Однофазный сварочный аппарат-выпрямитель

Технический результат полезной модели -Однофазного сварочного аппарата-выпрямителя - данные технические решения позволяют за счет наличия резистора получить крутопадающую характеристику, дуга может гореть на расстоянии до 40 мм от изделия. Наличие дросселя уменьшает броски тока, а также уменьшает пульсации. Также это приводит к уменьшению разбрызгивания электродного материала, при этом, при регулировке тока напряжение холостого хода на выходе устройства не изменяется. Блок управления обеспечивает плавное, линейное, глубокое управление, что позволяет установить любой желаемый ток. Устройство соответствует требованиям предъявляемым к сварочным аппаратам, предназначенным для сварки покрытыми электродами и позволяет производить сварку нержавеющими электродами от 2 мм и более.

Требования предъявляемые ГОСом для ручной дуговой сварки и именно этим требованиям соответствует мое устройство:

1. Наличие крутопадающей характеристики.

2. Наличие плавной регулировки тока.

3. Изменение выходного напряжения возможно меньшее.

К. сведению: Госгортехнадзор разрешает производить эл.дуговую сварку ответственных металлоконструкций только покрытыми электродами.

Однофазный сварочный аппарат Ru 2095212 не является моим прототипом, поскольку в нем применены в качестве выпрямителей мосты. Как известно, падение напряжения на вентилях мостового выпрямителя больше, чем у двухполупериодного со средним выводом (точкой). Я испытал это, когда в I987 г. подключил мост к сварочному аппарату, то даже дуга не зажигалась. Я за свою жизнь не видел однофазных сварочных аппаратов с мостовыми выпрямителями. Один мой знакомый изготавливает и продает на рынке сварочные аппараты. Все они представляют из себя однофазные сварочные аппараты с выпрямителем в виде однофазного двухполупериодного со средним выводом (точкой), ток регулируется сопротивлением. Если предположить, что Ru 2095212 работоспособно, тогда в нем не будет крутопадающей характеристики и высокая стабильность горения дуги невозможна. А также на основании своего опыта могу сообщить, что алгебраическое сложение токов выгоднее производить дросселем. А раз этого нет, то в устройстве будет иметь место высокое разбрызгивание сварочного материала.

На схеме фиг 1, не проставлены действующие напряжения, тип диодов и тиристоров, которые применены. Нет схемы блока управления, тогда как это имеет большое значение. Блок управления должен обеспечивать плавное, линейное и возможно глубокое управление иначе на практике будет невозможно установить нужный сварочный ток. Данное устройство производит впечатление чисто теоретического. А как известно, теория и практика не одно и тоже. Например, мост обозначенный цифрой 5 два мощных диода и два тиристора, один мощный 200 А. диод или тиристор весит 2 кг 260 г на схеме их 4=9 кг, тогда как у меня два мощных тиристора 250 А и два маломощных диода 100 или 50 А. Третья обмотка выполнена с увеличенной индуктивностью рассеивания. Для того, чтобы увеличить индуктивность расссеивания надо удалить третью обмотку от первичной на некоторое расстояние. Например, уТДМ 317У2 для достижения тока 55 А. вторичная обмотка удалена от первичной на расстояние 200 мм (0,2 м),что приводит к увеличению габаритов и как следствию веса. Кроме того в подключенном месте 7, содержится 4 диода, если даже применить 50 А. диоды, вес одного составляет I кг 290 г×4=5,16 кг. К этому надо еще прибавить 4 диода моста 6,ток которого 10 А. это еще I кг. Все эти ухищрения не обеспечивают крутопадающую характеристику, которую может дать активное сопротивление(резистор),которая необходима для устойчивого горения дуги, а сложение токов выгодно осуществлять дросселем. Из всего этого следует, что устройство Ru 2095212 несовместимо с жизнью.

