Преобразователь постоянного тока для дуговой сварки

 

Использование: преобразователь постоянного тока может быть использован для ручной и автоматической дуговой сварки на постоянном токе. Сущность изобретения: в преобразователе постоянного напряжения с последовательным резонансным инвертором , имеющим основной-и вспомогательный резонансные контуры, силовой трансформатор , выпрямитель, фильтр, балластный резистор и реле выходного напряжения , обратные диоды заменены тиристорами. Формирователи импульсов управления основными и обратными вентилями подключены к выходам демультиплексора, адресные входы которого подсоединены к выходам двоичного счетчика , а информационный входк выходу задающего генератора. Счетный вход счетчика подключен к выходу задающего генератора, а выход реле напряжения соединен с информационным входом формирователя разрешающего сигнала. Синхронизирующий вход этого формирователя подключен к выходу задающего генератора, а выход - к разрешающим входам счетчика и демультиплексора,2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/00,9/10

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР)

Щ)ц ® . *, М пАТеНтУ (41) 4917290/08 (2) 07.03.91 (6) 15.03.93. Бюл. N. 10 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н. Ул ья нова (7l2) А.М. Иванов и В.М, Яров (13) А.М, Иванов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1252097, кл. B 23 К 9/00, 1985, Авторское свидетельство СССР N 1489934,кл.9 23 К 9/00, 1987

1 (5 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

Т КА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ (5,) Использование: преобразователь пас янного тока может быть использован для р чной и автоматической дуговой сварки на и стоянном токе. Сущность изобретения: в и еобразователе постоянного напряжения с оследовательным резонансным инвертоИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано дл дуговой сварки постоянным током.

Целью изобретения является повышени надежности работы. Схема мостового варианта преобразова еля и системы управления им представле а на фиг, 1; на фиг, 2 приведены ди граммы, поясняющие ее работу.

t Преобразователь содержит четыре основных 1, 2, 3, 4 и четыре обратных тиристора15, 6, 7, 8 образующих мостовую схему, ос овной 9 и вспомогательный 10 резонансн е контура, включенные в диагональ пере енного тока моста, трансформатор 11, по ключенный первичной обмоткой паралле ьно вспомогательному контуру, выпря„„ Ы „1802765 А3 ром, имеющим основной. и вспомогательный резонансные контуры, силовой трансформатор, выпрямитель, фильтр, балластный резистор и реле выходного напряжения, обратные диоды заменены тиристорами. Формирователи импульсов управления основными и обратными вентилями подключены к выходам демультиплексора, адресные входы которого подсоединены к выходам двоичного счетчика, а информационный вход — к выходу задающего генератора. Счетный вход счетчика подключен к выходу задающего генератора, а выход реле напряжения соединен с информационным входом формирователя разрешающего сигнала, Синхронизирующий вход этого формирователя подключен к выходу задающего генератора, а выход — к разрешающим входам счетчика и демультиплексора, 2 ил. митель 12, фильтр 13, балластный резистор

14, реле напряжения 15 с гистерезисной характеристикой вход-выход, подключенное входом к выходу преобразователя, формирователь разрешающего сигнала 16. информационным вход которого 17 связан с выходом реле напряжения, а синхронизирующий вход 18 с выходом задающего генератора 19, двоичный счетчик 20, счетный вход

21 которого подключен к задающему генератору, а разрешающий 22 — к выходу формирователя разрешающего сигнала, демультиплексор 23 управляемый счетчиком, информационный вход которого 24 подключен к задающего генератору, адресные входы — к выходам счетчика, а разрешающий 25 — к формирователю разрешающего

1802765

20

50 сигнала и формирователи отпирающих импульсов для управления тиристорами инвертора 26, подсоединенных к выходам демультиплексора.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Пусть на выходе формирователя разрешающего сигнала 16 высокий уровень напряжения, разрешающий работу счетчика

20 и демультиплексора 23, На выходах демультиплексора 23 последовательно во времени появляются импульсы задающего генератора в результате чего последовательно включаются пары тиристоров инвертора, При каждом очередном включении пары тиристоров конденсаторами OGHOBHoro 9 и вспомогательного колебательных контуров перезаряжаются импульсами тока приблизительно синусоидальной формы, а конденсатор фильтра 13 подзаряжается

Пусть первыми включились тиристоры 1 и 4.

Тогда после окончания процесса перезаряда конденсаторов колебательных контуров полярность напряжения на них будет такой как показано на схеме, Так как собственная частота колебательных контуров выше частоты задающего генератора после перехода тока в тиристорах 1, 4 через нуль в диагонали моста возникает бестоковая пауза. Полярность напряжения на обмотках трансформатора, возникающая на интервале открытого состояния 1 и 4, будет поддерживаться конденсатором колебательного контура 10. К тиристорам 1, 4 будет приложено обратное напряжения

U = (Uc9+ 0с1з — 0вх)/2, где Ба, Оаз — напряжения на конденсаторах контура 9 и фильтра 13 в конце интервала проводимости тиристоров соответственно; U» — входное напряжение преобразователя, Появление следующего импульса на выходе задающего генератора приведет к отпиранию пары обратных тиристоров 5,8, в диагонали моста будет протекать ток противоположной полярности, а конденсатор фильтра снова подзаряжается, К ранее открытым тиристорам 1, 4 будет приложено обратное напряжение равное напряжению на открыть1х тиристорах 5, 8, Третий импульс задающего генератора вызовет отпирание тиристоров 2, 3, а четвертый — пары

6, 7, после чего процессы в инверторе начнут повторяться, так как счетчик 20 возвратится в исходное состояние, Так.работает преобразователь при наличии нагрузки (при горении дуги), когда выходное напряжение меньше того значения, при котором на выходе реле напряжения 15 возникает напряжение низкого уровня.

