Устройство для управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями, работающими в релейно-фазовом режиме, и для управления процессом дуговой сварки в различных, областях народного хозяйства. Целью изобретения является улучшение качества сварки за счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции кратковременных коротких замыканий . Цель изобретения достигается за счет заполнения пауз в сигнале с выхода третьего порогового элемента 13 импульсами селектируемой длительности с выхода одновибратора 14. При этом с выхода элемента ИЛИ 15 поступает непрерывный сигнал на входы первого 16 и второго 17 блоков временной задержки, которые осуществляют задержку информации о начале коротких замыканий, запуск формирователя 18 импульсов задним фронтом импульса и задержку информации о конце коротких замыканий и срыва генерации формирователя 18 задним фронтом импульса соответственно. Поэтому коммутация сварочного тока при кратковременных коротких замыканиях не производится, разбрызгивания электродного металла не наблюдается,что улучшает качество сварки.- 6 ил. с s (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 387036 1/24-07 (22) 21.03.85 (46) 15.01.87. Бюл. И 2 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Б.В. Худяков, И.И. Кениг, В.А. Ыереметьев и А.Д. Гололобов (53) 621.316.727(088.8) (56) Патент США М 4300035, кл ° 219-130. 21, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1123802, кл. В 23 К 9/ 10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями, работающими в релейно-фазовом режиме, и для управления процессом дуговой сварки в различных. областях народно- го хозяйства. Целью изобретения является улучшение качества сварки за

„„SU„„J 283912 А 1 (50 4 Н 02 М 7/12, 7/155, 7/515 счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции кратковременных коротких замыканий. Цель изобретения достигается за счет заполнения пауз в сигнале с выхода третьего порогового элемента

13 импульсами селектируемой длительности с вьг. ода одновибратора 14. При этом с выхода элемента ИЛИ 15 поступает непрерывный сигнал на входы первого 16 и второго 17 блоков временной задержки, которые осуществляют задержку информации о начале коротких замыканий, запуск формирователя

18 импульсов задним фронтом импульса и задержку информации о конце коротких замыканий и срыва генерации формирователя 18 задник фронтом импульса соответственно. Поэтому коммутация сварочного тока при кратковременных коротких замыканиях не производится, разбрызгивания электродного металла не наблюдается,что улучшает качество сварки. 6 ил.

1283912

50

Изобретение относится .к сварочной технике и к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями, работающими в релейно-фазовом режиме, и для управления процессом дуговой сварки в электротехнической промьппленности, машиностроении и других областях народного хозяйства.

Цель изобретения — улучшение качества сварки за счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции.кратковременных коротких замыканий.

На фиг. 1 приведена функциональНая схема устройства для управления тиристорным преобразователем; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы,характеризующие работу основного контура управления тиристорным преобразователем по току нагрузки в релейном и фазовом режимах соответственно; на фиг. 4 — временные диаграммы, характеризующие работу контура управления величиной и длительностью импульса тока основной дуги в зависимости от состояния дугового промежутка; на фиг. 5 и 6 — временные диаграммы, характеризующие работу устройства в переходном процессе при изменении уровня напряжения задания в фазовом и релейном режимах соответственно.

Устройство для управления тиристорным преобразователем 1, работающим на сварочную нагрузку 2, содержит блок 3 сравнения, релейный элемент 4, блок 5 совпадения, формирователь 6 импульсов, блок 7 обратной связи по току нагрузки, пороговые элементы 8 и 9, выпрямитель 10 напряжения сети, источник 11 напряжения задания, сумматор 12 напряжений, пороговый элемент 13, одновибратор

14, элемент 15 ИЛИ, блоки 16 и 17 временной задержки, формирователь 18 импульсов.

