Машина для контактной сварки на постоянном токе

 

Изобретение относится к сварочрому производству,в частности к контактной сварке изделий с малым удельным сопротивлением. Изобретение позволяет повысить надёжность работы за счет ограничения перенапряжений на элементах устройства. На элементах устройства уменьшаются перенапряжения с помощью ключевых элементов за счет использования энергии, накопленной в индуктивности питающей системы. Во время короткого рабочего интервала ток увйгличивается на меньшее значение, чем он уменьшается за паузу. Обеспечива (Л ется быстрое отключение с заданной величиной перенапряжения на элементах схемы. 2 ил.

СОЮЗ ИЮЕТСНИХ

РЕСГЮЬЛИК (11 4 В 23 К 11!2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

$ -И

s)g Г !

ГОСУДАРСТВВЮЫИ НОМИТЕТ СССР й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1 194627 (21) 3897784/25-27 (22) 21.05.85 (46) 07,12,86, Бюл. У 45 .(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И, Ульянова(Ленина) (72) Г.Л. Бенедиктов, В,Б. Вандьппев, Р,А. Иванов и А.И, Ильин (53) 621.791.763.032(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1194627, кл. В 23 К 11/04, 28.06.84.

„„SU„, 1274879 А 2 (54) МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ (57) Изобретение относится к сварочному производству,в частности к контактной сварке изделий с малым удельным сопрбтивлением, Изобретение позволяет повысить надежность работы за счет ограничения перенапряжений на элементах устройства, На элементах устройства уменьшаются перенапряжения с помощью ключевых элементов за счет использования энергии, накопленной в иидуктнвности питающей системы. Во время короткого рабочего интервала ток увеличивается на меньшее значение, чем он уменьшается sa паузу. Обеспечивается быстрое отключение с заданной величиной перенапряжения на элементах схемы. 2 ил.

1274879

Изобретение относится к области контактной сварки, может быть исполь» зовано в гибком автоматизированном электросварочном производстве дгis сварки изделий из материалов с малым удельным сопротивлением и является усовершенствованием устройства по авт,св. Ф 1194627.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается за счет ограничения перенапряжений на ключевых элементах устройства, На фиг.l представлена принципиальная электрическая схема машины; на фиг.2 — диаграммы мгновенных значений напряжений и токов, поясняющие работу машины.

Устройство содержит трансформатор

1, на каждом активном стержне которого размещены по две секции первичной обмотки, причем каждая первая секция

2 одного стержня соединена последовательно и согласно со второй секцией 3 первичной обмотки другого стержня, и по одной вторичной обмотке 4, Входной выпрямитель 5 подключен к входным клеммам устройства, а положительный вывод его соединен через ключевые элементы 6 с первыми выводами первых секций 2 первичных обмоток, Вторые выводы вторых секций 3 первичных обмоток объединены и соединены с отрицательным выводом выпря" мителя 5. Одни концы вторичных обмоток 4 объединены вместе, образуют точку общего потенциала и соединены с первым входным выводом сварочного контура 7, а другие соединены друг с другом через неуправляемые вентили З.и соединены с вторым входным выводом сварочного контура 7.

В

Выход задающего генератора 9 соединен с входом задатчика 10 длительности сварочного импульса, первым входом логического элемента И 11 и включающим входом управляющего ключа

12. Выход задатчика 10 длительности сварочного импульса соединен с вторым входом логического элемента И, Выход логического элемента И 11 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 13, выход которого сое. динен с распределителем 14 импульсов, Выходы распределителя 14 импульсов соединены с входами ключевых элементов 6. Первый вход генератора 15 пилообразного напряжения соединен с

46

55 выходными выводами входного выпрямителя 5 через фазосдвигающее устройство 16, первый делитель напряжения на резисторах 17 и 18, последовательную 1„0-цепь 19. Второй вход генератора 15 пилообразного напряжения соединен с выходными выводами входного напряжения 5 через «торой делитель напряжения на резисторах .20 и 21, Выход генератора 15 пилообразного напряжения и выход источника 22 опорного напряжения подключены соответственно к первому и второму входам регенеративного узла 23 сравнения, выход которого подключен ко второму входу распределителя )4 импульсов и отключающему входу управляемого ключа 12. Управляемый ключ 12 включен параллельно интегрирующему конденсатору,. генератора 15 пилообразного напряжения, Выход второго источника

24 опорного напряжения соединен с первым входом второго регенеративного узла 25 сравнения, Второй вход регенеративного узла 25 сравнения соединен с выходными выводами входного выпрямителя 5 через второй делитель напряжения на резисторах 20 и 21.

