сварочный источник питания для сварки на сильном токе и способ формирования тока сварки
Классы МПК: | B23K9/06 схемы или устройства для зажигания или устойчивости дуги, например созданием напряжения зажигания |
Автор(ы): | СТАВА Эллиотт К. (US) |
Патентообладатель(и): | ЛИНКОЛЬН ГЛОБАЛ, ИНК. (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-01-18 публикация патента:
20.08.2003 |
Сварочный источник питания для формирования тока сварки в последовательности импульсов тока с максимальным уровнем тока и состоянием включения запаздывания содержит инверторный каскад со входом, подключаемым к источнику питания, первый вывод с первой электрической полярностью, когда инвертор включен, второй вывод со второй электрической полярностью, когда инвертор включен, и средство управления для формирования сигнала выключения для выключения инвертора и снятия тока из выводов для сдвига импульса тока в выключенное состояние. Переключающий питание каскад содержит транзисторный переключатель, имеющий проводящее состояние, пропускающее ток из первого вывода при формировании первого логического сигнала, и состояние отсутствия проводимости, блокирующее ток при формировании второго логического сигнала. Сварочный источник питания содержит датчик для измерения мгновенного значения тока сварки, компаратор для формирования сигнала слабого тока, когда мгновенный ток имеет выбранное значение, существенно ниже максимального уровня тока, и схему или программу для формирования второго логического сигнала при формировании сигнала слабого тока после формирования сигнала выключения, по которому переключатель переключают из состояния проводимости в состояние отсутствия проводимости, когда ток сварки имеет по существу выбранное значение. Преимущества изобретения, в частности, в том, что обеспечивается ослабление импульса сильного тока до выбранного значения перед прекращением импульса тока, при этом возможны различные изменения, снижены затраты на источник питания для сварки на сильном токе. 4 с. и 35 з. п. ф-лы, 9 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10
Формула изобретения
1. Сварочный источник питания для формирования тока сварки в последовательности импульсов тока с максимальным уровнем тока и состоянием отключения запаздывания с помощью инверторного каскада, причем импульсы тока проходят через последовательную схему, содержащую индуктор, присоединенный между выходным переключателем питания и электродом в сварочной взаимосвязи с обрабатываемой деталью, причем источник питания содержит инверторный каскад со входом, подключаемым к источнику питания, причем инверторный каскад содержит первый выходной вывод с первой электрической полярностью, когда инверторный каскад включен, и второй выходной вывод со второй электрической полярностью, когда инверторный каскад включен, устройство управления для формирования сигнала выключения для выключения инверторного каскада и снятия тока с, по меньшей мере, первого вывода для сдвига импульса тока в выключенное состояние, при этом выходной переключатель питания соединен с инверторным каскадом и содержит, по меньшей мере, первый транзисторный переключатель, имеющий состояние проводимости, пропускающее ток от, по меньшей мере, первого вывода при формировании первого командного сигнала, и состояние отсутствия проводимости, блокирующее ток при формировании второго командного сигнала, причем устройство управления также содержит схему или программу для формирования, по меньшей мере, второго командного сигнала, и средство задержки для выключения инверторного каскада до того, как второй командный сигнал переключит выходной переключатель питания из состояния проводимости в состояние отсутствия проводимости. 2. Сварочный источник питания по п. 1, который дополнительно содержит датчик для измерения мгновенного значения тока сварки, компаратор для формирования сигнала слабого тока, когда мгновенный ток имеет выбранное значение существенно ниже максимального уровня тока, причем схема или программа формирует, по меньшей мере, второй командный сигнал на создание низкого сигнала тока после формирования сигнала выключения, в результате чего транзисторный переключатель переключается из состояния проводимости в состояние отсутствия проводимости, когда ток сварки имеет по существу выбранное значение. 