Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора

 

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам для автоматического снижения напряжения холостого хода. Цель изобретения - повьппение надежности работы ограничителя напряжения холостого хода сварочного трансформатора и расширение е го технолог ических возможностей , В схему управления тиристорным коммутатором введены динамический фильтр, состоящий из трехступенчатой КС-цепочки и двухкаскадного транзисторного ключа, а также нульорган, блокинг-генератор и генератор пилообразного напряжения. Трехступенчатая RC-цепочка соединена с датчиком тока и транзисторным ключом, подключенным к входу нуль-органа. Этим обеспечивается плавное нарастание напряжения в начале сварки и плавный спад напряжения после прерывания сварочной дуги. Тем саьим cyniecTBeHHO улучшается динамика переходных процессов и повьппается надежность работы всего устройства, обеспечивается сварка деталей с корродированной поверхностью. 3 ил. 5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1449271 (51У 4 В 23 К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4149254/25-27 (22) 17.11 86 (46) 07.01.89. Бюл. Р 1 (75) В.А.Семенов (53) 621.79 1.75.037 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 743807 ° кл. В 23 К 9/10, 1980, (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО КОДА CBAPG- 1ÍÎÃÎ ТРАНСФОРМАТОРА (57) Изобретение относится к сварочной технике ° а именно к устройствам для автоматического снижения напряжения холостого хода. Цель изобретения — повьпчение надежности работы ограничителя напряжения холостого хода сварочного трансформатора и расширение em технологических воэможностей. В схему управления тиристорным коммутатором введены динамический фильтр, состоящий иэ трехступенчатой RC-цепочки и двухкаскадного транзисторного ключа, а также нульорган, блокинг-генератор и генератор пилообразного напряжения, Трехступенчатая RC-цепочка соединена с датчиком тока и транзисторным ключом, подключенным к входу нуль-органа, Этим обеспечивается плавное нарастание напряжения в начале сварки и плавный спад напряжения после прерывания сварочной дуги. Тем сампо существенно улучтчается динамика переходных процессов и повьпаается надежность работы всего устройства, обеспечивается сварка деталей с хор родированной поверхностью. 3 ил.

144927)

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам для автоматического снижен.i напряжения холостого хода.

Цель изобретения — повыюение надежности работы ограничителя напря ) жения холостого хода сварочного трансформатора и расщирение его технологических воэможностей. l0

На фиг.l изображена схема ограничителя напряжения холостого хода сварочного трансформатора, на фиг.2временные диаграммы работы отдельных элементов ограничителя в режиме холостого хода, начала сварки и ее прекращения; на фиг,3 — временная зависимость выходного напряжения сварочного трансформатора с момента прекращения сварки, холостого режима 20 и начала сварки °

Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора содержит тиристорный коммутатор 1, сварочный трансформатор 2, датчик 25

3 тока, выпрямитель 4, ограничительный резистор 5, стабилизатор 6, динамический фильтр 7 управления, выполненный в виде трехступенчатой RCцепочки, резистор 8, емкость конденсатора 9, резистор )О, емкость конденсатора 11, резистор 12, емкость конденсатора 13, ограничивающий стабилизатор 14, транзисторы )5 и 16, балластно-подстроечную цепочку иэ 35 резисторов 17 — 19, генератор 20 пилообразного напряжения, нуль-орган

21, блокинг-генератор 22, блок 23 питания, при этом тиристорный коммутатор 1 включен в первичную обмот- 40 ку сварочного трансформатора 2, датчик 3 тока включен в сварочную цепь, к одному выходу которого подключены последовательно соединенные выпрямитель 4 и ограничительный ре- 45 злстор 5, а к другому — стабилизатор 6, подключенный в свою очередь параллельно третьей ступени динамического фильтра 7 управления„состоящей из последовательно соединенных резистора 12 и емкости 13, с. ограничивающим стабилизатором 14, вторая ступень динамического фильтра

7 управления, состоящая из последовательно соединенных резистора 10 и емкости 11 подключена параллельно третьей ступени, а также первой ступени, состоящей из соединенных между собой резистора 8 и емкости 9, которая соединена с входом транзисторного ключа, выполненного на транзисторах 15 и 16, выход которого через балластно-подстроечную цепочку, состоящую из резисторов 17 — 19, соединен с входом нуль-органа 21 и выходом генератора 20 пилообразногО напряжения, выход нуль-органа 21 соединен с входом блокинг-генератора

22, выход которого подключен к тиристорам тиристорного коммутатора и управляющим электродам этих тиристоров.

Ограничитель работает следующим образом.

При включении в сеть переменного тока двухполупериодное выпрямленное напряжение синхронизации иэ блока

23 питания поступает на вход генератора 2О пилообразного напряжения

) где преобраэуетгя в пилообразное напряжение ИГПН отрицательной полярности (фиг,2). Напряжение U обеспечивает питанием функциональные элементы схемы управления генератора 20 пилообразного напряжения> нуль-органа 21, блокинг-генератора

22, Напряжение U q по цепи 17 — 19 создает напряжение управления П, величина которого определяет момент опрокидывания нуль-органа 21.

В исходном состоянии, в режиме холостого хода, U имеет постоянное значение, которое устанавливается движком подстроечного переменного резистора 17, Это положение при на-. ладке устанавливается таким образом, что нуль-орган 21 опрокидывается в каждый полупериод сетевого напряжения в точке с координатой 10-15 угловой развертки, что соответствует длительности импульса с выхода нуль-органа 2) от 0,00055 до

0,0008 с, Блокинг-генератор 22 преобразует импульсы с выхода нульоргана 21 в пачки высокочастотных импульсоМ 0gq с амплитудой 8-10 В, достаточной для управления тиристорным коммутатором 1. Напряжение на на тиристорах имеет форму U, (фиг,2, режим холостого хода).

