Сварочный источник постоянного тока

 

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к сварочным источникам питания постоянного тока для электродуговой сварки. Цель изобретения - улучшение пусковых характеристик инвертора сварочного источника питания при зажигании электрической дуги от осциллятора. Сварочный источник постоянного тока содержит полумостовой последовательньй инвертор с обратными диодами, два датчика тока тиристоров, трансформатор , вторичная обмотка которого через выпрямитель с фильтром подключена через осциллятор к нагрузке. В сварочный источник питания дополнительно введены генератор, два триггера, два логических элемента И; два элемента задержки и логический элемент ШШ. Работа сварочного источника питания в момент пуска осуществляется от отдельного генератора при отключенных элементах цепи стабилизации сварочного тока. При этом исключается сквос зной срыв инвертирования от работающего осциллятора и бросок тока в на- ff чальный момент, что вызывает образо- „ вание кратера или прожог изделия. 3 Сшк ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 23 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4151468/31-27 (22) 26.11.86 (46) 15.09.88. Бюл. Ф 34 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) Г.Ф.Белоусов, В.В.Шеломенцев, А.А.Бобров, Е,И.Вашкевич, JI.Ï.Некрасова и А.Т.Гусев (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское .свидетельство СССР

Ф 1074672, кл. В 23 К 9/00; 1984. (54) СВАРОЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к сварочным источникам питания постоянного тока для электродуговой сварки.

Цель изобретения — улучшение пусковых характеристик инвертора сварочного источника питания при зажигании электрической дуги от осциллятора.

„„SU„„1423312 А 1

Сварочный источник постоянного тока содержит полумостовой последовательный инвертор с обратными диодами, два датчика тока тиристоров, трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель с фильтром подключена че.рез осциллятор к нагрузке. В сварочный источник питания дополнительно введены генератор, два триггера, два логических элемента И; два элемента задержки и логический элемент ИЛИ.

Работа сварочного источника питания в момент пуска осуществляется от отдельного генератора при отключенных элементах цепи стабилиэации сварочного тока. При этом исключается сквозной срыв инвертирования от работающего осциллятора и бросок тока в начальный момент, что вызывает образование кратера или прожог иэделия. 3 ил.

1423312

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к сварочным источникам питания постоянного тока для электродуговой сварки.

Цель изобретения — улучшение пус. ковых характеристик инвертора сварочного источника питания при зажигании электрической дуги от осциллятора.

На фиг, 1 показана функциональная схема предлагаемого сварочного источника постоянного тока; на фиг.2 и 3 диаграммы его функционирования. (Устройство состоит из тиристора с обратным диодом 2, в цепи которого стоит датчик 3 тока. Тиристор 1 ано.,дом подключен через дроссель 4 к плюсу выпрямителя 5 и через конденсатор

6 к коммутирующему конденсатору 7, а через конденсатор 8, который включен последовательно с конденсатором 6, к, минусу выпрямителя 5 и через катод

I тиристора 9 с обратным диодом 10, в .цепи которого стоит датчик 11 тока, подключен к катоду тиристора 1 и че, рез первичную обмотку трансформатора 12 к второму концу коммутирующего конденсатора 7. Вторичные обмотки (, трансформатора 12 через диоды 13 в 14,, выходнои дроссель 15, а также через ! датчик 16 выходного тока и осцилля— тор 17 подключены к нагрузке 18.

Выходы датчиков 3 и 11 тока через логический элемент ИЛИ 19, разрешаю- ., щий вход интегратора 20, элемент 21 сравнения, логический элемент И 22, 1 логический элемент ИЛИ 23 инверсным и прямым выходами триггера 24 подключены к управляющим электродам тиристоров 1 и 9. Выход датчика 16 тока через интегратор 25, сумматор 26 под40 ключен к управляющему входу интегра-тора 20. Разрешающий вход интегратора 25 подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 23 и к выходу

45 логического элемента И 27, котсрый первым входом подключен к прямому выходу триггера 28, а вторым входом — к второму входу логического элемента И 22, к инверсному выходу триггера 29 и через элемент 30 задер- 50 жки — к запускающему входу осциллятора 17, а также подключен 1ерез зле мент 3 1 задержки к счетному входу триггера 28 и через программный блок

32 к второму входу сумматора 26. Ге- 55 нератор 33 подключен к третьему входу логического элемента И 27. Триггер 28 инверсным входам соединен с третьим входом логического элемента

И 22, а S-входом соединен с прямым выходом триггера 29, у которого Sвход подключен к кнопке 34 "Стоп" и к R-входу подключена кнопка 35 "Пуска". На второй вход элемента 21 сравнения подано напряжение уставки, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на прямом выходе триггера 29 присутствует сигнал логической единицы, следовательно на инверсном выходе триггера ?8 присутствует сигнал логического нуля, в результате этого логический элемент И

27 не пропускает управляющие импульсы с генератора ЗЗ, закрыт также логический элемент И 22 исключая возможность включения инвертора. При нажатии кнопки 35 "Пуск" (фиг,2а) триггер 29 меняет свое состояние и сигнал логической единицы (фиг.3S) с инверсного выхода включает логический элемент И 27, так как. на первом его входе присутствует логическая единица,и осуществляется пуск инвентора (фиг.2 6) и пуск осциллятора (фиг.22) с интервалом работы, определяемой элементом 30 задержки. Работа осциллятора вызывает интенсивную помеху в виде емкостных токов относительно земли, элементов конструкций и монтажа системы управления, которая проникает по монтажным проводам системы стабилизации, что приводит к перерегулиро-. ванию в виде броска выходного тока, что недопустимо по условиям технологии из-за образования выброса металла и возникновения кратера на сварочном шве, или же превышения допустимой частоты инвертирования из-за сбоя системы пер есчета, и как р езультат сквозной срыв инвертора, что также недопустимо по условиям технологии. Поэтому на время работы осциллятора. 17 конденсатор времязадающей цепочки интегратора 25 системы стабилизации выходного тока закорочен логической единицей с логического элемента И 27 и управление инвертором осуществляется через минимальное количество элементов высокой помехозащищенности, Закорачивание конденсатора времязадающей цепочки интегратора 25 требуется для того, чтобы на выходе сумматор а 26 было нулевое напряжение и постоянная интегрирования интегратора 20 имела макси-, мальное значение,в результате чего, 1423312

