SU1046050A1 - Трехфазный выпр митель дл машин контактной сварки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сварке .и может быть использовано в контак ных сварочных машин посто нного тока, используемых в работотехнике Известен трехфазный выпр митель дл  машин контактной сваркиС1 . Недостатками известного трехфаз ного выпр мител   вл ютс  большие массы и габариты трансформатора вследствие низкого значени  частоты переключений управл емых вентилей, значительные пульсации выходного напр жени , вызывающие неравномерное распределение тока по двум одновременно работающим фазам и неста бильность работы устройства, что ухудшает качество сварки и увеличи вает энергозатраты. Наиболее близким .к изобретению .  вл етс  трехфазный выпр митель дл  машин контактной сварки, содержащий входной выпр митель, подключенный к питающей сети переменного тока, выход которого через последовательно соединенные управл емые и неуправл емые вентили подключен к первичным обмоткам однофазных трансформаторов, каждый из которых включает в себ  размагничивающую обмотку и вторичную обмотку, подключенную через неуправл емые венти ли к выходу трехфазного выпр мите . л  2 , Недостатком известного выпр мител   вл етс  сложна  конструкци  магнитопровода трансформатора, котора  необходима дл  взаимного размагничивани  активных стержней. Это приводит к увеличению габаритов и массы устройства и ограничивает область его применени . Целью изобретени   вл етс  расши рение области применени , уменьшени массы и габаритов выпр мител  за сч сокращени  времени размагничивани  магни5опроводов однофазных трансфор маторов . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трехфазном выпр мителе дл  машин контактной сварки, содержащем входной выпр митель, подключе ный к питающей сети переменного тока , выход которого через последовательно соединенные управл емые и не управл емые вентили подключен к пер вичным обмоткам однофазных трансфор торов, каждый из которых включает в себ  размагничивающую обмотку и so г вторичную обмотку, подключенную через неуправл емые вентили к выходу трехфазного выпр мител , каждый из однофазных трансформаторов снабжен дополнительными первым и вторым неуправл емыми вентил ми, а кажда  из размагничивающих обмоток трансформатора снабжена дополнительным выводом, при этом катод первого из дополнительных вентилей соединен с концом соответствующей размагничивающей обмотки, к дополнительному вы- , воду которой подключен катод второго дополнительного вентил , а размз - ничивающиё обмотки соединены последовательно и согласно через дополнительные вентили, аноды которых объединены, На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема выпр мител , на фиг.. 2 - диаграммы мгновенных значений токов и напр жений, по сн ющие работу выпр мител . Устройство содержит входной вы пр митель 1, который подключен к питающей сети переменного тока, три однофазных трансформатора 2, содержащих по одной первичной 3. одной размагничивающей обмотке и по одной вторичной обмотке 5. Лоложительный вывод входного выпр мител  1 соединен с объединенными между собой анодами полностью управл емых вентилей 6 (например управл емых вентилей со схемами, искусственной коммутации, катод каждого из которых соединен с анодом одного из неуправл емыхвентилей 7. Начало каждой из первичных обмо- ток 3 присоединено к катоду одного из неуправл емых вентилей 7, а концы первичных обмоток 3 объединены вместе и соединены с отрицательным выводом входного выпр мител  1. Концы вторичных обмоток 5 трансформаторов 2 объединены вместе, образуют точку общего потенциала и соединены с первым выходом 8 устройства, а начала вторичных обмоток 5 трансформаторов 2 соединены друг .с другом через неуправл емые вентили 9 и соеинены со BTOpbiM выходом 10 устройства . Размагничивающие обмотки k трех рансформаторов 2 соединены последовательно и согласно через вентили 11 из каждой пары дополнительно евеенных неуправл емых вентилей. аноды которых объединены, причем катод вентил  11 из каждой пары неупра л емых вентилей соединен с концом одной из размагничивающих обмоток k, к дополнительному выводу которой подключен катод вентил  12 из этой пары неуправл емых вентилей. На фиг. 2 изображены диаграммы мгновенных значений токов и напр жен на элементах.выпр мител , сердечники трансформаторов которого выполнен из анизотропных сталей с коэффициентом пр моугольности петли гистерезиса близким к 1, На фиг. 2 прин ты следующие обознамени : и - мгновенное значение напр жени  на выпр мителе 1 (диаграмма 13), В мгновенное значение индукции потока в магнитопроводе трансформатора 2 (диа1- рамма 1 t) в случае пр моугольной петли гистерезиса ( диаграмма 15) - ток ветви ничивани  трансформаторов 2, приведенный к вит кам первичной обмотки (диаграмма 16J , .2jJv, пр жени  на неуправл емых вентил х 11 и 12 (диаграммы 17 20 ). Устройство работает следующим образом. Входной выпр митель 1 при подключении к трехфазной питающей сети обеспечивает посто нное положительное напр жение на управл емых вентил х 6 и соединеннь1х с ними неуправл  емых вентил х 7. Управл ющие импульсы на открытие и запирание ранее включенных управл емых вентилей 6 подаютс  от системы управлени  поочередно через 1/3 ,периода, соответствующего выбранной частоте, причем импульсы на запираниз ранее включенных вентилей 6 пода ютс  одновременно с подачей очередного импульса на открытие управл емого вентил  6, не работавшего в предыдущем интервале в 1/3 периода. В установившемсй режиме ток от входного выпр мител  1 протекает по замкнутой цепи через управл емый вентиль 6, неуправл емый вентиль 7 и первичную обмотку 3 каждого трансформатора в течение 2/3 перйбда. . Напр жение от входного выпр миУел  1, приложенное к первичной обмотке 3 каждого трансформатора 2, обеспечивает непрерывное однонаправленное изменение магнитного потока в его магнитопроводе в течение 2/3 периода ( фиг. 2, диаграммы 13, 1). h . Непрерывное однонаправленное из- ; менение потока в магнитопроводах создает положительное напр жение на,выводах вторичных обмоток 5 подключенных к анодам неуправл емых вентилей 9. и положительное напр же ние на выводах размагничивающих обмоток , подключенных к неуправл емым вентил м 11 (фиг. 2, диаграмма 19). В сварочном контуре, подключенном к выходным выводам 8 и 10, протекает ток, создаваемый каждую 1/3 периода двум  одновременно работающими вторичными обмотками 5 двух трансформато- ров 2, Каждую 1/3 периода две размагничивающие обмотки k с неуправл емыми вентил ми 11 двух одновременно работающих трансформаторов 2 обеспечивают протекание- тока размагничивани  с помощью вентилей 12 через часть витков между началом и дополнительным выводом размагничивающей обмотки k третьего трансформатора 2 (фиг. 2, диаграммы 16 - 18 ). Так как размагничивающие обмотки k соединены последовательно и согласно через неуправл емые вентили 11, то к части размагничивающей обмотки 4 третьего трансформатора 2 приложено напр жение, равное сумме напр - жений двух других размагничивающих обмоток k (фиг. 2, диаграммы 13, 19, 20). Приложенное напр жение вызывает непрерывное однонаправленное изменение потока в магнитопроводе третьего трансформатора и обеспечивает восстановление величины индукции в исходное состо ние в течение периода (фиг. 2, диаграмма 1).