На выходной обмотке сварочного трансформатора 2 создается дежурное напряжение в виде импульсов малой длительности с амплитудой U

15 — 25 В. Эффективное напряжение на выходных зажимах сварочного трансформатора 2 не превыщает 4 В. Потреб1449271

45 ляемый ток холостого хода незначителен и составляет около 0,1 А, мощность холостого хода не превышает

50 В. При касании электродом свари5 ваемои поверхности происходит искрение за счет малой энергии дежурных импульсов сварочного трансформатора 2.

В датчике 3 тока наводится 3jlC, величина которой не превышает 1 В.

Постоянные времени RC-цепочки подобраны таким образом, что первым заряжается конденсатор 9, по мере его заряда происходят приоткрывание транзисторов 15 и 16 и уменьшение напряжения управления 11„ по экспоненциальному закону, по тому же закону иэменяется скважность импульсов с выхода нуль-органа 21 и пачек высокочастотных импульсов блокинг-ге- gp нератора 22 ° Напряжение на тиристо" рах коммутатора 1 Пт, (фиг.2, начало сварки) уменьшается, а проводимость тиристоров увеличивается, возрастают также выходное напряжение сварочно- 25 го трансформатора 2 и ток. Процесс

/ нарастает л, винообразно, так как эа счет увеличения тока в датчике 3 тока наводится ббльшая ЭДГ, которая вызывает полное открытие транзисто- Зп ров 15 и 16 и заряд конденсаторов

9 и ll до напряжения стабилизации стабилизатора 6. Конденсатор 13 заряжается до напряжения, ограниченного напряжением стабилизации стаби35 лизатора 14, величина которого меньше, чем у стабилизатора 6, в 2-3 раза.

На этапе включения основную роль играет конденсатор 9, определяющий время полного открытия тиристоров 4р коммутатора 1 с момента касания электродом свариваемой детали. Конденсатор 9 задает время плавной коммутации тиристоров в течение 3-4 периодов сетевого напряжения. Заряд конденсаторов 11 и 13 не влияет на работу ограничителя в режиме включе-.. ния (начапо сварки.), В режиме сварки конденсаторы 9, 11 и 13 заряжены,, транзисторный ключ открыт, напряжение управления !1„ минимально, тиристоры полностью включены, сварочный трансформатор 2 работает обычным образом. После прерывания сварочной дуги сигнал с датчика 3 тока прерывается и конденсаторы 9,11 и

13 разряжаются соответственно своим временным постоянным. Так как постоянная времени разряда конденсатора 9 незначительна в сравнении с постоянными конденсаторов ll и 13 на этапе выключения, влияние его несущественно.

Емкость конденсатора 11 в 10 раэ меньше емкости конденсатора 13, но он заряжен до напряжения, в 2-3 раза большего, чем напряжение заряда

I конденсатора 13. Время разряда конденсатора 11 до напряжения заряда конденсатора 14 составляет 0,5 с, это время выбирается из расчета обеспечения стабильности сварочного процесса, так как возможны кратковременные "пропадания" дуги при сварке изделий, Таким образом, при прерывании дуги на время от 0,5 до

1 с напряжение холостого хода сварочного трансформатора 2 плавно снижается до определенного значения, которое задается напряжением управления схемы U â зависимости от потенциала на базе транзистора 15.

Время полного разряда конденсатора 13 составляет 5-10 с, тем самым поддерживается плавный спад опреде" ленного значения, составляющего 2025 от номинального значения напряжения И,„ холостого хода на этом этапе до дежурного значения в холостом режиме.

Формы напряжения Ug ° U py U еи изображены на фиг,2 (конец сварки), Таким образом, динамический фильтр

7 обеспечивает плавность переходных процессов при коммутации сварочного трансформатора 2 °

На фиг.3 изображена зависимость

/напряжения сварочного трансформатора с момента прерывания сварочной дуги до ее возникновения при полном разряде конденсаторов фильтра до момента касания электрода.

После прекращения сварки происходит кратковременный подъем напряжения до номинального значения холостого хода эа счет снятия нагрузки, плавный спад в течение 0,5-1 с до напряжения 15-20 В и дальнейшее снижение напряжения по пологой экспоненте в течение 5-10 с до дежурно" го значения 2-4 В. При повторном касании электродом свариваемой детали происходит плавный подъем рабочего напряжения в течение 0,06-0,08 с.

В дальнейшем цикл повторяется, Следует отметить, что надежный поджиг

1449271 сварочной дуги обеспечивается эа счет поддержания на промежуточном этапе спада напряжения 15-20 В, ам" плитуда которого достигает 60 В при крутом переднем фронте рабочего импульса, что позволяет разрушать поверхностный слой коррозии.

Формул а изобретения

Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащий тиристорный коммутатор, схему управления коммутатором с нуль-органом и датчиком тока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы ограничителя и расширения em технологических возможностей, схема управления коммутатором содержит ге" нератор пилообразного напряжения, блокинг-генератор, динамический фильтр, выполненный в виде трехступенчатой RC-цепочки и двухкаскадно" го транзисторного ключа, выход кото" рого соединен с входом нуль-органа, а вход - с выходом трехступенчатой

RC-цепочки> соединенной с датчиком тока, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входу нуль-органа, выход которого соединен с блокинг-генератором, связанным свонмн выходами с тиристорным коммутатором.

14492 7 I аФ

Ф

Составитель В.Пучинский

Корректор С,Иекмар

Редактор Н.Лазаренко Техред М. Ходанич

Заказ 6907/12 Тираж 922 Подписное

ВЙК4ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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