Устройство для управления преобразователем постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ,Щ1Я УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее задающий генератор, связанный с входом формирователя импульсов , подключенного к входу кольцевого счетчика-распределителя, выход которого черезтриггер знака связан с выходньми усилителями, датчик тока , датчик напряжения, выход которого связан с первым входом элемента совпадения, п основных усилитель- -XTftSi-; . г нык ключей ( п - число ступеней в .полуволне выходного напряжения), выходы которых связаны с входами соответствующих выходных усилителей , сумматор, включающий п элементов совпадения, дополнительный усилительный ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, датчик тока выполнен с прямым и инверсным выходами, причем одни выходы сумматора подключены к выходам кольцевого счетчика распределителя, другие входы объединены и подключены к инверсному выходу датчика тока, прямой выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, третий вход О) которого подключен к т -му выходу кольцевого счетчика-распределителя, выход дополнительного элемента совпадения через дополнительный усилительный ключ подключен к выходу основного усилительного ключа , выходы сумматора подключены к входам соответствующих основных усиts9 О лительных ключей. vl 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

as> 1 (111 (51) Н 02 P 13/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2919100/24-07 (22) 07.05.80 (46) 23. 10.84. Бюл. II 39 (72) IO.Ñ. Ремха, Н.И. Пжура, В.С. Калинин и Г.Н. Григбренко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горнорудного машиностроения (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 576651 кл. Н 02 P 13/16, 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке !1- 2672938,кл.Н 02 Р 13/!6, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее задающий генератор, связанный с входом формирователя импульсов, подключенного к входу кольцевого счетчика-распределителя, выход которого через триггер знака связан" с выходными усилителями, датчик тока, датчик напряжения, выход которого связан с первым входом элемента совпадения, и основных усилитель" ных ключей (и — число ступеней в ,,полуволне выходного напряжения), выходы которых связаны с входами соответствующих выходных усилителей, сумматор, включающий и элементов совпадения, дополнительный усилительный ключ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, датчик тока выполнен с прямым и инверсным выходами, причем одни выходы сумматора подключены к выходам кольцевого счетчика распределителя, другие входы объединены и подключены к инверсному выходу датчика тока, прямой выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, третий вход которого подключен к и! -му выходу кольцевого счетчика-распределителя, выход дополнительного элемента совпадения через дополнительный усилительный ключ подключен к выходу и;-го оснбвного усилительного ключа, выходы сумматора подключены к входам соответствующих основных усилительных ключей.

0475

45

1 112

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и предназначено для управления сварочным преобразователем с импульсной модуляцией при электроснабжении его от рудничной контактной сети постоянного тока и сварке на переменном токе через разделительный трансформатор.

Известно устройство управления преобразователями постоянного тока, осуществляющее ь кратное формиро.— вание с импульсной модуляцией ступе нек напряжения в полуволне выходного напряжения преобразователя (1 ).

Недостатком данного устройства является невысокая надежность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления сварочным преобразователйм, содержащее задающий генератор, подключенный к генератору пилообразного напряжения, распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам и основных усилительных ключей, число кото- . рых соответствует количеству ступеней в полуволне выходного напряжения преобразователя, сумматор, выходные усилители и нуль орган, формирователь импульсов, триггер знака, а также и дополнительных усилительных ключей, два диода четыре усилителя, триггер, три элемента совпадения, второй нуль орган, датчик тока и датчик напряжения, причем выход генератора пилообразного напряжения через формирователь импульсов подключен к входу распределителя импуль« сов,выходы которого подключены к входам дополнительных усилительных ключей, входу триггера знака и первому входу сумматора, выходы основных и дополнительных усилительных ключей через соответствующие диоды подклю.чены к выходу генератора пилообраз ного напряжения и к входу соответствующих выходных усилителей, выходы триггера знака соединены с вторым из входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выходы с входами соотвествующих выходных усилителей, вход датчика тока через первый нуль орган соединен с входом первого усилителя и первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого через второй нуль орган соединен с выходом датчика напряжения, выход первого элемента совпадения через второй усилитель и выход первого усилителя подключен соответственно к первым входам второго и третьего элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом задающего генератора, выходы указанных элементов совпадения подключены к входам триггера, первый и второй выходы которого через третий и четвертый усилители подключены к выходам дополнительных и основных усилительных ключей соответственноЯНедостатком данного решения является пониженная надежность работы из-за отсутствия коррекции переходных процессов в момент перехода преобразователя с режима холостого хода на режим сварки, а также сложность и многоэлементность схемы.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем коррекции переходных процессов при переходе преобразователя с режима холостого хода на режим сварки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления преобразователем постоянного тока, датчик тока выполнен с прямым и инверсным выходами, причем одни выходы сумматора подключены к выходам, кольцевого счетчика распределителя, другие входы объединены и подключены к инверсному выходу датчика тока, прямой выход которого подключен к втррому входу элемента совпадения, третий вход которого подключен к п; -му выходу кольцевого счетчика-распределителя, выход дополнительного элемента совпадения через дополнительный усилительный ключ подключен к выходу n--ro основного усилительного ключа, выходы сумматора подключены к входам соответствующих основных усилительных ключей.

