Перетворювач універсальний мобільний зварювальний

1. Перетворювач універсальний мобільний зварювальний, що містить джерело енергії обертального руху, переважно двигун транспортного засобу, кінематично зв'язаний з двохобмотувальним генератором змінного струму з випрямлячем, щонайменше один автономний випрямляч змінного струму в постійний струм і електрично сполучений з ними блок управління з виводами для підключення навантажень і акумулятор, який відрізняється тим, що він забезпечений модулем регулювання струму зварювання, виконаним у вигляді двох регуляторів із загальним задатчиком і перемикачем вибору способу регулювання струму зварювання, один з яких - регулятор струму по частоті, а інший - регулятор струму по збудженню генератора, причому регулятор струму по частоті додатково забезпечений блоком для завдання і підтримки величини зварювального струму шляхом дії на регулюючий орган частоти обертання двигуна транспортного засобу за допомогою виконавчого електричного приводу. 2. Перетворювач за п. 1, який відрізняється тим, що він забезпечений перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти 50/60 Гц однофазного струму напругою 110/220 В або трифазного струму напругою 380 В. 3. Перетворювач за п. 1, який відрізняється тим, що він забезпечений модулем для перемикання роду робіт генератора в режимі зварювання або в режимі автономної роботи транспортного засобу, причому вхід-вихід згаданого модуля електрично сполучений з акумулятором, генератором, блоком управління і перемикачем роду робіт. 4. Перетворювач за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що він забезпечений додатковим перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти 50/60 Гц однофазного струму напругою 110/220 В або трифазного струму напругою 380 В. Корисна модель відноситься до технології малої енергетики до виробництва вироблення електроенергії від генератора змінного струму, переважно транспортного засобу, з приводом від двигуна внутрішнього згоряння або іншого джерела обертального руху. Відомий перетворювач універсальний мобільний зварювальний у вигляді автомобільного зварювального агрегату, що містить трифазний генератор змінного струму із зовнішнім збудження і діодним випрямлячем, який підключений через контакти комутатора до регулятора напруги заряду акумулятора до клем електротримача і живлення електроінструменту, при цьому випрямляч трифазного генератора підключений до буферного конденсатора і обмежувача напруги, що складається з газорозрядного індикатора, який через конденсатор сполучений з управляючим електродом напівпровідникового ключа, включеного між випрямлячем генератора і акумулятором, який через змінний резистор підключений до регулятора на пруги заряду і до обмотки збудження генератора, а через контакти комутатора акумулятор сполучений з анодом діода, підключеного катодом до випрямляча генератора, клемі електротримача і до іншого контакту комутатора. [1] Відомий пристрій дозволяє збільшити діапазон зварювальних струмів і час виконання зварювальних робіт. Недолік відомого пристрою полягає в обмеженні можливостей перетворювача зварювального при поєднанні його роботи в режимі зварювання і роботи з іншим електроінструментом в режимі 220В та/або 380В. Відомий перетворювач універсальний мобільний зварювальний, прийнятий як прототип, що включає джерело енергії обертального руху, переважно двигун транспортного засобу, кінематичне зв'язаний з двохобмотувальним генератором змінного струму з випрямлячем, щонайменше, один автономний випрямляч змінного струму в постійний струм і електрично сполучений з ними блок т О) 9944 управління з виводами для підключення навантажень і акумулятор. [2] Недолік прототипу так само як і відомого пристрою полягає в обмеженні можливостей перетворювача зварювального при поєднання його роботи в режимі зварювання і роботи з іншим електроінструментом в режимі 220В та/або 380В промислової' частоти 50/бОГц. Крім того, прототип має обмежену нагоду при використовуванні його