3. Сварочный источник питания по п. 1 или 2, в котором для формирования последовательности положительных и отрицательных импульсов тока с помощью инверторного каскада с положительными импульсами тока, проходящими через первый индукторный сегмент и электрод, соединенный последовательно с обрабатываемой деталью, путем замыкания первого транзисторного переключателя при приеме командного сигнала, и с отрицательными импульсами тока, проходящими через второй индукторный сегмент и электрод, путем замыкания второго транзисторного переключателя при приеме командного сигнала, устройство управления содержит средство переключения для переключения между командными сигналами для изменения полярности импульсов тока, а средство задержки содержит средство для выключения инверторного каскада до изменения полярности командных сигналов. 4. Сварочный источник питания по п. 3, в котором средство задержки содержит средство определения момента, когда импульсы тока понизятся до тока выбранного значения, и средство приведения в действие средства переключения, когда ток понизится до выбранного значения. 5. Сварочный источник питания по п. 3 или 4, в котором указанные индукторные сегменты являются частью единого индуктора. 6. Сварочный источник питания по любому из пп. 3-5, в котором средство переключения является логическим триггером, в котором Q логический сигнал является первым сигналом и![сварочный источник питания для сварки на сильном токе и способ формирования тока сварки, патент № 2210474](/images/patents/260/2210474/2210474-4t.gif)
Описание изобретения к патенту
Данное изобретение относится к электродуговой сварке, и конкретнее - к усовершенствованному источнику питания для формирования сильного тока сварки в последовательности импульсов тока. В данном изобретении используется инвертор транзисторного-переключающего типа для преобразования трехфазного входного источника питания в трансформатор связи с нагрузкой, из которого выход переменного тока инвертора можно выпрямить для формирования протекания тока между электродом и деталью сварочной операции. Такого рода инверторы используют широтно-импульсный модулятор, работающий на частоте свыше 18 кГц, для управления величиной тока сварки, протекающего во время операции сварки. Эти инверторы хорошо известны в сегодняшнем уровне техники и в общем виде излагаются в патентах 5349157 и 5351175, выданных на имя Блэнкеншип. Эти патенты включены в данную заявку в качестве ссылки в качестве предпосылочных сведений, иллюстрирующих трехфазный инвертор, в котором током управляют с помощью высокочастотного широтно-импульсного модулятора, который направляет импульсы тока в выходной трансформатор инвертора. Эти патенты иллюстрируют концепцию трехфазного инвертора, использующего широтно-импульсный модулятор с усилителем сигнала ошибки для управления используемым для операции сварки током на выходе инвертора. Для обеспечения сварочной операции переменным током, в частности для дуговой сварки металлическим плавящимся электродом в среде инертного газа на переменном токе, предлагается использовать выходной трансформатор связи для выходного каскада инвертора типа транзисторной-переключающей схемы со вторичной обмоткой на выходном трансформаторе в целях формирования по существу положительного вывода и по существу отрицательного вывода. С помощью индуктора и двух транзисторных переключателей, таких как биполярные транзисторы с изолированным затвором, положительный импульс тока может быть направлен в операцию сварки с последующим отрицательным импульсом тока. Положительный импульс тока формируют замыканием первого переключателя, соединяющего положительный вывод на выходе инвертора через электрод и деталь сварки с отрицательным выводом или заземленным выводом. Для обращения протекания тока и формирования отрицательного импульса тока операцию сварки подключают к отрицательному выводу на выходе инвертора посредством второго транзисторного переключателя. Каждый транзисторный переключатель последовательно соединяют с электродом и деталью сварки вместе с обеспечивающим ток узлом индуктора. Попеременным замыканием первого переключателя при разомкнутом втором переключателе и размыканием первого переключателя при замкнутом втором переключателе создается процесс сварки на переменном токе. Этот процесс включает в себя последовательность положительных и отрицательных импульсов тока. Такое решение формирования процесса сварки на переменном токе успешно себя оправдало, но в случае, когда ток сварки сильный, т.