Источник питания дуги GR 2075773 А не является моим прототипом. Он имеет другое назначение, т.к. предназначен для питания полуавтомата, а источники питания для полуавтоматов имеют жесткие характеристики в отличие от источников питания для ручной дуговой сварки, имеющих обязательно крутопадающую характеристику. Обратная связь, которая прослеживается в источнике GB 2075773 А между блоком 40 блоком 70 призвана немедленно реагировать на изменение скорости подачи проволоки. Высокая стабильность горения дуги обеспечивается осциллятором. Очевидно, что источник питания постоянного тока с включенным последовательно резистором не может обеспечить высокую стабильность горения дуги, поэтому применен осциллятор. Известно - при применении осцилляторов устанавливают защитные конденсаторы 66,72 С (на схеме). При пробое защитного конденсатора 66 выское напряжение, высокой частоты попадает в выпрямитель,

в результате наступает пробой вентилей выпрямителя.

Отсутствие стального сердечника в дросселе 38 снижает его индуктивность и следовательно отрицательно сказывается на алгебраическом сложении токов., и кроме того приведет к высокому разбрызгиванию электродного материала. Т.Е. данное устройство может быть применено только в виде полуавтомата. К сведению: Госгортехнадзор не допускает применение полуавтоматов для сварки ответственных конструкций.

Однофазный сварочный аппарат-выпрямитель предназначен для ручной дуговой сварки. Он отличается от существующих простотой устройства и имеет высокие динамические свойства, вследствие меньшей электромагнитной инерции. Ток и напряжение при переходных процессах изменяются практически мгновенно. В устройстве применены однофазные двух полупериодные выпрямители со средним выводом/точкой/. Они характеризуются меньшим падением напряжения на вентилях. Дроссель имеет стальной замкнутый магнитопровод и следовательно большую индуктивность по сравнению с дросселем без сердечника. Сопротивление про водочное, галета от ящика сопротивлений, крайние выводы вторичной обмотки подключены через диоды к первому выводу резистора, а через управляемые тиристоры ко второму выводу, что облегчает алгебраическое сложение токов в дросселе.При этом ток от диодного выпрямителя 6,ограниченный резистором i1,ток от тиристорного 7-i2 дает результирующий выходной J. i1+i2=J

В ходе экспериментов выяснилось, что ток i1 от диодного выпрямителя ограниченного резистором является управляющим по отношению к току тириcторного выпрямителя,который в свою очередь может изменяться от 0 до 100% (0-200 А).При попытке установить резистором ток i1=120 А. результирующий ток на выходе выпрямителя составил всего 150 А., т.е. 75% максимального, что притом, что управляемый тириеторный выпрямитель может отдать в нагрузку 200 А. i1+i2=J i1=120A i2=30A J=150A 120A+30A=150A

Т.Е. ток от управляемого выпрямителя составил всего 30 А, что составляет 15% от максимального. Из вышесказанного следует, что устанавливать ток i1 резистором на уровне 120 A. (60%) невыгодно, по причине его ограничивающего действия на ток i2 поступающий от управляемого выпрямителя. Также выяснилось, для сварки углеродистыми электродами досттаточно напряжения холостого хода 60 В, тогда как для сварки нержавеющими электродами ЭА 395/9,Э 400 необходимо 80-90 В. холостого хода. При этом ток i1 необходимо устанавливать резистором нa уровне 30а,что составит 15% максимального тока аппарата, в этом случае ограничения тока i2. не наблюдалось.

Так ток регулировался рт. 30, А. до 200 А,., что является соотношением как 1:6,7. Управляемый выпрямитель работает с блоком управления; обозначенным на схеме как фиг 2.В данном блоке применено непосредственное включение в сеть 220 В, что способствует высокой скорости нарастания напряжения, обеспечивает диапазон регулированния от 0 до 100%. Наличие импульсных трансформаторов 8,9 позволяет отделить полезную импульсную составляющую от постоянной, а также обеспечивает гальваническую раз вязку, что предотвращает выход из строя тириеторов. Однопереходный транзистор КТ 117,в блоке управления является генератором импульсов, транзистор П 214 является усилителем импульсов, на него же подается напряжение питания 12 В.' постоянного тока, от отдельного нестабилизированного источника питания. Тиристоры подобраны по чувствительности, чтобы обеспечить их одновременное открывание.

Схема однофазного сварочного аппарата-выпрямителя, содержащая трансформатор с первичной обмоткой, вторичная обмотка со средним выводом, крайние выводы обмотки подключены через диоды к первому выводу резистора, а через управляемые тиристоры ко второму выводу резистора, который через дроссель подключен к электроду, средний вывод соединен с общей шиной устройства.