Выход второго регенеративного узла

25 сравнения соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 13, На фиг.2 приведены диаграммы мгновенных значений: напряжения на выходе выпрямителя 5 (диаграмма 26); напряжения на втором источнике 24 опорного напряжения (диаграмма 27); напряжений, подводимых к поочередно работающим первичным обмоткам трансформатора 1 (диаграмма 28); импульсных напряжений на выходе задатчика . .10,длительности импульсов (диаграмма 30); напряжения на выходе генератора 15 пилообразного напряжения (диаграмма 31); напряжения на выходе источника 22 опорного напряжения (диаграмма 32), Машина работает следующим образом.

Входной выпрямитель 5 обеспечивает положительное напряжение на анодах ключевых элементов 6 и отрицательное напряжение на вторых выводах вторых секций 3 первичных обмоток трансформатора, Управляющие импульсы на включение ключевых элементов 6 подаются от задающего генератора 9 через логические элементы И 11, ИЛИ! 3 и распределитель 14 импульсов поочередно через равные интервалы в 1/3 периода, 1274879 теля 5, которое подается через первый делитель напряжения на резнсто- 20 рах 17 и 18, последовательную 1,Сцепь 18, фаэосдвигающее устройство 16

45

В рабочих режимах длительность интервала имеет небольшое значение. После 55 соответствующего рабочей частоте машины. Управляющие импульсы от задающего генератора 9 подаются на вход задатчика 10 длительности сварочного импульса, который формирует импульс необходимой длительности. Импульс от задатчика 10 длительности 10 обеспечивает прохождение заданного числа импульсов через логический элемент

И 11. Управляющие импульсы от задающего генератора 9 подаются на вход управляемого ключа 12, что определя.ет начало процесса интегрирования в генераторе 15 пилообразного напряжения.

Процесс интегрирования определяется мгновенными значениями напряжения на выходных выводах входного выпрямии второй делитель напряжения на резисторах 20 и 21 на вход генератора 15 пилообразного напряжения. Два делителя на резисторах, 1С-цепь и фазосдвигающее устройство позволяет изменять закон интегрирования в зависимости от мгновенного значения, напряжения на входном выпрямителе, что приводит к изменению времени необходимого для заряда интегрирующего конденсатора генератора 15 пилообразного напряжения до напряжения источника 22 опорного напряжения, так как в регенеративном узле 23 сравнения в этом случае формируется импульс отключения. Импульс отключения от регенеративного узла 23 сравнения подается к отключающему входу управляемого ключа 12 и через распределитель

14 импульсов на отключение включенного в этот момент одного из ключевых элементов 6. Изменение времени включенного состояния ключей 6 приводит к уменьшению колебаний энергии, подводимой к сварочной цепи на период работы ключевых элементов 6, Интервалы между включенными состояниями ключевых элементов 6 также изменяются в зависимости от изменения мгновенного напряжения на выход" ных выводах входного. выпрямителя 5. окончания цикла сварки интервал нме»,ет большое значение. За длительный

1интервал ток, протекающий в подводя10

30 щих проводах переменного тока входного выпрямителя 5 и в проводах цепи постоянного тока, значительно уменьшается. Энергия V накопленная в индуктивности этих проводов, перейдет в энергию электрического поля конденсаторов, установленных в ключевых элементах 6, и изоляции проводников и вентилей в соответствии с уравнением.где Ь - результирующая индуктивность цепи тока;

hI — изменение тока;

С - результирующая емкость;

47 — приращение напряжения на элементах конструкции и кон. деисаторах.