е. свыше примерного уровня 200 А, демпферы, подключенные параллельно первому и второму транзисторным переключателям, становятся очень дорогостоящими и довольно громоздкими. Эти демпферы должны сохранять высокое напряжение на переключателях при выключении одного импульса и включении следующего импульса. Применение таких инверторных источников питания для сильного тока сварки является успешным в дуговой сварке на переменном токе до тех пор, пока удается соответствующим образом управлять высоким напряжением при переключении с одной полярности на противоположную. Это являлось явным недостатком использования инверторного источника питания для сильного тока сварки. Было обнаружено, что переключение сильных токов сварки, формируемых инвертором переключающего типа, действующим от широтно-импульсного модулятора, вызывает высокое напряжение, обусловленное индуктивным сопротивлением в операции сварки и скоростью, с которой ток необходимо переключать между полярностями. Наведенное напряжение во время сдвига между положительной полярностью и отрицательной полярностью в сварочном аппарате на переменном токе описанного выше типа равно индуктивному сопротивлению, умноженному на производную по току. Поэтому подавление напряжения очень затруднено. По этой причине для понижения наведенного напряжения или управления им при переключении сильного тока сварки между положительной полярностью и отрицательной полярностью были предложены различные конструкции поглощающих энергию демпферных схем. Здесь под понятием сильного тока в общем подразумевают ток свыше примерного уровня 200 ампер и превышающий 1000-1200 ампер. Все демпферные схемы, необходимые для управления упомянутым высоким напряжением, обусловливают большие потери и/или они являются дорогостоящими. Это высокое напряжение является индуктивностью схемы сварки, умноженной на изменение в мгновенном токе на единицу времени во время операции переключения. Поскольку транзисторы, используемые в операции сварки, на выходе инвертора имеют фиксированное время, необходимое для выключения переключателя для прекращения проводимости, то наведенное напряжение, управляемое демпфером, пропорционально величине тока в то время, когда переключатель начинает выключаться и переходит от включенного положения в выключенное положение. По этой причине ранее схемы, используемые в таких устройствах с переключением сильного тока, как аппараты дуговой сварки, обычно содержали сложные демпферные конструкции - как описываемые выше - для подавления выбросов высокого напряжения, возникающих при выключении переключателя. Неустановившееся напряжение при переключении сильного тока на выходе инверторного каскада значительно понижается согласно данному изобретению в сварочном аппарате на переменном токе, приводимом в действие переключающим инвертором, который работает от широтно-импульсного модулятора, в частности приводимом в действие трехфазным источником питания. Изобретение испытывали на источнике питания на основе инвертора переменного тока, 1200 ампер; при этом выходной ток понижался до 150 ампер до выключения переключателя на срезе каждого импульса тока в целях изменения полярности тока сварки. При выключении одного переключателя другой переключатель включают для формирования импульса тока противоположной полярности; при этом этот ток сразу сдвигается до 150 ампер в противоположной полярности и затем быстро - до максимального тока через индуктор в схеме сварки в противоположном направлении. За счет выключения инвертора до отключения импульса сильного тока снимаемый в импульсе ток быстро ослабляется до низкого уровня тока. Следовательно, переключение полярностей осуществляют при низком значении тока; и это низкое значение в данном примере устанавливали на значение 150 ампер. В этом примере наведенное напряжение на переключателях значительно понижалось при их отключении. Действительно, при 1200 ампер демпфер можно было вывести из действия, когда значение тока переключения было установлено на низкий уровень. Усилие напряжения демпфера понижали, чтобы обеспечивать более высокие переключающие частоты переменного тока, и при этом не было необходимости повышать требования к демпферам в отношении управления напряжением. В соответствии с данным изобретением предлагается усовершенствованный источник питания для формирования тока сварки в последовательности импульсов тока; причем эти импульсы имеют максимальный уровень тока и состояние запаздывания. Таким образом, каждый импульс тока, который в предпочтительном варианте осуществления изобретения состоит из последовательных положительных и отрицательных импульсов тока, сдвигается к максимальному уровню тока свыше примерного уровня 200 ампер. Источник питания имеет инверторный каскад со входом, подключаемым к источнику питания, предпочтительно трехфазному, первому выводу в первой электрической полярности - когда инвертор включен, второму выводу во второй электрической полярности - когда инвертор включен, и к выводу