Выход выпрямителя 10 напряжения сети подключен к входам пороговых элементов 8 и 9. Выход порогового элемента 8 подсоединен к первому входу блока 5 совпадения, второй вход которого соединен с выходом релейного элемента 4, а выходы блока 5 совпадения и порогового элемента 9 подключены к входу формирователя 6 импульсов. Выход формирователя 6 импульсов предназначен для подсоединения к тиристорам преобразователя 1, работающего на сварочную нагрузку 2.

Первый вход блока 3 сравнения подключен к выходу блока 7 обратной связи по току нагрузки, второй его вход соединен с выходом сумматора 12 напряжений, первый вход которого подключен к выходу источника 11 напряжения задания, а второй его вход — к выходу формирователя 18 импульсов, выход блока 3 сравнения подключен к входу релейного элемента 4. Входы формирователя 18 импульсов соединены соответственно с выходами блоков 16 и 17 временной задержки, входы которых подключены к выходу элемента 15

ИЛИ. Первый вход элемента 15 ИЛИ подключен к выходу одновибратора 14,второй его вход и вход одновибратора— к выходу порогового элемента 13.Ïðèчем вход порогового элемента 13 предназначен для подключения к сварочной нагрузке 2.

Блок 3 сравнения предназначен для сравнения напряжения обратной связи

U, пропорционального сварочному

1току нагрузки, и суммарного напряжениЯ ЗЯДаниЯ Палых.12 с выхОДЯ ОУммЯТОРЯ

12 напряжений и выполнен в виде резистивного сумматора напряжений.

Релейный элемент 4 служит для переключения тиристорного преобразователя 1 с релейного режима работы на

35 фазовый режим в зависимости от соотношения величин напряжения обратной связи П„ и суммарного напряжения

»дання Палье 1г

Блок 5 совпадения предназначен

40 для сравнения во времени напряжения с выхода релейного элемента 4 и порогового элемента 8 и выполнен на интегральной схеме типа К=176. формирователь 6 импульсов служит для формирования управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1, и выполнен в виде блокинг-генератора на транзисторах.

Пороговые элементы 8 и 9 формируют прямоугольные импульсы при сравнении выпрямленного двухполупериодного напряжения сети U с выхода выпрямителя 10 напряжения сети с фиксированным пороговым напряжением

Uq и U„ каждого из пороговых элементов 8 и 9 соответственно.

Релейный элемент 4, блок 7 обратной связи по току нагрузки, пороговые

3 12 элементы 8 и 9 выполнены на базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении серии К 140УЛ8.

Выпрямитель 10 напряжения сети служит для синхронизации во времени работы пороговых элементов 8 и 9 и тиристорного преобразователя 1 и выполнен по мостовой схеме серии КЦ.

Пороговый элемент 13 предназначен для формирования прямоугольных импульсов при сравнении напряжения на дуге U9 с фиксированным пороговым напряжением П„ и для контроля моментов начала и конца коротких замыканий„ и выполнен на базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении серии К 140УЛ8.

Блок 16 временной задержки служит для задержания информации о начале коротких замыканий и запуска формирователя 18 импульсов задним фронтом импульса. Блок 17 временной задержки служит для задержки информации о конце коротких замыканий и для срыва генерации формирователя

18 импульсов задним фронтом импульса.

Блоки 16 и 17 временной задержки выполнены в виде одновибраторов в интегральном исполнении серии К 176.

Формирователь 18 импульсов служит для формирования прямоугольных импульсов напряжения задания тока импульса U,, определяющих величину тока и время горения основной дуги, и выполнен в виде триггера со счетным входом и с регулируемым напряжением питания.

Сумматор 12 напряжений предназначен для суммирования постоянного напряжения задания тока паузы U> с выхода источника 11 напряжения задания с импульсами напряжения U b,«< с ампли— тудой U1< с выхода формирователя 18 импульсов и выполнен в виде резистивного сумматора.

Источник 11 напряжения задания тока паузы выполнен в виде стабилизированного,регулируемого блока питания Б5-47.

Одновибратор 14 служит для формирования прямоугольных импульсов,, длительность которых не меньше селектируемого интервала кратковременных коротких замыканий, и выполнен на интегральной схеме серии К 176.