для роботи як генератор подвійного застосування в режимі зварювання, що приводить до глибокої розрядки акумулятора транспортного засобу при тривалій роботі, неконтрольованою напругою в режимі зарядки акумуляторів, що приводить до вибуху останніх. Обов'язкова необхідність використовування блоку управління в активному режимі при використовуванні генератора у складі електроустаткуванні транспортного засобу. В основу корисної моделі поставлена задача розширення технологічних можливостей перетворювача зварювального, за рахунок поєднання його роботи в режимі зварювання і роботи з іншим електроінструментом в режимі 220В та/або 380В промислової' частоти 50/ЄОГц. Поставлена мета досягається тим, що перетворювач універсальний мобільний зварювальний, що включає джерело енергії обертального руху, переважно двигун транспортного засобу, кінематично зв'язаний з двохобмотувальним генератором змінного струму з випрямлячем, щонайменше, один автономний випрямляч змінного струму в постійний струм і електрично сполучений з ними блок управління з висновками для підключення навантажень і акумулятор, згідно корисної моделі, забезпечений модулем 5 регулювання струму зварювання, виконаним у вигляді двох регуляторів із загальним задатчиком і перемикачем вибору способу регулювання струму зварювання, один з яких - регулятор струму по частоті, а інший - регулятор струму по збудженню генератора, причому регулятор струму 8 по частоті додатково забезпечений блоком для завдання І підтримки величини зварювального струму шляхом дії на регулюючий орган частоти обертання двигуна транспортного засобу за допомогою виконавчого електричного привода електричного сервопривода. Технологічно, щоб перетворювач би був забезпечений додатковим перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти 50/бОГц однофазного струму напругою 110/220В або трифазного струму напругою 380В. Конструктивно, щоб перетворювач би був забезпечений модулем для перемикання роду робіт генератора в режимі зварювання або в режимі автономної роботи транспортного засобу, причому вхід-вихід згаданого модуля електричне сполучений з акумулятором, генератором, блоком управління і перемикачем роду робіт. Бажано, щоб перетворювач був би забезпечений додатковим перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти 50/бОГц однофазного струму напругою 1107220В або трифазного струму напругою 380В. Корисна модель пояснюється кресленням, де Фіг.1 - перетворювач забезпечений модулем регулювання струму зварювання; Фіг.2 - перетворювач забезпечений перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти; Фіг.З - перетворювач забезпечений модулем для перемикання роду робіт генератора в режимі зварювання або в режимі автономної роботи транспортного засобу; Фіг.4 - перетворювач забезпечений перетворювачем постійного струму в змінний струм промислової частоти. Перетворювач універсальний мобільний зварювальний працює на прикладі електрозварювання наступним шляхом. Від джерела 1 енергії обертального руху, переважно двигуна транспортного засобу (ДВС) кінематика руху передається двохобмотувальному генератору 2 змінні струми з випрямлячем використовується для живлення ланцюга зварювання. Двохобмотувальний генератор 2 є електричною трифазною машиною змінного струму з випрямлячем, пов'язаної з однією з обмоток служить для вироблення струму напругою відповідною 24-70В випрямленого струму зварювання до 150А. Перетворювач містить блок управління 3, акумулятор 4, регуляторстабілізатор 5. Інша обмотка генератора 2 через встановлений в блоці управління 3 автономний випрямляч 6 служить для отримання випрямленого струму напругою 110/220В, що використовується для живлення периферійного електроінструменту ручного користування, освітлювального устаткування і т.