заземления. В данном изобретении устройство управления формирует сигнал выключения для выключения инверторного каскада и снятия, таким образом, сильного тока с выводов. Такое отключение инверторного каскада сдвигает импульс тока в выключенное состояние. При выключении инверторного каскада импульс тока ослабляется до нулевого тока. В нормальном режиме использования источника питания инверторный каскад остается включенным, и выходные переключатели используют для сдвига с отрицательной полярности к положительной. Это обстоятельство вызывало проблемы, излагаемые в разделе "уровень техники". Согласно данному изобретению, хотя выходные переключатели используют для изменения полярности, все же инверторный каскад, создающий ток для использования в аппарате дуговой сварки на переменном токе, выключают, тем самым обеспечивая возможность ослабления тока до нулевого тока, когда необходимо изменить полярность. По достижении низкого значения переключатели выполняют обратное переключение, прекращая имеющийся импульс тока и немедленно формируя следующий импульс тока противоположной полярности. Переключатели выполнены в схеме переключения питания, содержащей два транзисторных переключателя, каждый из которых имеет состояние проводимости, при котором пропускают ток от одного из выводов при формировании первого логического сигнала, и состояние отсутствия проводимости, при котором протекание тока блокируется при формировании второго логического сигнала. Данное изобретение можно использовать с единым выходным переключателем питания, который создает только импульсы одной полярности. Поэтому, в общем смысле, данное изобретение предусматривает выключение инверторного каскада, тем самым обеспечивая возможность ослабления импульса тока до выбранного уровня тока, и затем - отключение выходного переключателя питания для прекращения импульса тока. Кроме того, предпочтительный вариант осуществления изобретения применяется для дуговой сварки на переменном токе. Имеется два импульса тока. При включении одного выходного переключателя питания другой выходной переключатель питания выключается, и наоборот, в результате чего последовательно формируются импульсы тока противоположной полярности. Каждый импульс тока имеет срез, который формируется за счет выключения инвертора на короткое время, необходимое для ослабления тока импульса. Затем импульс тока прекращают приложением второго логического сигнала к переключателю, тем самым приводя переключатель в состояние отсутствия проводимости. На практике первый логический сигнал к каждому переключателю питания - будь то источник постоянного тока с одним переключателем или источник переменного тока с двумя переключателями - является логической 1 для включения переключателя. Логическим 0 является второй логический сигнал для выключения переключателя или переключателей. В соответствии с изобретением датчик применяют для измерения мгновенного значения тока сварки, компаратор - для формирования сигнала слабого тока, когда мгновенный ток имеет выбранное значение существенно ниже максимального уровня тока импульсов тока, а схема или программа формирует второй логический сигнал для выключения переключателя при получении сигнала слабого тока после формирования сигнала выключения инверторного каскада. Если два переключателя используются для сварки на переменном токе, то когда один импульс тока выключается переключателем питания, тогда включается следующий импульс тока, в результате чего ток идет непосредственно в сторону максимального тока, когда инверторный каскад впоследствии включается. Инвертор выключают только на короткий период времени до изменения полярности. Поскольку выходная индуктивность аппаратов дуговой сварки инверторного типа обычно имеет небольшое значение, выходной ток можно быстро изменять. Следующий импульс тока идет до максимального тока и затем сохраняет максимальный ток до следующей последовательности изменения направления тока на обратное. Инверторный каскад сначала выключают, и затем переключатели обусловливают изменение полярности. После ослабления тока до выбранного значения при реагировании на выключение инвертора происходит фактическое переключение двух полярностей. Поскольку наведенное напряжение на переключателях зависит от тока при переключении, умноженного на фиксированную индуктивность, значительное ослабление при изменении тока во время операции обратного переключения в свою очередь значительно понижает наведенное напряжение. Обнаружено, что 1000-1200 ампер можно переключить с небольшим демпфированием или даже без такового. Это является усовершенствованием