Элемент 15 ИЛИ предназначен для пропускания на выход импульсов напряжения, поступающих на его входы

83912 4 с выходя порогового элемента 13 и с выхода одновибратора 14, и выполнен на базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении серии

К 140УЛ8.

Устройство для управления тиристорным преобразователем работает следующим образом.

К сварочным электродам нагрузки 2

10 подключают выходные зажимы тиристорного преобразователя 1 и входные зажимы ", îðçãîâîãî элемента 13.

Выпрями-,ель 10 напряжения сети и источник 11 напряжения задания

15 тока, паузы подключают к сети.

В зависимости от соотношения величины напряжения обратной связи на выходе блока 7 обратной связи по току нагрузки и напряжения задания

20 U, »> на выходе сумматора 12 напряжении основной контур управления тиристорным преобразователем 1 может работать в релейном режиме (при

Ц, < U >b,„, ) или в фазовом режиме

Основной контур управления тиристорным преобразователем 1 по току нагрузки содержит блок 3 сравнения, релейный элемент 4, блок 5 совпадения, 30 пороговые элементы 8 и 9, выпрямитель 10 напряжения сети, формирователь 6 импульсов, блок 7 обратной связи по току нагрузки, источник 11 напряжения задания тока паузы, сумматор 12 напряжений.

При U U b,õ1 основной KQHTyp управления по току нагрузки работает в релейном режиме (см.фиг.2).

На первый вход блока 3 сравнения

40 поступает напряжение обратной связи

Ц„ с выхода блока 7 обратной Связи по току нагрузки, а на второй вход блока 3 сравнения поступает суммарное напряжение задания Ь,„ с выхода

45 сумматора 12 напряжений. Репейный элемент 4 при П с U11bä„ находится в состоянии Выключено, и постоянное напряжение с его выхода Пьц поступает на первый вход блока 5 совпадения. Одновременно с выпрямителя 10 напряжения сети поступает двухполу периодное выпрямленное напряжения сети Uzb „, Она входы пороговых элементов 8 и 9, имеющих фиксированные значения пороговых напряжений U Uq соответственно. На выходах пороговых элементов 8 и 9 появляются прямоугольные импульсы, длительность которых определяется величинами пороговых

1283912 напряжений U u U соответственно. которого поступают прямоугольные имИ1 п2 и льсы 11 с выхо а порогового

Длительность прямоугольных импульсов пульсы " 6bIXS с выхода порого

U bIx на выходе порогового элемента 8 близка к полупериоду напряжения сети В Результате совпаде ез льтате совпадения во времени и соответствует величине порогового 5 импУльсов, поступ вших а имп льсов пост пивших на оба входы совпадения на его выход хода порогового элемента 8 поступают прохоД"т @ y ьых4 и охо ят имп льсы U с выхода рена второй вход блока 5 совпадения и лейного элемента 4. Эти импульсы попроходят через него на вход формиро- ступают на вход формирователя 6 имвателя 6 импульсов. 1О пульсов, который формирует запускаюОдновременно с этими импульсами щие импульсы U6ых 6 подаваемые на на вход формирователя 6 импульсов управляющие электроды тиристоров препоступают прямоугольные импульсы образователя 1. При этом устанавлиU ЬЫх 9 с выхода порогового элемента вается угол открывания тиристоров, 9, длительность которых меньше дли- 15 соответствующий заданию по току. тельнасти импульсов U „, поступаю- Случайное изменение сварочного тоьых 8 меньше щих с выхода порогового элемента 8. ка Т, например в сторону ум ьш—

В соответствии с импульсами U6 д ния,вызовет уменьшение напряжения и U поступающими с выхода поро- обратной связи U . Иомент равенства

Ьыx9 говых элементов 8 и 9, формирователь 20 U = U „,„ 2н появление импульсов U+b,x 4