На чертеже представлена электрическая блок-схема устройства управления.

Устройство содержит задающий генератор 1, формирователь.2 импульсов, кольцевой счетчик-распределитель 3 импульсов, триггер знака 4, включенные последовательно, а также сумматор 5, составленный из и элементов совпадения, имеющих по две управляющих цепи каждый, и и основных усилительных ключей 6. Входы усилительньгх ключей 6 подключены на соответствующие выходы сумматора 5, одни

Для формирования напряжения холостого хода на один из выходов кольцевого счетчика-распределителя импульсов 3 включены последовательно соединенные промежуточный усилитель

25 и формирователь 26, выход последнего связан с входом усилителя 19, Кроме того устройство содержит по крайней мере один дополнительный 55 усилительный ключ 27, элемент совпадения 28 с управляющими цепями, на одну управляющую цепь которого

3 11204 входные цепи которого объединены и подключены на выход датчика 7 тока, а другие входные цепи сумматоров

5 включены на соответствующие выходы кольцевого счетчика-распределителя 5 импульсов 3.

При этом датчик 7 тока содержит последователь включенные трансформатор

8 тока, элементы 9 преобразования, промежуточный усилитель 10 и выходной усилитель 11, имеющий прямой и инверсный выходы.

В свою очередь, усилительные ключи 6 представляют собой совокупность последовательно включенных усилителя-инвертора 12 и элемента

13 задержки времени с дифференци! рующей цепью 14, определяющей величину коэффициента передачи усилительного ключа 6.

Выходы усилительных ключей 6 через элемент 15 ИЛИ и инверти1 ующий уси- литель t6 подключены к промежуточному усилителю 17, на вторые входы которого включены выходные цепи 25 триггера знака 4. Причем выход промежуточного усилителя 17 связан с выходным усилителем 18 управления силовыми (основными) тиристорами преобразователя.

Одновременно выход элемента 15

ИЛИ через усилитель 19 потенциальноимпульсный формирователь импульсов

20, промежуточный усилитель 21, на вторые входы которого включены выходные цепи триггера знака 4, .связан с выходными усилителями 22 управления коммутирующими тиристоI рами преобразователя.

Наряду с этим, выходы усилителей

12 через формирователи 23 и усили40 тели 24 на вторые входы которых подключены выходы триггера знака 4, также связаны с выходными усилителями 22 управления коммутирующими тиристорами.

75 4 подключен инверсный выход датчика тока 7, на другую — выход датчика напряжения 29 и на третью — выход кольцевого счетчика-распределителя импульсов 3.

При этом коэффициент передачи дополнительного усилительного ключа

27 больше любого из основных ключей.

Устройство управления работает следующим образом.

При подаче на устройство оперативного напряжения задающий генератор частоты коммутации 1, собранный по схеме автоколебательного мультивибратора, начинает генерировать сигналы, кратные частоте выходного напряжения преобразователя. Указанные сигналы усиливаются по мощности и формируются по длительности (80...100 мкс) в формирователе импульсов 2 и поступают на вход кольцевого счетчика-распределителя импульсов 3, составленного с триггеров, где выход последнего из них подключен на счетныи вход триггера знака 4.