сварочного аппарата на переменном токе такого типа, в котором применяют схему высокочастотного инверторного переключения и выходные переключатели - для формирования импульсов тока противоположной полярности. Согласно еще одному аспекту данного изобретения инверторный каскад запитывают либо одно-, либо многофазным вводом. Так как данное изобретение можно применять с трехфазным вводом, операцию сварки можно легко уравновешивать, поскольку переключатели известного уровня техники этого типа, используемые для сварки на сильном токе, были однофазными источниками питания, имеющими поэтому несбалансированное питание. Эта несбалансированность представляет собой еще более серьезную проблему при высоких уровнях тока, применяемых в данном изобретении. В соответствии с еще одним аспектом данного изобретения инверторный каскад предусматривает схему переключения, управляемую широтно-импульсным модулятором, действующим на частоте свыше примерного уровня 18 кГц. Этот широтно-импульсный модулятор управляет переключателями в инверторном каскаде на высокой скорости. Средний ток сварки сварочного аппарата на переменном токе направляют в усилитель сигнала ошибки для управления средним током операции сварки путем изменения рабочего цикла импульсного модулятора в соответствии с нормативной практикой инвертора. Импульсы тока, формируемые на выходе источника питания в соответствии с данным изобретением, являются относительно низкими, т.е. менее примерного уровня 400 Гц. Фактически операция сварки на переменном токе происходит на практике в общем диапазоне от 40 до 200 Гц - в отличие от высокочастотной работы инверторного каскада. В соответствии с еще одним аспектом данного изобретения усовершенствованный источник питания можно применять для формирования однополярного импульса или импульса переменной полярности. Поэтому сварочный аппарат имеет отрицательный режим постоянного тока, положительный режим постоянного тока или режим переменного тока. Во всех режимах инверторный каскад выключают, обеспечивая возможность ослабления максимального тока до более низкого выбранного значения тока, и в это время импульс тока прекращается за счет размыкания переключателя, формирующего импульс тока. Поскольку скорость изменения полярности в режиме переменного тока определяет частоту операции сварки на переменном токе, поэтому управляемый напряжением генератор, или аналогичные средства программного обеспечения, используют для изменения частоты импульса сварки, но эту же частоту используют для широтно-импульсного модулятора, который управляет работой инверторного каскада. Поэтому частоту сварки на переменном токе легко регулируют простым изменением частоты генератора, другой схемы или программы, управляющей сетью переключения полярности. Было обнаружено, что данное изобретение может ослаблять импульсный ток при прекращении импульса тока до уровня менее примерного уровня 200 ампер и предпочтительно до уровня в общем диапазоне от 100 до 150 ампер. Это переключение слабого тока для прекращения среза импульса тока можно использовать, даже когда максимальный ток импульса равен 1000-1200 ампер. До сих пор для этих источников питания переменного сильного тока требовались очень громоздкие и дорогостоящие демпферы. Согласно данному изобретению импульсы тока противоположной полярности формируют посредством переключения между первым и вторым командными сигналами. Один командный сигнал включает один переключатель, и при этом другой командный сигнал выключает другой переключатель. Это изменяет полярность импульсов тока. Схему временной задержки используют для выключения инверторного каскада до включения командных сигналов для изменения полярности выходной операции сварки. В описании данного изобретения первый и второй логические сигналы относятся к единому переключателю. Логическая 1 (первый логический сигнал) включает переключатель, а логический 0 (второй логический сигнал) выключает переключатель. Разумеется, цифровое значение логических сигналов можно менять на обратное. При работе в режиме переменного это - первый и второй командные сигналы. Эти два командных сигнала являются сигналами для включения одного переключателя и выключения другого. Эти командные сигналы никогда не являются одной и той же логикой, и в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения их формируют выводами Q и![сварочный источник питания для сварки на сильном токе и способ формирования тока сварки, патент № 2210474](/images/patents/260/2210474/2210474-2t.gif)