6 импульсов формирует импульсы U на выходе релейного элемента 4 наступоступающие на управляющие электроды пит раньше, что приведет к уменьшетиристоров преобразователя 1 и огра- нию угла открывания тиристоров и ничивающие минимальный и максимальный увеличению напряжения Б „,„, на выхоуглы открывания тиристоров. Причем 25 де тиристорного преобразователя 1.При по переднему фронту прямоугольных этом сварочный ток Ig практически импульсов U формируются запускаю- за 2-3 полупериода питающего напряВЫХ6 щие импульсы U b,x6, которые ограничи- жения вновь достигает заданной веливают минимальный угол открывания ти- чины. В фазовом режиме так же, как и ристоров. При поступлении импульсов 30 в релейном режиме, на тиристоры преU на управляющие электроды тирис- образователя 1 поступают запускающие

BbtX 6 торов преобразователя 1 на его выхо- импульсы 06ы„6, сформированные формиде появляется практически полное рователем 6 импульсов по заднему фронВыпРЯмленное напРЯжение Б ы„1,кото- тУ импУльсов Б „,„ з, IIocTyIIHBIHHx c рое прикладывается к сварочным элект- 35 выхода порогового элемента 9. Причем родам нагрузки 2. эти запускающие импульсы ограничи.—

По заднему фронту прямоугольных вают максимальный угол открывания — 1 70О импульсов U 6b, 9 формируются запускаю- тиристоров в пределах 160-170 щие импульсы ограничивающие макси- Рассмотрим работу устройства с

Э мальный угол открывания тиристоров в 40 контуром управления величинои и длипределах 160-170 для достижения ус- тельностью импульса тока основнои дутойчивой работы преобразователя 1 при ги (см. фиг. 4). изменении сварочной нагрузки вплоть При включении подачи сварочной до короткого замыкания. проволоки со скоростью Ч = 1,5-3 см/с

П и U > U основной контур 45 устанавливается режим полуавтоматиP oc ЬЫХ 12 управления тиристорным преобразова- ческой сварки с короткими замыканиятелем 1 по току нагрузки работает ми дугового промежутка в среде Углев фазовом режиме (см, фиг. 3). В мо- кислого газа, характеризующийся средменты равенства напряжений обратной ним напряжением на дуге П р,1 = 18— свЯзи Ц и заданиЯ 11 ых 2,постУпающих 50 20 В и сРедним током íà дуге Icp g на входы блока 3 сравнения, на выхо- 16 Л при диаметре сварочной проволоде релейного элемента 4 формируются KH 0)8 мме прямоугольные импульсы UI,b,x 4 . Процесс сварки с короткими замыВ установившемся режиме релейный каниями дугового промежутка характеэлемент 4 периодически переключает с 55 риэуется чередованием периодов горечастотой пульсации сварочного тока I . ния дуги, в течение которых происхоИмпульсы U с выхода релейного дит плавление электрода и коротких

ЬЫХ.4 элемента 4 поступают на второй вход замыканий, во время-которых образуетблока 5 совпадения, на первый вход ся перемычка и осуществляется перенос

12939

7 расплавленного металла в шов. При этом напряжение на дуговом промежутке меняется соответственно от напряжения на дуге U цо нуля и поступает на вход горогового элемента 13, где это напряжение сравнивается с пороговым напряжением П, (см. фиг. 4).

В начале короткого замыкания в момент времени t, -импульс Пв, с выхода

13 порогового элемснта 13 поступает на 10 второй вход элемента 15 ИЛИ и проходит на его выход. Одновременно по заднему фронту импульса Увы„ с выхода порогового элемента 13 запускается одновибратор 14, который фоРмиРУет импУльс 11вых с ДлительноИ 14 стью (t1 — С,) по меньшей длительности селектируемых кратковременных коротких замыканий. Импульс Usbix z с выхода одновибратора 14 поступает на первый вход элемента 15 ИЛИ и проходит на его выход. При этом на выходе элемента 15 ИЛИ имеется импульс Usblx длительность которого

15 определяется суммарной длительностью 25 импульсов, поступивших на его входы.