п.. Сумарна встановлена потужність генератора складає 4кВт. Збудження генератора здійснюють від регул ятора-стабіл і затора 5, що входить в блок управління 3, який здійснює функцію активного управління роботою генератора 2 у всіх режимах роботи генератора 2. В режимі роботи генератора 2 для отримання постійного струму напругою 110/220В він виконує функцію стабілізатора вихідної напруги за рахунок негативного зворотного зв'язку по напрузі, а так само захист генератора 2 І випрямляча 6 від струмів перевантаження і короткого замикання в ланцюзі напруги 110/220В. Стабілізацію струму зварювання по ланцюгу 70В здійснюють опосередковано через магнітний потік генератора 2 за рахунок роботи регулятора-стабілізатора 5 постійної напруги в ланцюзі 11Q/220B так, щоб зміна навантаження в ланцюзі напруги відповідного 24-70В або в ланцюзі напруги 110/220В приводить в дію систему негативного зворотного зв'язку. Регулятор-стабілізатор 5 забезпечений гальванічною розв'язкою, наприклад, шляхом використовування оптотранзистора в ланцюзі напруги 110/220В і в ланцюзі живлення регулятора-стабілізатора 5 від ланцюга напруги відповідного 24-70В шляхом використовування розділового трансформатора і ланцюгів живлених від акумулятора 4. В режимі роботи генератора 2 для отримання постійного струму зварювання 24-70В регуляторстабілізатор 5 здійснює живлення обмотки збудження генератора 2 стабілізованою напругою встановлюваним задатчиком 7 зварювального струму. Для захисту генератора 2 від струму по ланцюгу зварювання регулятором - стабілізатором 5 здійснюють відключення перетворювача при пониженні зварювальної напруги в ланцюзі зварю 9944 вання нижче встановленого значення, викликаного тривалим струмом короткого замикання у разі "залипання" зварювального електроду. Перетворювач універсальний мобільний зварювальний забезпечений модулем 8 регулювання струму зварювання, виконаним у вигляді двох регуляторів із загальним задатчиком 7 і перемикачем 9 вибору способу регулювання струму зварювання, один з яких - регулятор струму 10 по частоті, а інший регулятор струму 11 по збудженню генератора. Регулятор струму 10 по частоті підключений через гальванічне розв'язуючий пристрій, наприклад, оптопару з двома фазами високовольтної обмотки генератора 2, напруга якої виконує функцію датчика частоти обертання генератора 2, а його вихід сполучений з виконавчим електричним сервоприводом 12, який впливає заданим чином на регулюючий орган частоти обертання двигуна 1 транспортного засобу і пов'язаного з ним генератора 2, утворюючи таким чином систему автоматичного регулювання зварювального струму, який використовується у разі, коли потужність джерела енергії 1 обертального руху порівнянна або не набагато перевищує потужність пов'язаного з ним генератора 2. Такий конструктив дозволяє оптимізувати роботу джерела енергії 1 обертального руху ДВС. Регулятор струму П зварювання збудженням генератора переважний у випадках, коли потужність джерела енергії 1 обертального руху перевищує в 10 і більш раз потужність генератора 2, зміна навантаження якого від холостого ходу та номінальної викликає трохи зміну частоти обертання ДВС І відповідно струму зварювання. Регулятор струму 11 зварювання збудженням генератора 2 сполучений з регулятором-стабілізатором 5 і за рахунок зміни струму збудження генератора 2 здійснюють регулювання струму зварювання за допомогою задатчика струму 7. Вибір способу регулювання струму зварювання здійснюють за допомогою підключення задатчика 7 через перемикач 9 до одного або іншого регулятора струму 10, 11. Перетворювач по Фіг.2 може бути забезпечений додатковим перетворювачем постійного струму 13 в змінний струм промислової частоти 50/бОГц однофазного струму напругою 110/220В та/або перетворювачем постійного струму 14 в змінний струм промислової частоти трифазного струму напругою 380В. Робота перетворювача 13 при такому конструктиві характеризується тим, що перетворювач 13 постійної напруги в змінну напругу містить однофазне транзисторне інвертування, вихідний фільтр і схему управління. Форма вхідної напруги при цьому синусоїдальна, частотою 50/60Гц. Коефіцієнт гармонік не більше 5%. Вихідна потужність 3,7кВт. Даний конструктив використовується переважно для споживачів електричної енергії різного роду електроінструменту, телеапаратури, освітлювальної арматури і ін. Трифазний перетворювач 14 постійної напруги в трифазну змінну напругу містить трифазне транзисторне інвертування, вихідний фільтр і схему управління. Форма вхідної напруги перетворювача синусоїдальна з коефіцієнтом гармонік не більше 5%, частотою 50/60Гц. Вихідна потужність 3,7кВт. Даний конструктив використовують переважно для живлення симетричних навантажень трифазного змінного струму, наприклад, електрорухомих установок, деревообробних верстатів і т.