Устройство для стабилизации сварочной дуги переменного тока

 

Изобретение относится к области сварки и .может быть использовано при ручной дуговой сварке. Цель изобретения - уменьшение уровня радиопомех и улучшение условий электробезопасности. Устройство содержит управляемый генератор, подключенный к вторичной обмотке источника сварочного тока, датчик тока в сварочной цепи, подключенный к выпрямительному мосту, выход которого соединен со входами инвертора и блока управления. Выход инвертора через интегратор подключен к управляющему входу генератора, а выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора в первичной цепи источника сварочного тока. Устройство по окончании сварки автоматически отключает напряжение сварочного трансформатора, и на сварочном электроде остаются лишь короткие стабилизирующие импульсы, которые благодаря малой длительности не вызывают ощущения у сварщика. Во время сварки стабилизирующие импульсы подаются не в каждый полупериод питающего напряжения, а лишь в те полупериоды, когда прерывается сварочная дуга. 2 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SO 4 В 23 К 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4177271/31-27 (22) 05.01.87 (46) 15.02.89. Б юл. ¹ 6 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В. М. Попов и A. И. Ревякин (53) 621.791.75.037 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 589099, кл. В 23 К 9/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 499994, кл. В 23 К 9/06, 1974. (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗА ЦИИ СВАРОЧНОИ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при ручной дуговой сварке. Цель изобретения — уменьше»ие уровня радиопомех и улучшение условий электробезопасности. Устройство содержит управляемый генератор, подключенИзобретение относится к сварке и может быть использовано при ручной дуговой сварке.

Целью изобретения является уменьшение уров ня радиопомех и улучшение условий электробезопасности.

На фиг. 1 схематически изображено устройство; »а фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. I ) содержит управляемый генератор 1, подключенный к вторичной обмотке источника сварочного тока 2, датчик тока 3 в сварочной цепи, подключенный к выпрямительному мосту 4, выход которого соединен со входами инвертора 5 и блока управления 6, выход инвертора через интегратор 7 подключен к управляющему входу генератора, а выход блока управле»ня подключен к управляющему входу ком„„SU„„1458121 А 1 ный к вторичной обмотке источника сварочного тока, датчик тока в сварочной цепи, подключенный к выпрямительному мосту, выход которого соединен со входами инвертора и блока управления. Выход инвертора через интегратор подключен к управляющему входу генератора, а выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора в первичной цепи источника сварочного тока. Устройство по окончании сварки автоматически отключает напряжение сварочного трансформатора, и на свароч»ом электроде остаются лишь короткие стабилизирующие импульсы, которые благодаря малой длительности не вызывают ощущения у сварщика. Во время сварки стабилизируюшие импульсы подаются не в каждый полупериод питаюшего напряжения, а лишь в те полупериоды, когда прерывается сварочная дуга. 2 ил.

2 мутатора 8 в первичной цепи источника сварочного тока. Кроме того, на схеме показаны сварочный электрод 9 и свариваемое изделие 10.

Устройство работает следующим образом.

При появлении напряжения на клеммах блока питания (не показан) возникает постоянное питающее напряжение Е (фиг. I).

На выходе инвертора 5 появляется напряжение (фиг. 2б), и конденсатор интегратора

7 начинает заряжаться (фиг. 2в). Когда напряжение на конденсаторе достигает по. рога срабатывания транзистора блокинг-генератора U (момент (»а фиг. 2), управляемый генератор 1 формирует короткий высоковольтный импульс (фиг. 2г.). 3a время действия импульса конденсатор интегратора 7 перезаряжается до отрицательного

1458121

55 напряжения и после закрывания транзистор» б. Окинг-генератора вновь начинает заряжаться (фиг. 2в). Этот процесс периоди сски повторяется до тех пор, пока сварочная цепь разомкнута. При разомкнутой сварочной цепи сигнал на выходе датчика тока

3 и выпрямителя 4 (фиг. 2а) отсутствует и инвертор 5 остается закрытым (фиг. 2б). В течение этого времени закрыты также транзистор блока управления 6, коммутатор 8, и напряжения на первичной обмотке источника сварочного тока нет (фиг. 2е). Поэтому в режиме холостого хода на сварочный электрод 9 поступают только импульсы управляемого генератора 1, которые благодаря малой длительности не вызывают ощущения у сварщика во время замены электродов и не представляют опасности.