В момент времени t запускается блок 16 временной задержки по заднему фронту импульса Бвых с выхода эле.

15 мента 15 ИЛИ. 30

Одновременно импульс Бвьх, с выхода блока 16 временной задержки поступает на первый вход формирователя

18 импульсов, но не запускает его, так как этот формирователь 18 запускается только задним фронтом импульса Бвь1х . Поэтому выходное напряже1Х .18 ние Увых равно нулю.

Одновременно напряжение задания

U> тока паузы с выхода источника 11 4р напряжения задания тока паузы поступает на первый вход сумматора 12 напряжений. Затем с,выхода сумматора

12 напряжений напряжение задания

U =- Б поступает на второй вход 45

ЬЦХ 12 блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение обратной связи Ц по току нагрузки с выхода блока 7. В соответствии с величиной напряжения задания тока паузы в сварочной цепи протекает ток короткого замыкания величиной 5 — 6 А, и устройство продолжает работать в фазовом Режиме (пРи "ос о Usb,х,) было описано выше (см. фиг. 3) .

За период короткого замыкания от момента времени t до момента времени t капля электродного металла перетекает в сварочный шов под действием сил поверхностного натяжения и инерционных сил массы капли. В момент времени t окончания короткого з замыкания происходит разрыв перемычки жидкого металла под действием указанных сил и возбуждение вспомогательной дуги, напряжение на дуге

U скачком увеличивается.

Напряжение на дуге U поступает на вход порогового элемента 13, где сравнивается с пороговым напряжением

Uq . Б момент времени t на выходе порогового элемента 13 появляется импульс напряжения . вых который посУ тупаат на второй вход элемента 15 ИЛИ и проходит на его выход. Одновременно импульс Голых х с выхода порогового элемента 13 поступает на вход одновибратора 14, но не запускает его передним своим фронтом, поэтому напряжение, Ugbix, на выходе одновибратора

14 равно нулю. Таким образом, сигнал с выхода одновибратора 14 на первый вход элемента 15 ИЛИ не поступает.

На выход элемента 15 ИЛИ проходит только импульс живых с выхода поро1Ь гового элемента 13, поступивший на второй вход элемента 15 ИЛИ. Импульс

Пв,„ с выхода элемента 15 ИЛИ постуЫХ 15 пает на вход блока 17 временной задержки и запускает его передним фронтом в момент времени t

При этом мпульс Цвых 7 с выхода л блока 1? временной задержки поступает на второй вход формирователя 18 импульсов, но не запускает его своим передним фронтом. Поэтому выходное напряжение Пвь,„ формирователя 18 им18 пульсов равно нулю.

При этом напряжение задания тока паузы U с выхода источника 11 напряжения задания тока паузы продолжает поступать на первый вход сумматора 12 напряжений. Затем с выхода сумматора

12 напряжений напряжение задания

0вы„ = Б. поступает на второй вход

12 блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает налряжение обратной связи по току нагрузки Ц с выхода блока 7. В соответствии с величиной напряжения задания тока паузы U> в сварочной цепи протекает ток вспомогательной дуги Т 1 в 11 величиной 5-6 А и устройство продолжает работать в фазовом режиме (при U > Uвых «), было описано вьппе (см. фиг. 3).

По окончании импульса временной задержки (t, — tg), формируемого блоком 16 временной задержки, по его

9 128391 заднему фронту запускается формирователь 18 импульсов, на его выходе появляется напряжение задания тока импульса Бьы с амплитудой U>z, коЩ торое поступает на второй вход сумматора 12 напряжений, на первый вход которого поступает постоянное напряжение задания тока паузы U> с выхода источника 11 напряжения. Указанные напряжения U> и U суммируются сум- 10 матором 12 напряжений и с его выхода суммарное напряжение задания Пьь„„

Пр = Ug + Uy подается на второй вход блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение об-15 обратной связи 0 с выхода блока 7 обратной связи по току нагрузки. В момент времени tq зажигается основная дуга и начинается интенсивное плавление сварочного электрода.