Сигналы с кольцевого счетчика-распределителя 3 импульсов поступают на входы сумматора 5, на другие объединенные входы которого приходит запрещающий сигнал (с инверсного выхода ,элемента 11) датчика 7 тока (при ра зомкнутом промежутке электрод-изделие, что соответствует режиму холостого хода) .

Сигналы управления диагонально включенных коммутирующих тиристоров преобразователя в этом режиме формируются элементами 1, 2, 3,25, 26, 19, 20,21,22, причем знак полуволны выходного напряжения определяется сигналами, поступающими с триггера знака 4 на усилитель 21. В режиме холостого хода имеет место формирование на выходе сварочного трансформатора одиночных (длительностью

200 мкс) разнополярных (в течение периода) импульсов напряжения, получаемых за счет протекания зарядных токов конденсатора (конденсаторов) узла (узлов) искусственной коммутации. Причем амплитуда выходного напряжения сварочного трансформатора в рассматриваемом режиме высокая и равна 65-90 В, а действующее значение — равно (или меньше) нормируемому (12В). Данное формирование улучшает возбудимость сварочной дуги, что существенно при введении сварочных работ в рудничных условиях.

1120475

Силовые тиристоры преобразователя при этом яе работают.

При замыкании цепи электро-изделие, в момент присутствия на выходе сварочного трансформатора импульса напряжения, появляется ток, переводящий элементы датчика 7 тока в другое устойчивое состояние — запрещающий сигнал снимается с объеди" ненных входов сумматора 5. После че- 10

ro на каждый усилительный ключ б (из числа основных) поочередно поступают (через элемент 5) сигналы с кольцевого счетчика-распределителя 3 импульсов. Указанные сигналы с вы- 1S хода усилителя-инвертора 12 дифференцируются по переднему фронту (80...1000 мкс) формирователями 23, усиливаются элементами 24 и в зависимости от разрешающего сигнала с 20 триггера знака 4 поступают через выходные усилители 22 на соответствующие коммутирующие тиристоры преобразователя.

Одновременно сигналы с усилителя- 25 инвертора 12 поступают на вход элемента задержки времени 13. На выходе последних сигналы появляются через время, определяемое параметрами . дифференцирующих цепей 14, где дли- gp тельность выходных сигналов определяет длительность ступени в полуволне выходного напряжения.

Далее сигналы с выхода элементов

13 поступают: на силовые тиристоры через элементы 15 — 18. Причем вклю" чение групп тиристоров определяется сигналами триггера знака 4; на зарядные (или коммутирующие, используемые в качестве зарядных) тиристоры через элементы 15 и 19 — 22. Причем длительность сигналов после элемен-. та 20 и далее равна 80...100 мкс, а включение групп тиристоров определяется сигналами триггера знака 4.

При этом, особенностью формирования выходного напряжения преобразователя является следующее. В начальный момент формирование происходит согласно программе настройки основных усилительных ключей 6, коэффициенты передачи которых выбраны из условия превышения (Bo всех режимах проявления нелинейности трансформатора) темпа заряда конденсаторов над темпом нарастания тока нагрузки при уменьшающейся ее индуктивности.

Длительность ступеней выбирают при этом из условия устойчивого поддержания сварочной дуги — обычно это

80...120 А. После зажигания дуги, когда конденсаторы узлов коммутации уже заряжены до полного напряжения, сигнал с датчика 29 напряжения поступает на вход элемента 28 совпадения и в момент появления сигналов с соответствующего выхода элемента 5, происходит коррекция переходного процесса работы преобразователя

Т.е. данному режиму соответствует опережение темпа нарастания напряжения заряда коммутирующего конденсатора узла искусственной коммутации над темпом нарастания тока в нагруз" ке преобразователя.

Таким образом, данное решение позволяет повысить надежность работы преобразователя, работающего на нелинейную нагрузку, а также придать ему новое качество, а именно в момент залипания электрода, исключить развитие аварийных токов, могущих привести к прожигу изделия, т.е. при этом выходное напряжение равно нулю и датчик напряжения возвращается в исходное состояние, хотя работа преобразователя в этот момент происходит при заряженных конденсаторах узлов коммутации.

1I20475

ЗНИИПИ заказ 7758/44 Тираа б66 Йвдиаса9а

4ещмад ППП "Патаат"е t.éâãàýåäå удеброеачмаа, 4