В момент t, происходит прикосновение электрода 9 к изделию 10. Следующий после этого импульс управляемого генератора

1 пробивает межконтактный промежуток и вызывает протекание в сварочной цепи импульса тока (фиг. 2ж). На выходе датчика тока 3 и выпрямителя 4 появляется импульс напряжения, который открывает транзисторы инвертора 5 (фиг. 2б) и блока управления 6. Происходит быстрый заряд конденсатора блока управления 6 через открытый транзистор и небольшое зарядное сопротивление, в цепи оптрона появляется ток (фиг. 2д), с1ерез выходной тиристор оптрона подается управлявшее напряжение. на ком му га гор 8, который подключает первичную обмотку источника сварочного тока в сети. После окончания импульса оптрон блока управления 6 удерживается во включенном состоянии разрядным током конденсатора блока управления (фиг. 2д). Постоянная времени разряда этого конденсатора выбирается таким образом, чтобы до прихода следующего импульса разрядный ток не успел снизиться до порога Отключения оптрона,. Благодаря этому в промежутке между импульсами коммутатор 8 остается во

Включ(пном состоянии.

11а фиг. 2е изображен наиболее неблагоIlpHHï ûé случаи, когда включение происходит при малом напряжении в сети и напряжения во вторичной обмотке источника сварочного тока 2 недостаточно для зажигания сварочной дуги. Как видно из фиг. 2ж, второй после прикосновения импульс также не приводит к зажиганию сварочной дуги, поскольку напряжение в сети, изменив полярность, остается малым. К приходу третьего после включения импульса (t на фиг. 2а) напряжение в сети U, (фиг. 2е) велико, следовательно, во вторичной обмотке источника сварочного тока 2 напряжение достигает значения, достаточного для зажигания сварочной дуги. Появляется сварочный ток (фиг.

2ж) и напряжение на датчике тока 3 и выпрямительном мосту 4 (фиг. 2а), благодаря которому устройство воспринимает как положительные, так и отрицательные полуволны тока. Транзисторы инвертора 5 и блока управления 6 открываются на время, близкое к полупериоду сварочного тока (фиг. 2б, 2д).

Конденсатор интегратора 7 разряжается (фиг. 2в), генерация блокинг-генератора срывается (фиг. 2г). Высоковольтные импульсы в сварочную цепь не поступают.

Во время перехода сварочного тока через ноль (tq на фиг. 2) на выходе инвертора 5 по явл яется импульс (фи г. 2б) . Длительность этого импульса мала и за время его действия конденсатор интегратора 7 не успевает зарядиться до напряжения срабатывания транзистора блокинг-генератора (фиг. 2в), и управляемый генератор 1 остается отключенным.

Предположим, что после следуюшего перехода через ноль (t 5 на фиг. 2) дуга не зажигается, и сварочный ток отсутствует (фиг. 2ж). Тогда после заряда конденсатора интегратора 7 (фиг. 2в) в момент t, управляемый генератор 1 вырабатывает импульс (фиг. 2г), который пробивает межконтактный промежуток и создает проводящий канал для сварочного тока (фиг. 2ж).

Сварочный процесс продолжается.

Если в момент t электрод 9 отведен от изделия и цепь тока разорвана, напряжение на выходе выпрямителя 4 пропадает. Блокинг-генератор опять начинает работать в автогенераторном режиме, вырабатывая импульсы дежурного напряжения (фиг. 2г) .

Разрядный ток через конденсатор блока управления 6 уменьшается, достигая к моменту t порога отключения оптрона 1„(фиг. 2д), и коммутатор 8 снимает напряжение с первичной обмотки источника сварочного тока 2 (фиг. 2е). На сварочном электроде 9 остаются только импульсы дежурного напряжения (фиг. 2г).

По сравнению с базовым объектом-прототипом предлагаемое устройство позволяет улучшить условия электробезопасности.

При отсутствии контакта электрода с изделием источник сварочного тока отключен от сети. Воздействие импульсов дежурного напряжения благодаря их малой длительности не вызывает ощущения у сваршика, в то время как при работе с устройством-прототипом существует вероятность поражения сварщика напряжением холостого хода источника сварочного тока.

В предлагаемом устройстве стабилизирующие импульсы подаются лишь в те полупериоды, когда прерыв-.ется сварочная дуга, в то время как в устройстве-прототипе стабилизирующие импульсы подаются в каждый полупериод сварочного тока. В связи с этим уровень радиопомех, создаваемых

1458121 предлагаемым устройством, меньше, чем от устройства-прототипа.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации сварочной дуги переменного тока, содержащее управляемый генератор стабилизирующих импульсов, подключенный к вторичной обмотке источника сварочного тока, выпрямительный мост, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности и уменьшения уровня радиопомех, в устройство введены коммутатор, блок управления, интегратор, инвертор и датчик тока, причем коммутатор включен в первичную обмотку источника сварочного тока, его управляюший вход подключен к выходу блока управления, входы блока, управления и инвертора объединены и соединены с выходом выпрямительного моста, вход которого подключен к датчику тока, установленному в сварочной цепи, выход инвертора через интегратор подключен к управляющему входу генератора, выход которого подключен паралельно вторичной обмотке источника сварочного тока.

1458121

+eel

Км

% г

ig

Фиг. 2

Составитель B. Пучинский

Редактор H. Горват Текред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ,301/15 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 133035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская- наб., д. 4/5

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