В момент времени t<, когда напряжение задания на входе блока 3 сравнения изменяется скачком от величины

U1 до U>, в контуре управления ти25 ристорным преобразователем 1 начинается переходный процесс, во время которого тиристорный преобразователь

1 может работать в фазовом режиме (см. фиг. 5) или в релейном режиме (см. фиг. 6). 30

При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса н фазовом режиме (см. фиг, 5) на входы блока 3 сравнения поступают напряжение обратной связи U и суммарное напряжение задания Пу = U1, + Пц которые сравниваются в блоке 3.

В момент времени t величины напряжений U, kk U> становятся равными.

При этом на выходе релейного элемента ф)

4 формируется передний фронт импульса

П ы, который поступает на второй вход блока 5 совпадения, на первый вход которого поступает импульс Бпы с выхода порогового элемента 8. В ре- 45 зультате сравнения во времени этих импульсов на выход блока 5 совпадения проходит импульс Пп„„ с выхода релейного элемента 4, который поступает на вход формирователя 6 импуль- 5О сов и запускает его. С выхода форьп рователя 6 импульсов поступает импульс Пать» на управляющие электроды

6 тиристорного преобразователя 1.Импульс Uqb < вызывает уменьшение угла регулирования тиристоров преобразователя 1, что приводит к увеличению напряжения U b,„ íà выходе преобразоьых, вателя 1.

2 10

При этом сварочный ток I в те— чение одного полупериода питающего напряжения в момент времени t достигает тока задания I 2,,соответствующего суммарному найряжению зада1й U>> В момент времени заканчивается импульс Бьы„ . С момента времени Г с ко1 да Uoc =U+b

ых, = Б ., тиристорный преобразователь 1 переходит в фазовый режим с другим током задания Iyp соответствующим суммарному напряжению задания

При этом устройство работает до MG мента времени tg в фазовом режиме, как было описано ранее (см.фиг.3).

При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходно — î процесса в релейном режиме (см.фиг.6) на входы блока 3 сравнения поступают напряжение обратной связи U и суммарное напряжение задания U sb, "12 которое сравнивается в блоке

3, При этом в интервале времени (t<- ) релейньп1 элемент 4 находит— ся в состоянии Выключено", т.е. на его выходе имеется постоянное напряжение Бпы,, которое поступает на второй вход блока 5 совпадения, на первый вход которого поступают импульсы Бьь»„ с выхода порогового элемента 8. В результате совпадения во времени указанных сигналов на выход блока 5 совпадения проходят импульсы Бьы„с выхода порогового элемента 8, поступают на вход формирователя 6 импульсов и запускают его по переднему фронту импульсов. С выхода формирователя 6 импульсов поступают запускающие .импульсы на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1, ограничивающие минимальный угол открывания тиристоров. С выхода порогового элемента 9 поступают импульсы Б b» з на вход формирователя 6 импульсов и своим задним фронтом запускают его.

При этом с выхода формирователя б импульсов на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1 поступают импульсы .U<>», ограничивающие максимальньп уг ол открывания тиристоров преобразователя 1.

Таким образом, к нагрузке 2 прикладывается с выхода преобразователя

1 почти полное выпрямленное напряжение питания 0 ь» в интервале времени х1 (t — tb) а сварочный ток Т через

4 Ч

2-3 полупериода питающего напряжения

12839 достигнет тока задания I>z соответствующего в момент времени с- суммарному напряжению задания Ul»bi% 2 = БЪ2

Далее в интервале времени (à — t ) тиристорньп» преобразователь 1 работа- 5 ет в фазовом режиме с другим током задания I, соответствующим суммарному напряже ию задания Бьыц =U>»

