчик струму, який зв'язаний трансформаторним зв'язком з індуктивним реактором має вихід, який підключений до другого входу блоку керування. У корисній моделі, що пропонується зварювальний процес (плавлення металу та формування як зварювальної ванни так і зварного з'єднання в цілому) виконується в межах зварювального кола, а початковий та повторні підпали дуги на змінному струмі (в моменти переходу зварювального струму через нуль) - кола підпалу дуги, причому, коло підпалу функціонує на підвищеній частоті. Сприятливий вплив високої частоти на стабільність підпалу дуги пов'язаний з підвищеною швидкістю наростання та спаду напруги змінного струму знижує, за рахунок часового параметру, ступінь рекомбінації носіїв заряду в дуговому проміжку. Крім того коло підпалу містить індуктивний реактор та конденсатор. При відповідному виборі величин ємності та індуктивності в колі підпалу (змінного струму) можливе виникнення явища резонансу, що приводить до зростання напруги на входах зварювального проміжку, у порівнянні з величиною на виході генератора підвищеної частоти, причому, чим вища частота, тим більший, при інших рівних умовах, коефіцієнт підвищення. Тим самим, потужність підпалу, що пропорційна квадрату напруги, 43178 4 підвищується, а сам підпал стає надійнішим та стабільнішим. Зазначений вище технічний результат, який забезпечується в процесі роботи запропонованого варіанту зварювального джерела живлення змінного струму, обумовлений ознаками, які відрізняють цей варіант, за сумою ознак від подібних зварювальних джерел, описаних згідно відомого рівня техніки, зокрема, описаного у винаході як за прототип. Запропонований пристрій пояснюють наведені креслення, де: на Фіг.1 зображена функціональна схема резонансного зварювального джерела змінного струму; на Фіг.2 зображено амплітуди та форми сигналів як функції часу на входах та виходах деяких блоків зварювального джерела живлення змінного струму. Згідно корисної моделі зварювальне джерело живлення змінного струму містить зварювальний понижуючий трансформатор 1 з первинною обмоткою 2 та вторинною обмоткою 3, причому первинна обгортка 2 під'єднана до мережі живлення 4 через вхідний ключ 5. До керуючого входу вхідного ключа 5 підключено перший вихід блоку керування 6, другий вихід блоку керування 6 підключено до керуючого входу другого ключа 7, вхід якого підключено до генератора підвищеної частоти 8, а вихід - до індуктивного реактора 9. Перший вхід блоку керування 6 підключено до виходу ємнісного датчика струму 10, а другий до виходу індуктивного датчика струму 11, який зв'язаний з індуктивним реактором трансформаторним зв'язком, причому вторинна обмотка 3 зварювального понижуючого трансформатора 1, ємнісний датчик струму 10 та зварювальний проміжок 12 утворюють зварювальне коло, а послідовно з'єднані генератор підвищеної частоти 8, другий ключ 7, індуктивний реактор 9 та конденсатор 13 підключені до зварювального проміжку 12 і утворюють коло підпалу дуги. На Фіг.2 показані: - а) форма сигналу на управляючому вході вхідного ключа 5; - б) форма сигналу на управляючому вході другого ключа 7; - в) форма та амплітуди напруги підпалу на виході конденсатора 13 при відсутності струму в зварювальному колі; - г) форма та амплітуди зварювальної напруги на виході ємнісного датчика струму 10 при відсутності струму в колі підпалу; - д) форма напруги на ємнісному датчику струму 10; - е) сумарна напруга на входах зварювального проміжку 12 при реальному зварюванні; - t0 - момент підключення зварювального джерела живлення змінного струму до мережі живлення; - t1 - початок процесу зварювання. Опис роботи джерела, що заявляється. В початковому стані, а саме, в момент часу t0 ввімкнення зварювального джерела живлення змінного струму до мережі живлення 4 та при відсутності зварювальної дуги в зварювальному про 5 міжку 12, вхідний ключ 5 розімкнено (сигнал а) на Фіг.2), а другий ключ 7 - замкнено (сигнал б) на Фіг.2). Генератор підвищеної частоти 8 через замкнутий другий ключ 7, індуктивний реактор 9 та конденсатор 13 утворює на зварювальному проміжку 12 деяку напругу (сигнал в) на Фіг.2), величина якої визначає умови, при яких спрацьовують елементи блоку керування 6. Замикання зварювального проміжку 12 (момент часу t1) і поява в ньому зварювальної дуги призводить до падіння напруги на індуктивному реакторі 9 і появі сигналу на виході індуктивного датчика струму 11. Конденсатор 13 введено до джерела з метою підвищення надійності підпалу дуги, так як індуктивний реактор 9 та конденсатор 13 разом із зварювальним проміжком 12 утворюють резонансну систему, в якій діюча напруга на зварювальному проміжку 12 підвищується порівняно з напругою на виході генератора підвищеної частоти 8 в Q разів, де Q є добротність резонансної системи. Це явище дозволяє вибирати безпечну напругу холостого ходу, без погіршення умов підпалу дуги. Поява сигналу з індуктивного датчику струму 11 на другому вході блоку керування 6 приводить до того, що замикається вхідний ключ 5 (сигнал а) на Фіг.2). До зварювального проміжку 12, в якому вже горить дуга, підключається потужне джерело зварювального струму від зварювального трансформатора 3 (сигнал г) на Фіг.2). Зварювальний струм переходить через ємнісний датчик струму 43178 6 10 і на його виході з'являється сигнал (сигнал д) на Фіг.2), що приходить на перший вхід блоку керування 6 та змінює його стан, що призводить до розмикання другого ключа 7. Короткотермінові перерви в дуговому проміжку 12 призводять до підвищення напруги на виході ємнісного датчика струму 10. В ці моменти сигнал блоку керування 6 замикає другий ключ 7. Напруга підвищеної частоти з виходу генератора підвищеної частоти 8 виконає стабілізуючу функцію (полегшує повторний підпал дуги). Сумарна напруга на зварювальному проміжку 12 показана на Фіг.2 е). При припиненні зварювання джерело повертається до початкового стану, який описано вище. Таким чином, введення додаткового, включеного паралельно основному, резонансного кола, яке складається з генератора підвищеної частоти, другого ключа, індуктивного реактора, конденсатора та індуктивного датчика струму дозволяє забезпечити стабільний підпал дуги та її стабілізацію при повторних підпалах, що дозволяє зменшити напругу холостого ходу до безпечного рівня, поліпшити енергетичну ефективність зварювального джерела живлення змінного струму за рахунок зменшення напруги холостого ходу в зварювальному колі та забезпечити необхідну для якісного зварювання безперервність дугового процесу за рахунок резонансних ефектів в зварювальних колах. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 43178 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Resonance ac welder

Автори англійською

Korotynskyi Oleksandr Yevtykhiiovych, Vertetska Iryna Volodymyrivna, Skopiuk Mykhailo Ivanovych

Назва патенту російською

Резонансный сварочный источник переменного тока

Автори російською

Коротинский Александр Евтихиевич, Вертецкая Ирина Владимировна, Скопюк Михаил Иванович

МПК / Мітки

МПК: B23K 9/00

Мітки: джерело, резонансне, живлення, струму, зварювальне, змінного

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-43178-rezonansne-zvaryuvalne-dzherelo-zhivlennya-zminnogo-strumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Резонансне зварювальне джерело живлення змінного струму</a>

Подібні патенти