фиг. 1А - упрощенная принципиальная схема источника питания, изображенного на фиг.1, иллюстрирующая схему обратного переключения, используемую в предпочтительном варианте осуществления данного изобретения;
фиг. 2 - принципиальная схема логической схемы устройства управления, используемого в предпочтительном варианте осуществления, для формирования сигнала выключения инвертора, и первого и второго командных сигналов;
фиг. 3 - графическое изображение разных форм кривой, формируемых при реализации предпочтительного варианта осуществления изобретения;
фиг. 4 - график, схематически изображающий форму кривой тока сварки на переменном токе и поясняющий основные аспекты изобретения;
фиг. 5 - 7 - графики, изображающие формы кривых тока для сварки на переменном токе согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения согласно фиг.2;
фиг. 8 - схематическое изображение принципиальной схемы, иллюстрирующее модификацию предпочтительного осуществления изобретения; и
фиг.9 - график, изображающий форму кривой тока, формируемую модификацией предпочтительного варианта осуществления согласно фиг.8. Обращаясь к чертежам, приводимым для иллюстрации предпочтительного варианта осуществления изобретения и не являющимся ограничивающими, фиг.1 и 1А изображают источник 10 питания для сварки на переменном токе для пропускания переменного тока через электрод Е и заземленную обрабатываемую деталь W. Источник 10 питания использует стандартный инверторный каскад 12, имеющий вход выпрямителями 14 и выполненный с возможностью обеспечения постоянного тока на высоких уровнях в выходной переключающей схеме 16; причем выходная схема формирует импульсы тока источника 10 питания для выполнения операции сварки на обрабатываемой детали W. Для обеспечения выходных выводов постоянного тока, формирующих вход схемы 16, двухполупериодный выпрямитель 18 подключен к инверторному каскаду, в результате чего многофазное входное напряжение в выпрямитель 14 преобразуется в источник постоянного тока, имеющий высокий уровень максимального тока свыше 200 ампер и предпочтительно до 1000-1200 ампер. Инверторный каскад 12 имеет стандартную архитектуру и содержит вход 20 переменного тока, изображенный как многофазный источник питания, формирующий вход в выпрямитель 14, который направляет линию 22 передачи постоянного тока в транзисторную переключающую схему 30 для обеспечения импульсов переменного тока через первичную обмотку 34 трансформатора 32 нагрузки. Вторичную обмотку 36, имеющую нулевую точку 38, заземляют и подключают к обрабатываемой детали W операции сварки. Транзисторная переключающая схема содержит переключатели на полевых МОП-транзисторах, или другие аналогичные транзисторные переключатели, для формирования импульсов переменного тока в первичной обмотке 34. Выходной трансформатор 32 имеет очень низкую индуктивность, и поэтому схему 30 можно выключать довольно быстро. Это быстрое включение и выключение схемы переключения широко используют в источниках питания для сварки, таких как стандартный сварочный аппарат STT, выпускаемый компанией "Линкольн Электрик", Кливленд, Огайо, и описываемый в патенте 5001326, выданном Ставе и включаемом в данную заявку в качестве ссылки. Концепция преобразовательного каскада с низкой индуктивностью и выполненного с возможностью быстрого выключения хорошо известна в уровне техники. В соответствии с вышеупомянутым патентом и другими патентами, включаемыми в данную заявку в качестве ссылки, переключающая схема 30 действует от в общем стандартного широтно-импульсного модулятора 40, работающего на частоте свыше 18 кГц, и предпочтительно в диапазоне между 20 и 40 кГц, как указано в упомянутом патенте. Управление транзисторной схемой переключения с помощью широтно-импульсного модулятора с образованием преобразователя или инвертора является стандартной техникой; а выходным током инверторного каскада управляют с помощью напряжения на линии 42 от усилителя сигнала ошибки 50, который может быть выполнен средствами программного обеспечения, при реагировании на уровень напряжения на входной линии 52, имеющей напряжение, или цифровое слово, характеризующие нужный выходной ток источника 10 питания. В данном изобретении нужный -уровень тока устанавливают на значение, превышающее примерный уровень 200 ампер. Характеризующий сигнал на входной линии 52 сравнивают с помощью усилителя 50 со средним выходным током источника питания в виде сигнала напряжения или цифрового слова на входной линии 54. Напряжение от шунта 60 измерения тока имеет значение, характеризующее мгновенное значение тока в линии 62. Схема 64 усреднения тока усредняет мгновенное значение тока в линии 62, которое может быть аналоговым или