1 так как Б1»с > U»»IIх как описано

Ч2 выше (см. фиг. 3) . 10

При интенсивном плавлении электрода вс время горения основной дуги происходит рост капли расплавленного металла и под действием совокупности электромагнитных сил, реакции паров металла, сил веса и давления столба дуги возможны колебания капли в пространстве и кратковременные касания каплей ванны расплавленного металла в интервале времени (t6 — t ) (cM фиг. 4), т.е. кратковременного короткого замыкания. В момент времени напряжения U с нагрузки 2 поступает на вход порогового элемента 13, где сравнивается с пороговым напряжением

Выходное напряжение У ых. поро »ь гового элемента 13 поступает »а второй вход элемента 15 ИЛИ и на вход одновибратора 14, который запускается в момент времени Г по заднему фронту импульса Uqblx. . Длительность им Я пульса 01»ых, с выхода одновибратора 14 не меньше длительности кратковременного короткого замыкания (— t7) во время которого не происходит пере- 35 нос металла со сварочного электрода в ванну расплавленного металла.Импульс UBI,lx поступает на первый вход элемента 15 ЙЛИ и проходит на его выход. Таким образом, выходной импульс Б ы„ элемента 15 ИЛИ не содерЫХ»5 жит информации о кратковременном коротком замыкании дугового промежутка в интервале времени (t< — t ).При этом блоки 16 и 17 временной задержки не. запускаются, а также не запускаются формирователь 18 импульсов (см.фиг.4).

Таким образом осуществляется вре.— менная селекция кратковременных коротких замыканий. 50

По окончании импульса временной задержки (, — t<), формируемого блоком 17 временной задержки по его заднему фронту происходит срыв генерации формирователя 18 импульсов,на- 55 пряжение на его выходе падает до нуля ° При этом на первый вход блока

3 сравнения поступает напряжение об12 !2 ратной связи по току нагрузки U. с выхода блока 7, а на второй вход блока 3 сравнения — напряжение задания UI»l,lx Ul, с выхода источника 11

"12 напряжения задания тока паузы через сумматор 12 напряжений.

В момент времени t<, когда напряжение задания Бьцх„ на входе блока

3 сравнения изменяется скачком от величины U„z до U1, основная дуга

E гаснет, а горит только вспомогательная дуга, причем в контуре управления тиристорным преобразователем 1 начинается переходньп» процесс, во времй которого тиристорный преобразователь 1 может работать в фазовом режиме (см. фиг. 5) или в релейном режиме (см.фиг. 6).

При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса (à — з) в фазовом режиме (см. фиг. 5) на входы блока 3 сравнения поступают напряжения обратной связи

Ц и напряжение задания VI>x =U1 1) к о торые сравниваются в блок е 3 . В момент времени t 9 величины напряжений По и U а т ан о вят ся р авными . При этом н а выходе релейного элемента 4 появляется импульс U<, который поступает на второй вход блока совпадения, н а первый вход которого по ступ ает импульс Бщы „ „ с выхода пор о г ово г о элемента 8 .

В результате совпадения в о времени этих импульсов на вход б лок а 5 совпаДениЯ пРохоДит импУльс Ul»z X, с выхода релейного элемента 4, который поступает на вход формирователя

6 импульсов и запускает е г о своим передним фронтом . Кроме т о го, на вход формирователя 6 импульсов поступают импульсы Ul»b,„, которые e r o з апу скают своим задним фронтом . Импульсы

U p,bI„ с выхода формирователя 6 импульсов поступают н а управляющие электроды тирист оров преобразователя

1 и вызывают увеличе ние угла р е гулир ова ния тир ис тор о в преобразователя 1, чт о прив одит к уменьшению напряжения

U ы„ на выходе преобразователя 1 . ЫХ.»

При этом сварочный ток I в тече1 ние одного полупериода питающего напряжения в момент времени ГЗ достигнет тока вспомогательной дуги ? (5-6 А), соответствующего напряжению задания тока паузы U . С момента вре1 мени Гз, когда Unc = Ug„,„= 11, тиЬЫ Х.1 .оисторный преобразователь 1 перехо!