Если сердечники трансформаторов выполнены из анизотропных сталей, дл  которых коэффициенты пр моугольности петли гистерезиса близок к 1 (фиг. 2, диаграмма 15) то дл  приращений индукций в магнитопроводе за 2/3 периода, когда работают управл емые вентили 6 и за 1/3 периода , когда происходит восстановле ние величины индукции в исходное состо ние (фиг. 2, диаграмма Н, справедливы уравнени  I (u-Au,)ai I &- - I iuu-.u,-u OiVA где В - мгновенное значение индукции в магнитопроводе, площадь сечени  магнитопровода; полное число витков разма - ничивающей обмотки транс форматора j число витков размагничиваю щей обмотки между начало и дополнительным выводом; мгновенное значение напр жени  на выпр мителе 1, приведенное к полным витгкам размагничивающей об , мотки ДО - падение напр жени , обусло ленное потер ми в активном сопротивлении меди первичной обмотки f, в активном сопротивлении вентилей 6 и 7 и потер ми в индуктивности рассе ни  первичной обмотки, приведенное к виткам размагничивающей обмотки , падение напр жени , обусловленное потер ми в актив ном сопротивлении N витков меди размагничивающей обмотки k, в активном сопротивлении вентил  11 .и потер ми в индуктивности рассе ни  размагничивающей обмотки, падение напр жени , обусловленное потер ми в актив ном сопротивлении N витков меди размагничивающей