При значительном увеличении тока, который в конце процесса должен принять нулевое значение, возникает значительное увеличение напряжения на изоляции конденсаторов, проводов и тиристоров, Для уменьшения значения перенаприкений (диаграмма 26) наппяжение с выходных выводов входного выпрямителя 5 через второй делитель напряжения на резисторах 20, 21 подводится к второму входу второго регенеративного узла 25 сравнения, к первому входу которого подано напряжение с выхода второго источника 24 опорного напряжения. В момент после ртключения, если перенапряжения велики и достигают предельного допустимого уровня, срабатывает второй регенеративный узел 22 сравнения, и импульс управления через логический элемент ИЛИ 13, распределитель 14 импульсов подается на включение ключевого элемента 6, Импульс управления от заданного генератора 9 подается на генератор 15 пилообразного напряженИя с неизменной частотой. Изза перенапряжений процесс интегриро".. вания в генераторе 15 идет быстро, Перенапряжение на выпрямителе 5 увеличивают скорость срабатывания генератора 15 пилообразного напряжения и формирователя импульса отключения в узле 23. Из-за задержки включения ключа 6 и быстрого его отклю.чения увеличивается интервал без тока и уменьшается интервал, в котором ключ 6 открыт. B паузу энергия электромагнитная переходит в энергию

12748

5 электрического поля, которая расходуется в очередном импульсе. Во время короткого рабочего интервала ток увеличивается на меньшее значение, чем он уменьшается за паузу, Это обеспечивает быстрое отключение с заданной величиной перенапряжения на элементах схемы, Уменьшение перенапряжений и аграннчение их на допустимом уровне уве- 10 личивает надежность работы машины для контактной сварки. При питании машины от сети переменного тока

380 В перенапряжения могут быть ограничены на уровне 800-900 B что позволяет использовать аппаратуру, элементы полупроводниковой техники, конденсаторы и изоляцию, рассчитанные на работу в установках.до 1000 В.

Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить перенапря3 жения s 5-7 раз по сравнению с известной машиной, в которой отключение.процесса производится без устроф 25 ства ограничения.. Предлагаемое устройство позволит использовать энергию, накопленную в индуктивности питающей системы, что увеличивает КПД машины на 1-2Х. Использование в уст- jg ройстве логических элементов И, ИЛИ и стандартных счетчиков на микросхемах, которые имеют высокую надеж" ность и помехоустойчивость, не сни" жает надежность схемы управления ма,З шины для контактной схемы.

При работе устройства на повышен.ной частоте переключения ключевых элементов (400 Гц) объем трансформаторов машины может быть уменьшен по сравнению с трансформатором ТВТ-7, 16 (машина МТПВ-1207) в 4-5 раз„ Бы79 строе отключение машины с заданным уровнем перенапряжений позволяет уменьшить значение емкости конденса-. торов ключевых элементов в 1,5-2 раза, уменьшить их рабочее напряжение в 1,3-1,5 раза и уменьшить габариты в 2-3 раза.

Приведенные показатели машины для контактной сварки на постоянном токе позволяют использовать ее для сварки ответственных иэделий иэ материалов с малыми удельными сопротивлениями, Формула и э о б р е т е н и я

Машина для контактной сварки на постоянном токе по авт,св. 11 11 94627, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности машины за счет ограничения перенапряжений на ее элементах, она снабжена вторым источником опорного напряжения, вторым регенеративньм узлом сравнения, задат чиком длительности сварочных импульсов и последовательно соединенными логическими элементами И и ИЛИ, при этом выход второго источника напряже. ния соединен с первым входом второго регенеративного узла сравнения, второй вход которого подключен к . средней точке второго делителя напря- жения на резисторах, а вход эадатчи" ка длительности сварочных импульсов соединен с выходом задающего генера« тора, первым входом схемы И и одним иэ входов укрепляемого ключа, а выход задатчика длительности сварочных импульсов через второй вход схемы

ИЛИ подключен к первому входу распределителя импульсов, причем второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу второго регенеративного узла сравнения.

1274879

Фиа 2

Составитель В, Катин

Техр ед Л. Сердюков а

Редактор Н, Егорова

Корректор А. Обручар

Заказ 6520/13 Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4