п. Робота перетворювача при такому конструктиві характеризується тим, що дозволяє розширити можливості використовування всього пристрою перетворювача для широкого класу споживачів взагалі. Перетворювач по Фіг.З може бути забезпечений модулем 15 для перемикання роду робіт генератора 2 в режимі зварювання або в режимі автономної роботи транспортного засобу, причому вхід-вихід згаданого модуля 15 електричне сполучений з акумулятором 4, генератором 2, блоком управління 3 і перемикачем 16 роду робіт. Робота перетворювача при такому конструктиві характеризується тим, що застосування модуля 15 дозволяє використовувати генератор 2 замість штатного генератора транспортного засобу. Модуль 15 складається з комутуючого пристрою, першого стабілізатора напруги і другого стабілізатора напруги, що виконує функцію зарядного пристрою. Робота модуля 15 полягає у відключенні генератора 2 від акумулятора 4 при роботі в режимі зварювання. При цьому, з метою компенсації витрат електричної енергії акумулятора 4 він підключається через другий стабілізатор до генератора 2 і у свою чергу перший стабілізатор напруги відключається. Збудження генератора 2 здійснюють від регулятора-стабілізатора 5. Управління комутуючим пристроєм здійснюють перемикачем 16 роду робіт блоку управління 3, при цьому у відключеному положенні перемикача 16 модуль 15 перемикає генератор 2 для робіт у складі електроустаткуванні транспортного засобу. В даному режимі надається можливість контрольованої зарядки акумуляторів сторонніх споживачів напругою бортової сіті струмом до 150А, наприклад, для закладу автомобіля, живлення інших навантажень підключених до кубел зварювання-зарядка блоку управління. Можливо відключення і зняття блоку управління 3 у випадках, якщо генератор 2 не використовують для проведення зварювальних робіт і вироблення електроенергії для автономного споживача. Перетворювач в конструктиві по Фіг.З, 4 може бути забезпечений додатковими перетворювачами 13,14 постійного струму в змінний струм промислової частоти 50/бОГц однофазного струму напругою 110/220В або трифазного струму напругою 380В. Робота перетворювача 13 при такому конструктиві характеризується тим, що перетворювач 13 постійної напруги в змінну напругу містить однофазне транзисторне Інвертування, фільтр і схему управління. Форма вхідної напруги при цьому синусоїдальна, частотою 50/бОГц. Коефіцієнт гармонік не більше 5%. Вихідна потужність 3,7кВт. Даний конструктив використовується переважно для споживачів електричної енергії різного роду електроінструменту, телеапаратури, освітлювальної арматури і ш. Трифазний перетворювач 14 постійної напруги в трифазну змінну напругу містить трифазне транзисторне інвертування, вхідний фільтр і схему 9944 управління. Форма вхідної напруги перетворювача 14 синусоїдальна з коефіцієнтом гармонік не більше 5%, частотою 50/60Гц. Вихідна потужність 3,7кВт. Даний конструктив використовують переважно для живлення симетричних навантажень трифазного змінного струму, наприклад, електрорухомих установок, деревообробних верстатів і т.п. Генератор 2 подвійного застосування по Фіг.