Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2463137

(19)

RU

(11)

2463137

(13)

C1

(51) МПК B23K9/095 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 05.10.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011128141/02, 07.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 07.07.2011

(45) Опубликовано: 10.10.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2147979 C1, 27.04.2000. RU 2220035 C1, 27.12.2003. SU 1738521 A1, 07.06.1992. RU 2311996 C1, 10.12.2007. US 6515259 B1, 04.02.2003. JP 2002283050 A, 02.10.2002. JP 8308239 A, 22.11.1996. UA 22761 U, 25.04.2007.

Адрес для переписки:

430005, Республика Мордовия, г.Саранск, ул. Большевистская, 68, ГОУВПО "МГУ им. Н.П. Огарева", отдел управления интеллектуальной собственностью

(72) Автор(ы):

Бардин Вадим Михайлович (RU),

Борисов Дмитрий Александрович (RU),

Земсков Антон Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" (RU)

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к источникам питания для электродуговой сварки. Источник включает силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь, первым входом соединенный с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения и датчиком сварочного тока. В блок управления входит потенциометр уставки сварочного тока, усилитель рассогласования. Источник также содержит элемент сравнения, контроллер широтно-импульсной модуляции, датчик светового потока дуги, вычислитель мощности сварочной дуги и электронный ключ. Первый вход электронного ключа соединен с выходом датчика сварочного тока, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги. Выход вычислителя мощности сварочной дуги соединен с первым входом элемента сравнения, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока, а выход - со входом усилителя рассогласования. Выход усилителя рассогласования соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя. Изобретение позволяет обеспечить высокое качество сварного соединения и исключает опасность прожигания тонколистового металла за счет поступления нормированного количества тепловой энергии в зоне сварки при постоянной скорости перемещения электрода и стабильной мощности дуги. 1 ил.

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к источникам питания для электродуговой сварки.

Известен источник питания для дуговой сварки на основе высокочастотного инвертора, состоящий из силового высокочастотного полупроводникового преобразователя, соединенного по первому входу с источником энергии, а по выходу - со сварочной цепью, включающей в себя два сварочных электрода, параллельно которым подсоединен датчик выходного напряжения, а последовательно - датчик сварочного тока, и блока управления, в который входит преобразователь напряжения в длительность периода управляющих импульсов, отличающийся тем, что блок управления содержит сумматор, источник фиксированного напряжения, перемножитель, потенциометр уставки сварочного тока и усилитель рассогласования, причем первый вход сумматора соединен с выходом датчика выходного напряжения, второй вход - с выходом источника фиксированного напряжения, а выход - с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с потенциометром уставки сварочного тока, а выход - с первым входом усилителя рассогласования, второй вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, а выход - со входом преобразователя напряжения в длительности периода управляющих импульсов, выход которого соединен со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя (RU 2147979, МПК B23K 9/095, опубл. 27.04.2000).

Недостатками известного решения является низкое качество сварки, так как электродуговая сварка плавящимся электродом осуществляется на постоянном токе, также в устройстве не обеспечивается стабильность тепловой энергии, поступающей в зону сварки (стабильность мощности дуги).

Технический результат заключается в обеспечении высокого качества сварного соединения и исключении опасности прожигания тонколистового металла за счет поступления нормированного количества тепловой энергии в зоне сварки при постоянной скорости перемещения электрода и стабильной мощности дуги.

Технический результат достигается тем, что источник питания включает силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь, первым входом соединенный с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения и датчиком сварочного тока, и блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока, усилитель рассогласования и дополнительно элемент сравнения, контроллер широтно-импульсной модуляции, датчик светового потока дуги, вычислитель мощности сварочной дуги и электронный ключ, первый вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока, а выход - со входом усилителя рассогласования, выход которого соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя.

На фиг.1 изображена схема источника питания для дуговой сварки.

Устройство содержит силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь 1, соединенный первым входом с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения 2 и датчиком сварочного тока 3, кроме того, содержит блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока 4, усилитель рассогласования 5 и дополнительно элемент сравнения 6, контроллер широтно-импульсной модуляции 7, датчик светового потока дуги 8, вычислитель мощности сварочной дуги 9 и электронный ключ 10. Первый вход электронного ключа 10 соединен с выходом датчика сварочного тока 3, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения 2, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги 8, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги 9. Выход вычислителя мощности сварочной дуги 9 соединен с первым входом элемента сравнения 6, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока 4, а выход - со входом усилителя рассогласования 5. Выход усилителя рассогласования 5 соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции 7, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1.

Устройство работает следующим образом. При включении устройства в питающую сеть на выходе силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1 появляется знакопеременное напряжение частоты килогерцового диапазона с амплитудой 70-90 В (напряжение холостого хода). В момент возникновения дуги напряжение на сварочных электродах снижается до напряжения столба дуги (24-27 В). Чтобы защитить вход вычислителя мощности сварочной дуги 9 от достаточно высокого напряжения холостого хода, сигнал с датчика выходного напряжения 2 и датчика сварочного тока 3 подается на вычислитель мощности сварочной дуги 9 через электронный ключ 10, который отпирается сигналом с датчика светового потока дуги 8 (в момент ее возникновения). На выходе вычислителя мощности сварочной дуги 9 появляется напряжение, величина которого пропорциональна мощности дуги. Этот сигнал в элементе сравнения 6 сравнивается по уровню с опорным сигналом, который задает требуемую мощность дуги. В результате на выходе элемента сравнения 6 формируется управляющий сигнал, который после усиления (если требуется) подается на управляющий вход контроллера широтно-импульсной модуляции 7. В результате ширина импульсов тока на выходе силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1 изменяется таким образом, чтобы была обеспечена требуемая мощность сварочной дуги.

По сравнению с известным решением предлагаемое изобретение позволяет обеспечить высокое качество сварного соединения, в том числе при сварке тонколистового металла и исключает возможность его прожигания за счет повышения частоты сварочного тока и стабилизации мощности дуги.

Формула изобретения

Источник питания для дуговой сварки, включающий силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь, первым входом соединенный с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения и датчиком сварочного тока, и блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока и усилитель рассогласования, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит элемент сравнения, контроллер широтно-импульсной модуляции, датчик светового потока дуги, вычислитель мощности сварочной дуги и электронный ключ, первый вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока, а выход - со входом усилителя рассогласования, выход которого соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя.

РИСУНКИ