Устройство для формирования тока при импульсно-дуговой сварке

О П И С А Н И Е ()5360la

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соаэ Советских

Социалистических

Реслублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.03.75 (21) 2116469/27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25..11.76. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 12.01.77 (5!)М.Кл. В 23 К9/00 оосударствоииый комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н отнрытий (53) УДК 621 791 75 .037 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. В. Грищенко, А. Е. Марченко, А. И. Спажев, Г. А. Федоренко, Г. А. Сипайлов; А. В. Лоос, Ю. Н. Гумовский и Ю. И. Павлов

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОКА

ПРИ ИМПУЛЬСНО-ДУГОВОЙ СВАРКЕ

Изобретение отйосится к устройстзам для формирования импульсов тока при импульсно-дуговой сварке плавящимся электролом и может быть использовано в техноло-.ичеcêèõ процессах тяжелого машиностроения применитель Io к свароч|ным .работам в любых пространственныхх положениях.

Известны устройства лля формирования импульсов тока при импульсно-луговой сварке, основанные на,наложении на постоянный базовый ток импульсов, получаемых с помощью выврямительных схем или тиристоров (1)

Такое устройство характеризуется ограниченной мощностью импульсов тока.

Известно также устройство для формирования тока при импульсно-дуговой сварке, состоящее из параллельно соелиненных генератора постоянного тока и трехфазного генератора переменного тока, на выходе которого включен трехфазный мостовой выпрямитель (2).

При включении этого источника в токах фаз практически отсутствуют апериолические составляющие, так как включение любой из фаз генератора .в работу происходит при начальном фазовом угле э. л. с. большем

60 эл. град. Это ограничивает его импульсную мощность. Регулирование импульса тока по амплитуде может осуществляться возбужлением генератора, а по длительности — временем включения выпрямителя. Наименьшая длительность импульсов равна полупериоду э. л. с., т. е. ограничена. Следовательно, из-за ограниченных возможностей в отношении регулирования частоты следования импульсоз и их параметроз невозможно получить высокие регулнровочные и эксплуатационные показатели.

Цель изобретения — повысить мощность импульсов и улучшить регулировочные и эксплуатационные ха рактеристиии.

Это достигается тем, что при импульснолуговой сварке для формирования импульсов тока, накладываемых на постоянный базовый ток, применяется специальный низковольтный синхронный генератор переменного тока, ко. тарый может преобразовывать значительную часть своей кинетической энергии в электрическую в течение одного полупериола тока.

Такой генератор .включается на сварочную дугу в момент перехода через нуль напряжения на зажимах аппарата, соединяющего его со сварочной лугой, а его демпферная обмотка по поперечной оси замыкается накоротко через коммутирующий аппарат в момент перехода напряжения на ее зажимах через нул евое зн ач ение.

536018

На фиг. 1 .показана принцппнальная схема источника питания; на фиг. 2 — кривые изменения э. д. с. генератора, напряжения и тока дуги.

Электрическая схема включает источник базового тока 1, синхронный, импульсный генератор 2, сварочную дугу 8, коммутирующий аппарат 4, обмотку 5 статора генератора, обмотку возбуждения б, демпферную обмотку 7 по продольной оси ротора 7, демпферную обмотку 8 по поперечной оси ротора и коммутирующий аппарат 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ротор синхронного генератора вращается с оминаль ой скоро- 15 стью, на его обмотку возбуждения б подается постоянный ток, коммутирующие аппараты 4 и 9 разомкнуты, сварочная дуга 3 питается постоянным током от базового источника 1.

Амплитуда э. д, с., наводимой в обмотке 5 статора, превосходит но величине напряжение горения дуги. В момент времени, когда э. д. с. генератора и падение напряжения на дуге действуют согласно,и равны по величине, т. е. когда напряжение на контактах коммутирующего аппарата 4 проходит через нулевое значение, производится его замыкание.

На фиг. 2 это соответствует моменту времени

tt. По обмотке 5 статора начинает протекать ток,;которыи создает поток реакции якоря.

