Пристрій для зварювальня постійним струмом

Пристрій для зварювання постійним струмом, до складу якого входять зварювальний трансформатор, ємнісний накопичувач, мостовий випрямляч, подвоювач напруги холостого ходу, датчик 3 визначається електромеханічними параметрами магнітопроводу зварювального трансформатора. За прототип корисної моделі, що заявляється, прийняте зварювальне джерело живлення постійного струму, до складу якого входять зварювальний трансформатор, ємнісний накопичувач, мостовий випрямляч, подвоювач напруги холостого ходу, датчик струму та зварювальний проміжок, причому первинна обмотка зварювального трансформатора підключена до мережі живлення, його вторинна обмотка через ємнісний накопичувач підключена до АС входів мостового випрямляча напруги, DC виходи мостового випрямляча, паралельно яким підключений подвоювач напруги холостого ходу, підключені до входів зварювального проміжку через датчик струму [Патент Украины UA № 85260 от 18.09.2008, МПК7 В23К9/10, "Зварювальне джерело живлення постійного струму (варіанти)" опубл. 12.01.2009. Бюл. № 1, 2009 р. Авторы: Коротинский А.Е., Скопюк М.И., Кириченко В.В., Охримчук С.В.]. При підключенні цього пристрою до мережі живлення на входах зварювального проміжку, завдяки подвоювачу напруги, встановлюється напруга холостого ходу, величина якої в 2,8 рази перевищує ефективну величину напруги на АС входах мостового випрямляча. Ця напруга, що прикладається безпосередньо до зварювального проміжку, спричиняє, при необхідності, підпал дуги. З початком процесу зварювання, коли в зварювальному проміжку виникає стійка електрична дуга, яка живиться, в основному, від мостового випрямляча, стійкість дуги, при визначеній величині зварювального струму визначається співвідношенням між власною індуктивністю зварювального трансформатора, ємністю та величиною внутрішнього опору ємнісного накопичувача. При цьому, на виході датчика струму формується сигнал, який свідчить про наявність зварювального струму в зварювальному проміжку. Недоліком цього зварювального джерела живлення є зниження якості зварювання з причини відсутності можливості плавної зміни зварювального струму, відповідно до типу і діаметру електрода, та неможливості збільшення номінальної величини зварювального струму вище 150 А. Причиною цих недоліків є те, що стійкість дуги та величина зварювального струму визначаються строго окресленим співвідношенням між власною індуктивністю зварювального трансформатора, ємністю та величиною внутрішнього опору ємнісного накопичувача, яке виконується в обмеженій зоні змін для вищевказаних змінних. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості зварювання з одночасним розширенням функціональних можливостей (розширення номенклатури електродів, по їх діаметрам та типам) та підвищення енергетичної ефективності зварювального джерела живлення постійного струму шляхом удосконалення його конструктивного виконання, зокрема, оснащення джерела другим зварювальним трансформатором, другим мостовим випрямлячем, вхідним силовим ключем та оптимізації зв'язків основних функціональних елементів, що входять до складу зварювального дже 63075 4 рела , в результаті чого досягається, збільшення номінальної величини зварювального струму до 300 А з одночасним забезпеченням можливості вибору величини зварювального струму у відповідності до типу і діаметру електрода, що дає можливість підвищення якості зварювання, та зниження витрат електричної енергії в режимі холостого ходу (підвищення енергетичної ефективності). Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для зварювання постійним струмом, до складу якого входять зварювальний трансформатор, ємнісний накопичувач, мостовий випрямляч, подвоювач напруги холостого ходу, датчик струму та зварювальний проміжок причому первинна обмотка зварювального трансформатора підключена до мережі живлення, його вторинна обмотка через ємнісний накопичувач підключена до АС входів мостового випрямляча напруги, DC виходи мостового випрямляча, паралельно яким підключений подвоювач напруги холостого ходу, підключені до входів зварювального проміжку через датчик струму, згідно з корисною моделлю, введені другий зварювальний трансформатор з регулятором магнітного потоку, первинна обмотка якого підключена до мережі живлення через силовий ключ, а його вторинна обмотка підключена до АС входів другого мостового випрямляча , DC виходи якого підключені паралельно до DC виходів першого мостового випрямляча, а управляючий вхід силового ключа підключений до інформаційного виходу датчика струму. Зазначений вище технічний результат, що забезпечується в процесі роботи запропонованого пристрою для зварювання постійним струмом, обумовлений ознаками, які відрізняють пристрій, що заявляється, від подібних зварювальних джерел, описаних згідно з відомим рівнем техніки, зокрема тих, що описані у корисній моделі як аналог та прототип. Так введення до складу пристрою для зварювання постійним струмом другого зварювального трансформатора з регулятором магнітного потоку та другого мостового випрямляча, DC виходи якого підключені паралельно до DC виходів першого мостового випрямляча забезпечує збільшення номінальної величини зварювального струму до 300 А, за рахунок того, що вихідні струми першого та другого мостових випрямлячів додаються в зварювальному проміжку. Наявність засобів для зміни електромеханічних параметрів магнітопроводу (регулятор магнітного потоку) другого зварювального трансформатора дає можливість вибору величини зварювального струму у відповідності до типу і діаметру електрода, що, в свою чергу, дає можливість підвищити якість зварювання. В свою чергу, підключення первинної обмотки другого зварювального трансформатора через силовий ключ, який замикається тільки при наявності струму в зварювальному проміжку дозволяє виключити витрати електричної енергії другого зварювального трансформатора в режимі холостого ходу, що підвищує енергетичну ефективність зварювального джерела живлення постійного струму в цілому. Таким чином, у порівнянні з відомим джерелом-прототипом зварювальне джерело живлення 5 постійного струму забезпечує підвищення якості зварювання з одночасним розширенням функціональних можливостей (розширення номенклатури електродів по їх діаметрам та типам) та підвищення енергетичної ефективності зварювального джерела живлення постійного струму. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких: на фіг.1 зображена функціональна схема пристрою для зварювання постійним струмом; на фіг.2 зображена діаграма, на якій показані зовнішні характеристики: а) пристрою-прототипу, б) пристрою-аналогу, в) пристрою, який заявляється, та г) вольт-амперна характеристика дугового розряду. Пристрій для зварювання постійним струмом (фіг.1) містить зварювальний трансформатор 1 з первинною обмоткою 2, яка підключена до мережі змінного струму 3 та вторинною обмоткою 4, перший вихід якої підключений до першого входу мостового випрямляча напруги 5 (перший АС вхід), другий вихід вторинної обмотки 3 підключений до одного з виводів ємнісного накопичувача 6 (конденсатора), другий вихід якого підключений до другого входу мостового випрямляча напруги 5 (другий АС вхід). Один з виходів мостового випрямляча 5 (перший DC вихід) підключений до першого входу зварювального проміжку 7, а другий вихід мостового випрямляча 5 (другий DC вихід) підключений до входу датчика струму 8, вихід якого підключений до другого входу зварювального проміжку 7. Вхід подвоювача напруги холостого ходу 9 підключений до першого виходу вторинної обмотки 4, а його виходи - до DC виходів мостового випрямляча 5 паралельно датчику струму 8 та зварювальному проміжку 7, які включені, в свою чергу, послідовно. Другий зварювальний трансформатор 10 з регулятором магнітного потоку, первинна обмотка 11, якого підключена до мережі змінного струму 3 через силовий ключ 12, своєю вторинною обмоткою 13 підключається до АС входів другого мостового випрямляча 14, DC виходи якого, підключені паралельно до DC виходів першого мостового випрямляча 5. Вхід керування силового ключа 12 підключений, відповідно, до інформаційного виходу датчика струму 8. Опис роботи пристрою для зварювання постійним струмом. Функціонування пристрою для зварювання постійним струмом реалізовується в двох режимах - в режимі холостого ходу та режимі зварювання. Режим холостого ходу пристрою для зварювання постійним струмом виникає при підключенні пристрою до мережі змінного струму 3 та при відсутності дугового процесу (струму) в зва 63075 6 рювальному проміжку 7. Відповідно, при цьому відсутній інформаційний сигнал датчика струму 8, силовий ключ 12 розімкнений і на входах зварювального проміжку 7 встановлюється напруга подвоювача напруги холостого ходу 9, яка виконує функцію підпалу дуги (див. зовнішню характеристику фіг.2а), в), в точці, що відповідає нульовому струму в зварювальному проміжку 7. Таким чином, сумарне споживання енергії пристрою для зварювання постійним струмом з мережі змінного струму 3 в режимі холостого ходу визначається виключно струмом холостого ходу зварювального трансформатора 1. Режим зварювання починається з появою дуги (зварювального струму) в зварювальному проміжку 7. При цьому датчик струму 8 формує інформаційний сигнал, який замикає силовий ключ 12. Напруга мережі змінного струму 3 підключається до первинної обмотки 11 другого зварювального трансформатора 10 і струм, випрямлений другим мостовим випрямлячем 14, разом зі струмом першого мостового випрямляча 5 підключається до зварювального проміжку 7 та датчика струму 8, які включені послідовно. В результаті, величина зварювального струму, який протікає через зварювальний проміжок 7 визначається сумарною дією напруг першого 5 та другого 14 мостових випрямлячів. Відповідно зовнішня характеристика пристрою (зображена на фіг.2 суцільною лінією та позначена буквою в)) формується як сума зовнішніх характеристик аналога (фіг.2б)) та прототипу (фіг.2а)). Для порівняння на діаграмі приведена вольт-амперна характеристикою дугового розряду (фіг.2г)). Точки перетину зовнішніх характеристик (фіг.2а), б), в)) з вольт-амперною характеристикою дугового розряду (фіг.2г) окреслюють зону струмів та напруг, при яких реалізується дуговий процес в зварювальному проміжку 7 при зварюванні за допомогою, окремо, аналога, прототипу та заявленого пристрою при певному положенні магнітного шунта другого зварювального трансформатора 10. Таким чином, пристрій для зварювання постійним струмом, у порівнянні з відомим джереломпрототипом, дозволяє, при всіх інших рівних умовах, за рахунок збільшення номінальної величини зварювального струму в два рази з одночасним забезпеченням можливості вибору величини зварювального струму у відповідності до типу і діаметру електроду, розширити область функціонування пристрою, підвищити якість зварювання і, за рахунок зменшення струму живлення в режимі холостого ходу, зменшити витрати електричної енергії при виконанні зварювальних робіт з використанням пристрою, що заявляється. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 63075 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601