Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллельно друг другу,а также блок управления , который выполнен на реле времени , релейном элементе и схеме сравнения , вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход - с входом релейного элемента , который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного трансформатора, о тличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства и одновременно упрощения БИЬ.-1Ьо) - его, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения , база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схеяы сравнения, причем г анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего ресл зисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму с схемы сравнения, при этом эммитер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, ( а общая точка соединения анодаста4 О) билитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения. СО

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Ю (fl) 1 А уШ) В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3567118/25-27 (22) 30.03.83 (46) 30.05.84. Бюл.920 (72) В. Г. Романов и В.И. Фильчаков (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В569412, кл. В 23 К 9/f0, 1974 (прототип). (54).(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллельно друг другу,а также блок управления, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сравнения, вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход — с входом релейного элемента, который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного. трансформатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппепия надежности устройства и одновременно упрощения его, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схеяы сравнения, причем анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму схемы сравнения, при этом эммитер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, а общая точка соединения анода"стабилитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения.

1094691

Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для улучшения экономических показателей работы трансформаторов, а также для безопасного использования сварочных аппаратов в закрытых сосудах.

Известно устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащее тиристорный коммутатор, установленный в первичной обмотке сварочного трансформатора, токоограничивающий элемент и схему управления коммутатором, выполненную в виде резистивного элемента сравнения, на котором сравнивается напряжение от фазосдвигающего моста, питающегося от независимого источника, с напряжением сварочной Цепи (1).

Однако устройство имеет сложную схему сравнения, для питания которой применен многообмоточный трансформатор. Использование фазосдвигающего моста в схеме сравнения делает устройство чувствительным к из менению режима работы сварочного трансформатора. Например, при переключении обмоток трансформатора с больших токов на малые или наоборот необходимо подстраивать параметры схемы сравнения. Указанные недостатки затрудняют практическое применение известного устройства в сварочном производстве.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и одновременно

его упрощение, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащем тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллель,но друг другу, а также блок управления, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сравнения, вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, . а выход - с входом релейного элемента, который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного трансформатора, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схемы сравнения, причем анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму схемы сравнения, при этом эмиттер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона1 а общая точка соединения анода стабилитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграмма изменения напряжений на конденсаторах С и и С 1З при

З0 замыкании сварочной цепи.

Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора (фиг.1) содержит тиристорный коммутатор 1, выполненный в виде

З5 трансформатора тока, трансформатор

2 связи, токоограничивающий элемент

3, первичную 4 и вторичную S обмотки сварочного трансформатора и блок б управления.

Блок б управления состоит из пер вого 7 и второго 8 выпрямителей, релейного элемента.9 с контактами 10 и 11, причем конденсаторы 12 и 13> включенные встречно-последовательно в эмиттерно-базовой цепи транзистора

14, стабилитрон 15, шунтирующий конденсатор 12, резистор 16, шунтирующий конденсатор 13, разделительные

50 диоды 1?-19, резисторы 20 и 21 образуют схему сравнения, а резистор 22, разделительные диоды 23 и 24, конденсатор 25 задержки с шунтирующим стабилитроном 26 и резистором 27 составляют реле времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристорный коммутатор 1 закрыт. Первичная об3 10946 мотка 4 сварочного трансформатора подключена к сети через токоограничивающий элемент 3. На вторичной обмот" ке 5 трансформатора напряжение около

12 В. Через выпрямитель 7 в блоке 6 управления заряжаются конденсаторы 12 и 13, причем конденсатор 12 шунтирован стабилитроном 15,а конденсатор

13 — резистором 16.

В момент замыкания сварочной цепи 10 напряжение на обмотке 5 уменьшается до нуля (здесь рассматривается случай короткого заьп|кания сварочной цепи).

Конденсатор 13 разряжается через резистор 16. tS

Время включения устройства зависит от постоянной времени С 1 6@(6 @ - сопротивлениее резистора 16; C1 - емкость конденсатора 13) и от сопротивления сварочной цепи. Конденсатор 12 начинает разряжаться, когда его напряжение станет больше напряжения на конденсаторе 13. Разряд идет по цепи эмиттер-база транзистора 14 и резистор 16. При этом образуется основная цепь разряда: эмиттер"коллектор транзистора 14, разделительный диод 17, релейный исполнительный элемент 9 .

Реле 9 срабатывает и включает своим контактом 10 коммутатор 1, а контактом 11 вводит в цепь заряда конденсаторов 12 и 13 дополнительный резистор. Коммутатор открывается. Начинается режим сварки. На выходе трансфор" матора 2 тока возникает напряжение, 35 которое через выпрямитель 8 прикладывается к релейному элементу, шунтированному конденсатором 25, стабилитроном 26 и резистором 27. Тем самым поддерживается открытое состояние коммутатора.

Резистор 27 служит для регулировки напряжения отпускания реле в режим холостого хода. Стабилитрон 26 необходим для огРаничения напРяжения на 45 катушке реле в рабочем режиме. Конденсатор 25 обеспечивает задержку закрывания коммутатора при размыкании сварочной цепи. В момент размыкания сварочной цепи коммутатор 1 эакрывает50 ся с выдержкой времени, зависящей от времени разряда конденсатора 25 через катушку реле 9.

Краткий расчет цепи управления тиристорного коммутатора выполняется 55 исходя из следующих начальных условий.

1. В качестве исполнительного элемента выбираем реле РЭС 22 (рабочее

91 ф напряжение 12 В„ напряжение Ч тяговое =5 В; напряжение Ч отпускайия

=43; сопротивление R катушки 180 Ом, ток .1 срабатывания «ЗОЧ ) ..

2. Постоянная времени С, должна быть такой, чтобы напряжение на конденсаторе С во время холостого хода было не меньше 12 В.

3. Резистор 0 а должен иметь значение нескольких сотен ом для обес" печения высокой чувствительности схемы (транзистор должен открываться при минимальном значении управляющего напряжения);

4. Емкость конденсатора С12 такова, чтобы время разряда его через ка-, :тушку реле 9 было не меньше О, 1 с.

Выбираем конденсатор С12 емкостью

1000 мкФ. Постоянная времени ос

R<»< С„< 180 0,001 =0,18 с.

5. Строим несколько пробных графиков разряда конденсатора 13 с разными значениями 6 С1 > определяя наименьшую возможную постоянную времени (фиг.2).

Принимаем С > 100 мкФ,R 250 Ом.

6. Напряжение Ч с„„ (разряд)

« -Цаво 1м, <à 0 025 с с для 4 0,0125 с Чс, =10,25 В для 4 0,025 с Vcä =6,2 В для 0,05 с Itc 2,3 В, Э где — время.

7. На основании расчетных данных строим диаграмму изменения напряже ния на конденсаторе С при замыкании сварочной цепи (фиг.2).

8. Выбираем транзистор ИП26Б с коэффициентом усиления р> 30.

9. Иэ графика видно,что в момент времени t напряжение между эмиттером и

7 базой транзистора равно 0,4 В.

Ток базы Эр Л м/К(e = 1,6 мА. . Ток коллектора ) к = 3 6 =48 мА.

Этот ток обеспечивает уверенное срабатывание реле.

По сравнению с базовым объектом— прототипом предлагаемое устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов обладает повышенной надежностью в работе за счет более стабильного зажигания дуги н нечувствительности к изменению режима работы свач рочного трансформатора. Кроме того, предлагаемая схема проще, так как в ней отсутствуют дополнительные источники питания, многообмоточный .трансформатор и т.д.

1094691

Составитель В. Ганюшин

Редактор В. Петраш Техред A.Вабинец Корректор Н. Бобкова

Заказ 3490/6 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4