3О

Поток реакции якоря неподвижен в пространстве и изменяется в соответствии с изменением тока статорной обмоп«и импульсного генератора. Непосредственно .в момент включения .коммутирующего аппарата 4 ось демп ферной обмотки 8 находится перпендикулярно к оси статорной обмотки 5, так,как э. д. генератора в этот момент времени олизка к нулю. Следовательно, при дальнейшем повороте ротора будет происходить совмещение 4О оси демл ферной обмотки 8 с осью обмотки статора и возрастание части потока реакции якоря, связанного с демпферной обмоткой 8.

Демпферная обмотка 7 применена для снижения сверхпереходного индуктивного со- 45 противления генератора по продольной оси.

Для получения большей кратности тока в обмотке статора сопротивление нагрузки выбирается близким к величине сверхпереходного сопротивления генератора. Таким образом, генератор работает в режиме, близком к внезапному короткому замыканию, что обуславливает большую кратность тока в обмотке статора по отношению к номинальному.

Поэтому поток реакции якоря в соответствии с характеристикой намагничивания генератора может в 1,5 — 2 раза превышать номинальный поток холостого хода.

В момент времени, соответствующий максимуму потока реакции якоря, связанного с демпферной обмоткой 8, производится замыкание коммутирующего аппарата 9. Этот момент времени соответствует также равенству нулю э. д. с. на зажимах обмотки 8.

После замыкания аппарата 9 на роторе образуется система контуров по продольной и поперечной осям, которые создают результирующий магнитный поток, равный геометрической сумме потоков, создаваемых обмотками поперечной и продольной осей. Этот поток превосходит начальный магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, в

1,5 — 2,5 раза. При дальнейшем вращении ротора происходит дополнительное возрастание импульса тока за счет увеличения э. д. с. генератора при рассмотренной форсировке потока. Это и обусла вливает большую удельную мощность рассматриваемого генератора в сравнении с известными.

В предлагаемом устройстве вследствие включения генератора импульсов на нагрузку в момент перехода ее э. д. с. через нуль то4(содержит как периодическую, так и максимально возможное значение апериодической составляющей, что обуславливает его значительно большую импульсную мощность при прочих равных условиях. Регулировка длительности импульса тока,в сторону уменьшения не ограничена, так как включение на нагрузку можно осущесввить при любом фазовом угле э. д. с. Указанные преимущества предлагаемого источника и обеспечивают лучшие эксплуатационные и регулировочные характеристики в сравнении с известными.

В момент времени /, соответствующий окончанию импульса тока, производится размыкание коммутирующих аппаратов 4 и 9.

Генерирование последующего импульса осуществляется в зависимости от требуемой частоты их следования на любой положительной полуволне э. д. с. генератора замыканием аппарата 4. Далее процессы в устройсвве повторяются.

Регулирование длительности импульсов осуществляется изменением частоты э. д. с. генератора за счет изменения скорости вращения ротора. Амплитуду импульсов тока, наложенных на постоянный ток, регулируют из.менением тока возбуждения генератора. Частота следования импульсов определяется частотой замыканий аппарата 4, а ее верхний лредел определяется частотой э. д. с. генератора.

Формула изобретения

Устройство для формирования тока при импульсно-дуговой сварке, состоящее из .источника базового тока и источника импульсов тока, включенных параллельно на сварочную дугу, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности импульсов и улучшения регулировочных,и эксплуатационных характеристик, в качестве источника импульсов тока в устройство введен однофазный синхронный генератор, демпферная обмотка которого по

536018 поперечной оси ротора снабжена коммутирующим аппаратом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!!

Фиг. 1! !

ri! ! !

Составитель Т. Тютченкова

Техред M. Семенов Корректор И. Симкина

Редактор Т. Фадеева

Заказ 1151/1743 Изд. ¹ 331 Тираж 1178 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил, пред. «Патент» 2 ! ! ! ! ! ! ! ! !

1. Авторское свидетельство СССР № 329972, М. Кл В 23 К 9/16, 03.03.69.

2. Патент Австралии № 416886, класс 06.9 (прототип).