Сварочный ка. с.адержащи фильтрам пал ный инвертор тоансфарматар тарага через, ваго интегратора, второй вход сумма-.частота импульсов с элемента 21 сравне-ния практически была равной частоте ге-. нератора ЗЗ,После выключения осциллятора 17 и зажигания электродуги на минимальном выходном токе инвертара необходима выдержка для исключения влияния остаточных помех от осциллятора 17, которая определяется элементом 3 1 задержки (фиг.2 ), которая 10 задним фронтом импульса задержки осу ществляет переброс триггера 28 (фиг.2ж) и включение программного . блока 32 (фиг.21,), в результате чего логический элемент И 27 закрывается 15 и открывается логический элемент И 22. а также раскорачивается конденсатор времязадающей цепочки интегратора 25.

Следовательно, работа инвертора теперь определяется основной системой 20 управления, которая работает следующим образом: в момент горения диода

2 и 10 (фиг.За) на выходе датчиков

3 и 11 (фиг.ЗБ) присутствует логическая единица, которая через лагичес- 26 кий элемент ИЛИ 19 стирает предыдущую информацию интегратора 20. Пуск интегратора 20 происходит только после пагасания диодов 2 и 10 (фиг.35) и гарантирует режим работы инвертара, 30 исключающий отсечку тока диода (фиг.З ). В противном случае происходит выход из строя тиристаров 1 и 9.

Программный блок 32 осуществляет формирование выходного тока по требуемой программе (фиг. 2к), через сумматор 26,. воздействуя на длительность нарастания выходного напряжения интегратора 20, которое сравнивается на элементе 21 сравнения (фиг.3 5). и в момент его переключения задним фронтам осуществляет переброс триггера

24, который единичным сигналам включает соответствующую диагональ .инвертора. Сигнал датчика 16 тока через интегратор 25 корректирует в сумматоре 26 сигнал с программного блока

32, тем самым осуществляет стабилизацию выходного тока на заданном уровне. В случае, когда конденсатор времязадающей цепочки интегра" îðà 25 не закорочен, то за время поджига дуги, когда отсутствует выходной ток, напряжение интегратора выйдет на максимальный уровень и в момент загорания дуги система настроена на максимальный выходной ток, чта недопустимо, так как переходный процесс в этом случае равен нескольким миллисекундам и в выходи и цепи возникает ьппульс Б6J?"аднага ":ака вва а!1нага раз пр евышающий уровень задания . Следовательно, ос?"äå TBJIHH закарачивание конденсатора времязадающей цепочки интегратора 25, практически и-ключас « переходный .траце с, так как напряже . ние интегратора 25 и напряжение с программного блока равны нулю.

Остановка инвертара осуществляется нажатием кнопки Стоп", в результате чего триггер 29 устанавливается в исходное состояние (фиг,.2Б) и возвращает в исходное -астаяние триггер 28 закрь.вая логические элементы 22 и 27 (фиг.2Ь) .

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить вес и габариты сварочного источника питания, исключить сквозной срыв инвеста ра а также позволяет исключить в начальный момент выброс выходного тока инвертара, приводящего к браку изделия.

Формула из обр ет ения источник постоянного той вход -.:ай выпрямитель с умоставай последовательс. обратными диодами. вторичная обмотка ко:выпря:итель с фильтрам подключена через асциллят р к нагрузке., два датчика тока тиристарав инвер. тора черсз первый элемент ИЛИ, -рвый интегратор поключены к элементу сравне ния, первый триггер „, входы катарага пад ключены к уравляющим входам тиристарав инвертора, датчик сварочного то-ка. который через последовательна соединенный второй пнтегратор и сум— матар подключен к второму входу пертора подключен к программному блоку, отличающийсятем,чта,с целью улучшения пусковых характерис— тик инвертара при зажигании электри ческой дуги ст асциллятара, в него введены генератор, два триггера, два элемента И, два элемента задержки и элемент ИЛИ, а также кнопки "Пуск и Стоп, анод первого тиристора под-ключен через входной драссель к плюс входного выпрями-е.-.я и также подклю*.. чен через первый конденсатор фильтра к первому концу коммутирующего кон:-денсатора и через второй конденсатор фильтра к минусу входного выпрямителя

1423312 и к катоду второго тиристора, первичная обмотка трансформатора подключена между вторым концом коммутирующего конденсатора и общей точкой тиристо5 ров инвертора, выход элемента сравнения подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через второй элемент ИЛИ подключен к перво-! му триггеру, второй вхоц второго эле- 10 мента ИЛИ подключен к разрешающему входу второго интегратора и к выходу второго элемента И, входы которого соединены соответственно с прямым вы, ходом второго триггера, с генератором 15 (и с инверсным выходом третьего триг-.. гера, который объединен с входом первого элемента задержки и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу второго триггера, S-вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, а счетный вход — к программному блоку и к выходу второго элемента задержки, входом подключенного к выходу первого элемента задержки и к входу осциллятора, к входам третьего триггера подключены соответственно кнопки "Пуск и "Стоп".

1423312

i1 lt 1 ! 1 пи

4 гз!

Составитель В.Пучинский

Редактор Ю.Середа Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 4473/16 Тираж 922 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4