1 283912 дит в фазовый режим, соответствующий напряжению задания тока паузы U

При этом устройство работает в фазовом режиме до момента времени Г,как было ранее описано (см. фиг. 3).

При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса (tg — t>) в релейном режиме (см. фиг. 6) на входы блока 3 сравнения 10 поступают напряжение обратной связи

Ц, и напряжение задания 0,„ = П, которые сравниваются в блоке 3. При этом в интервале времени (t8 — t+)

Uîñ > Ъы релейный элемент 4 нахо-15

ЬЫ 2 н н дится в состоянии Включено, т.е. на его выходе напряжение Б ы равно

ы ч нулю. Следовательно, с выхода релейного элемента 4 не поступает напряжение на второй вход блока 5 совпадения, на другой вход которого поступают импульсы Uzb,„., На выходе блока 5 совпадения напряжение будет также равно нулю. На вход формирователя 6 импульсов поступает импульс 25

U ö„, который своим задним фронтом

ы .g запускает формирователь 6 импульсов, выходной импульс Пьы которого посв тупает в момент времени t на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1 и увеличивает угол открывания тиристоров, что приводит к резкому уменьшению Uq„, Когда Ц, =Х1

= U ы„ „ = U в момент времени Сз, переходный йроцесс заканчивается и устройство переходит в фазовый режим, соответствующий напряжению задания П„ы = Ц- . Устройство работает х 1 2 в фазовом режиме до момента времени с,г, аналогично описанному. 40

В момент времени t д капля расплавленного электрода касается ванны расплавленного металла, происходит короткое замыкание. Далее цикл работы устройства йовторяется с частотой, определяемой параметрами режима сварки.

Предлагаемое устройство для управления тиристорным преобразователем обеспечивает улучшение качества свар-5О ки за счет снижения разбрызгивания электродного металла на 1,0-1,5% благодаря использованию временной селекции кратковременных коротких замыканий длительностью от единиц до сотен микросекунд, при которых не происходит образования устойчивой перемычки жидкого металла и переноса в ванну расплавленного металла. формула изобретения

Устройство для управления тиристорным преобразователем, работающим на сварочную нагрузку, содержащее выпрямитель, напряжения сети, выход которого подключен к входам двух пороговых элементов, выход первого порогового элемента поцключен к первому входу блока совпадения,второй вход которого соединен с выходом релейного элемента, выходы блока совпадения и второго порогового элемента подключены к входу первого форми-! рователя импульсов, выход которого предназначен для подсоединения к тиристорам преобразователя, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обратной связи по току нагрузки, выход соединен с входом релейного элемента, второй вход блока сравнения подключен к выходу сумматора напряжения, первый вход которого соединен с вьгходом источника напряжения задания тока паузы, вход третьего порогового элемента предназначен для подключения к сварочной нагрузке, выходы первого и второго блоков временной задержки соединены соответственно с первым и вторым входами второго формирователя импульсов,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварки за счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции кратковременньгх коротких замыканий, оно снабжено одновибратором, вход которого подключен к выходу третьего порогового элемента, и элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом одновибратора,второй вход — с выходом третьего порогового элемента, а выход элемента ИЛИ соединен с входами первого и второго блоков временной задержки,,причем выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу сумматора напряжения.

1283912

Ны ды

< z

Вм|

Вьи

Shoal

Вх.

Вы»

8&i

8_#_r3

Вых.

Вых.

8&r.

Вых.

Риг. 2

Se

Вь

Вхо

Вих

Вьи.

РххсS

1283912 дих fg дкоР

Составитель A. Меркулова

Техред B.Кадар Корректор М. Самборская

Редактор А. Долинич

Заказ 7455/55 Тираж 661 -Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, NocKBa, Ж 35р Раушская наб д 4/5

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