обмотки 4, в активном со противлении вентил  12 и потер ми в индуктивности рассе ни  части размагничивающей обмотки.

Уменьшение потерь в магнитопрово достигаетс  равенством приращений магнитной индукции, определ емые

уравнени ми ( 1) и ( 2,

8о

8.

т.е. «|В( /BO/,

откуда

4Ku u.u,)dt-|5iI

11,1 l(U-AU,-A.Ua) (3) уравнени  (3) определ етс  отношение полного числа витков размагничивающей обмотки +к части ее витков N. За счет применени  в устройстве однофазных трансформаторов с магнитопроводами из тонколистовых сталей с малыми удельными потер ми на повышенных частотах, становитс  возможным увеличить рабочую частоту до значений близких к 1000 Гц. Данный выпр митель с дополнительными выводами, соединенными последовательно и согласно через неуправл емые вентили, обеспечивает работу устройства на частных гистерезисных циклах перемагничивани , близких к симметричным, что позвол ет работать с большими приращени ми индукции . За счет повышени  рабочей частоты с 300 до 900-1200 Гц обща  масса и габариты трансформаторов предлагаемого устройства уменьшаютс  в раза по сравнению с трансформатором известного устройства и достигают 36-37 кг. Потери в трансформаторах выпр мител  в 1,7 раза меньше, чем в трансформаторе ТВТ-7.16, используемом в машине МТПВ-1207 (базовый объект Технологичность конструкций магнитопроводов однофазных трансформаторов обеспечивает экономию рабочего времени при изготовлении устройства, кроме того, становитс  возможной механизаци  процесса сборки трансформаторов . Проста  конструкци  трансформаторов позвол ет изготовить трех-, четырех- и более фазные выпр мители, отличающиес  лучшим использованием 7 вентилей выпр мител  и активных материалов обметок трансформаторов Перечисленные достоинства позвол ют расширить область применени  предлагаемого устройства, так как O iSOSO становитс  возможным использовать его в сварочных машинах посто нного тока, используемых в работотехнике, где известные устройства не могли быть эффективно использованы.

Claims (1)

1. (57? ТРЕХФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ, содержащий входной выпрямитель, подключенный к питающей сети переменного тока, выход которого через последовательно соединенные управляемые и неуправляемые вентили подключен к первичным обмоткам однофазных трансформаторов, каждый из которых включает в себя размагничивающую обмотку и вторичную; обмотку, подключенную через неуправляемые вентили к выходу трехфазного выпрямителя, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения, уменьшения массы и габаритов выпрямителя за счет сокращения времени размагничивания магнитопроводов однофазных трансформаторов, каждый из однофазных трансформаторов снабжен дополнительными первым и вторым неуправляемыми вентилями, а каждая из размагничивающих обмоток трансформаторов снабжена дополнительным выводом, при этом катод первого из дополнительных вентилей соединен с концом соответ- . ствующей размагничивающей обмотки, к дополнительному выводу которой подключен катод второго дополнительного вентиля, а размагничивающие обмотки соединены последовательно и согласно через дополнительные вентили, аноды которых объединены.