цифровым значением. Схема 64 формирует сигнал напряжения или слово, характеризующие средний ток, во входной линии 54 усилителя 50. В соответствии с вышеизложенным инверторный каскад выполняют по стандартной технологии. В соответствии с одним из аспектов данного изобретения контроллер 70, который может быть выполнен в средствах программного обеспечения компьютера, или в виде аналоговой схемы, формирует характерное напряжение на линии 52 в соответствии со стандартными концепциями управления; но в дополнение к напряжению или слову в линии 52 контроллер 70 также обеспечивает сигнал выключения инвертора в линии 72. Логическая 1 в линии 72 незамедлительно выводит из действия широтно-импульсный модулятор для выключения инверторного каскада 12, в результате чего он более не направляет ток в выпрямитель 18. Контроллер 70 также формирует командные сигналы переключения в линиях 80, 82, в которых первая логическая схема, т.е. логическая 1, немедленно включает соответствующий выходной переключатель питания, а вторая логическая схема, т.е. логический 0, немедленно выключает соответствующий выходной переключатель питания. Двухполупериодный выпрямитель 18 содержит диоды D1-D4 для формирования положительного вывода 90 тока, отрицательного вывода 92 тока и заземляющего или общего вывода 94, подключенного к ответвлению от средней точки или нулевой точки 38 к отрабатываемой детали W. Источник питания 10 использует выходную переключающую схему 16 для формирования импульсов сильного тока между электродом Е и обрабатываемой деталью W. В соответствии с указанным изображением первый транзисторный переключатель SW1 в виде биполярного транзистора с изолированным затвором замыкается при приеме командного сигнала в линии 80. Замыкание переключателя SW1 формирует импульс тока из положительного вывода 90 через положительный сегмент 112 выходного индуктора 110 и затем на дуге процесса сварки. Второй транзисторный переключатель SW2 в виде биполярного транзистора с изолированным затвором замыкается при приеме логической 1 в линии 82 для формирования отрицательного импульса тока через отрицательный сегмент 114 индуктора 110 и к отрицательному выводу 52 выпрямителя 18, формируя выходной сигнал инверторного каскада 12. Демпферы 100, 102 подключены параллельно на переключателях SW1, SW2 соответственно. Если основной аспект данного изобретения не реализуется, то эти демпферы должны быть довольно крупными и должны управлять очень высоким напряжением, так как наведенное напряжение равно значению индукторного сегмента 112 или 114, и дифференциальному или мгновенному изменению в токе. Если ток находится в пределах от 1000-1200 ампер, то короткое время выключения дает высокое соотношение di/dt. Наведенное напряжение является очень высоким и должно обрабатываться демпферами 100, 102. Описываемый здесь источник питания для использования в операции сварки на сильном переменном токе обладает новизной и может управлять сильным током свыше 200 ампер и фактически сильными токами свыше 1000 ампер. Это является преимуществом в сварочном аппарате на переменном токе для дуговой сварки металлическим плавящимся электродом в среде инертного газа. Но основной аспект данного изобретения заключается в уменьшении размера демпферов 100, 102 и необходимости в них. Согласно данному изобретению в соответствии с изображениями на фиг.2 и 3 схему 30 инверторного каскада 12 выключают сигналом в линии 72 непосредственно до изменения полярности логических или командных сигналов в линиях 80, 82. Поэтому подачу тока выключают до переключения состояния проводимости переключателей SW1, SW2. Для осуществления этой операции управления можно использовать многие конструкции. Эти конструкции можно выполнить с жестким монтажом, они могут быть выполнены в средствах программного обеспечения или с помощью комбинаций того и другого. В иллюстративных целях схема управления с жестким монтажом или устройство 150 содержит логическую схему, изображаемую на фиг. 2. Выходные импульсы из устройства управления или логической схемы изображены на скоординированных по времени графиках фиг.3, взятых вместе с получаемыми импульсами P1, P2 переменного тока графика тока в верхней части фиг. 3. В изображаемой схеме или устройстве 150 управления логическая схема содержит триггер 160, имеющий Q вывод, подключенный к линии 80, и
![сварочный источник питания для сварки на сильном токе и способ формирования тока сварки, патент № 2210474](/images/patents/260/2210474/2210474-3t.gif)
Класс B23K9/06 схемы или устройства для зажигания или устойчивости дуги, например созданием напряжения зажигания