З, 4 може складатися з трифазного двохоб моту вального генератора змінного струму. Перша обмотка використовується для отримання випрямленої напруги 12/24В за допомогою встановленого в ньому трифазного мостового випрямляча вихідною потужністю 4кВт, призначеного для отримання спільно з регулятором напруги І акумулятором 4 випрямлені стабілізовані напруги 12/24В при використовуванні для зарядки сторонніх акумуляторів, живлення бортової сіті транспортного засобу, зовнішніх споживачів електроенергії, а так само отримання випрямленої постійної' напруги 26-70В, що використовується для зварювання. Друга обмотка - високовольтна служить для отримання змінної трифазної напруги, яка використовується спільно Із зовнішнім мостовим випрям 8 пячем для отримання постійної напруги 110/220В призначеного для живлення електроінструменту, освітлювального устаткування і т.п. споживачів з вихідною потужністю в межах 4кВт. Використання генератора 2 як джерела струму для бортової сіті транспортного засобу або дпя потреб зварювання здійснюється за допомогою змонтованого в модулі 15 комутуючого пристрою, за допомогою якого проводиться необхідне з'єднання електричних ланцюгів, підключення ланцюга збудження генератора 2 для управління блоком управління 3 в режимі зварювання і зарядного пристрою для заряджання акумулятора 4 з метою компенсації витрат електричної енергії' акумулятора 4, щоб уникнути його глибокої розрядки при тривалій роботі в режимі зварювання. Як джерело струму для бортової сіті транспортного засобу генератор 2 використовують згідно схеми електричного живлення транспортного засобу і живлення зовнішніх споживачів. Приклад конкретного виконання модифікації перетворювача універсального, що використовується в режимі зварювання. Основні параметри перетворювача відповідають вказаним в таблиці 1. Таблиця 1 Найменування параметра 1. Перетворювач універсальний в режимі зварювання 1.1 Номінальний зварювальний струм. А, не менше 1.2 Номінальна робоча напруга. В, не менше 1.3 Вихідна потужність, кВт 1.4 Якнайменший зварювальний струм. А, не менше 1.5 Напруга холостого ходу. В, не більш 1.6 Номінальна тривалість циклу зварювання, мін. 1.7 Номінальна відносна тривалість навантаження, ПН% 2. Перетворювач універсальний в режимі роботи електроінструменту і зварювання 2.1 Вихідна потужність всіх споживачів, кВт 2.2 Вихідна напруга постійного струму, В 2.3 Максимальний струм споживання. А, не біпьш 2.4 Напруга холостого ходу зварювання, В 2.5 Зварювальний струм. А, не менше 2.6 Час виключення перетворювача при короткому замиканні на виході, сек. 2.7 Напруга заряджання акумуляторних батарей, В 3. Генератор 3.1 Потужність, кВт 3.2 Номінальна напруга постійного струму, В 3.3 Номінальна частота обертання, об/хвил. __ Таким чином заявлена корисна модель, що підтверджує таблиця 1 конкретного її виконання, вирішує задачу розширення технопогічних можливостей перетворювача зварювапьного в порівнянні з відомими аналогами, за рахунок поєднання його роботи в режимі зварювання і роботи з іншим електроінструментом в режимі 220В та/або 380В промислової частоти 50/60Гц. Корисна модель проходить промислову апробацію на підприємствах, які використовують Норма 150 28 4 50 76 5 100 4 110/220 18 43-46 150 0,5-3 12/24 4 220±10% 7500 автотранспортну техніку як мобіпьні джерела електроенергії для зварювальних робіт І живлення переносного електроінструменту і інших споживачів згідно технічних характеристик даного перетворювача в Білорусі і СНД. Джерело інформації. 1. SU 1814600 A3 В23КЭ/00, 9/10 БІ №17, 07.05.93. 2. W99/61193, В23К9/00, 9/10, 02.12.1999. 9944 10 J* Сврео двигун Двигун Z А Г 70В DC Зварювання "енерзтар 5 стабиійагтїор - 0 — ^2208 DC -Q— і Єлектро Випрямляч Г Н \— Акумулятор і інструмент Л11 Резулягеср струму по збудженню гвн&ритора Регулятор струму по частоті БУ Перемикач І і _ Задатчик струму __J І Фіг. 1 4 Даивуи Сврво г - 3 0 ,TOVDC ~~О (Зварювання ™ 13 і т..„, __., Випрямляч Регулятор Акумулятор рювач і Педзвлтео I-O i_ _ рювач Рвеупінгюр струну по виню І—І Перемикач L J Іиіі-.і м і— І -7 ЧЯ а ВУ Звдашчтг струму L Фіг. 2 VAC 11 12 9944 1? Двигун Серводвигун (Зварювання/ Фіг. З О (Зварювання/ £) 220V DC j JEnsmtpo інструмент Фіг. 4 Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освгти 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