Если дуга не горит,то выходное напряжение преобразователя будет расти и в некоторый момент времени достигнет того значения, при котором на выходе реле 15 напряжение скачком уменьшится до уровня логического нуля, Формирователь разрешающего сигнала построен таким образом, что если этот момент попадает на интервал существования импульса задающего генератора, то изменение выходного напряжения формирователя с уровня логической 1 до уровня логического О происходит при срезе импульса задающего генератора, включается очередная пара тиристоров, а счетчик увеличивает содержимое на 1 и устанавливается на включение следующей пары, Если момент изменения выходного напряжения реле попадает на интервал между импульсами задающего генератора, то изменение напряжения на выходе формирователя с 1 на

0 произойдет при возникновении очередного фронта импульса, В этом случае счетчик не изменит своего состояния и очередная пара тиристоров не включится,-Таким образом, применение формирователя разрешающего сигнала для счетчика и демультиплексора позволяет в любом случае подавать на вход формирователей 26 импульс заданной длительности и следовательно, гарантировано включать тиристоры.

Если бы разрешающий сигнал на счетчик и демультиплексор поступал непосредственно с выхода реле напряжения, то в случае попадания момента изменения этого сигнала на импульс на вход формирователя 26 поступил бы укороченный импульс, В этом случае очередная парэ тиристоров все равно может включиться, в то время кэк счетчик своего состояния не изменит, Это означает, что в последующем нормальное «ередование включения тиристоров нарушится, После того, как на разрешающих входах демультиплексора и счетчика установятся низкие уровни, счетчик будет сохранять свое содержимое, а на выходах демультиплексора будут поддерживаться низкие напряжения, поэтому нэ один из тиристоров инвертора открываться не будет, Выходное напряжение преобразователя будет уменьшаться, так как конденсатор фильтра 13 бу- . дет разряжаться на балластный резистор

14. B какой-то момент напряжение достигнет уровня при котором выходное напряжение реле 15 скачком увеличится до уровня логической 1.,Если момент изменения напряжения реле 15 попадает на интервал существования импульса задающего генератора 19, то изменение уровня на вы1802765

40 ходе формирователя разрешающего сигнала 16 произойдет при срезе импульса, а счетчик 20 сможет изменить свое состояние в момент прихода следующего среза, после включения пары тиристоров. Если момент изменения состояния реле приходится на паузу между импульсами задающего генератора, то с приходом очередного импульса включится очередная пара тиристоров, которая была зафиксирована счетчиком 20 пфи прекращении работы инвертора, а на с езе импульса содержимое счетчика измен тся на единицу. Если бы формирователь р4зрешающего сигнала 16 отсутствовал бы, то при попадании момента появления логической 1 йа выходе реле 15 на интервал существования импульса генератора де-. м льтиплексор 23 на одном из выходов сформировал бы укороченный импульс, кото рый может включить тиристоры. Так как длительность импульса тока в колебательнс м контуре почти постоянная, включение т ристоров с запаздыванием означает уменьшение длительности паузы, и, следовательно, создает предпосылки к срыву инвертирования, Таким образом, предлагаемое техническ ое решение позволяет повысить надеж-. нс сть коммутации тиристоров и обеспечить и авильное чередование включаемых тирист ров, что предотвращает одностороннее н магничивание трансформатора .8 отличи1 от прототипа оно позволяет приложить к тиристорам большее обратное напряжение и увеличить интервал времени в течение которого запираемые тиристоры находятся по ц обратным напряжением. Управляющая часть преобразователя проще.чем у протоI типа, так как не содержит ряда узлов (датчики тока, формирователи импульсов фиксированной длительности и др.). Практически все узлы управляющей части предлагаемого

5 преобразователя являются стандартными узлами цифровой электроники не требующие настройки.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока для

10 дуговой сварки, содержащий последовательный резонансный инвертор с основным и вспомогательным резонансным контуром, трансформатор, выпрямитель, емкостной фильтр, балластный резистор и схему управ15 ления, включающую реле напряжения, задающий генератор и два формирователя импульсов отпирания тиристоров инверто. ра, причем встречно параллельно тиристорам инвертора включены обратные

20 полупроводниковые вентили, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения схемы управления, обратные полупроводниковые вентили выполнены в виде обратных тири25 сторов, входы формирователей импульсов отпирания основных и обратных тиристоров подключены к выходам демультиплексора, адресные входы которого подключены к выходам двоичного счетчика, а информацион30 ный вход — к выходу задающего генератора, счетный вход счетчика подключен к выходу задающего генератора, выход реле напряжения соединен с информационным входом формирователя разрешающего сигнала, 35 синхронизирующий вход этого формирователя подключен к выходу задающего генератора, а выход — к разрешающим входам счетчика и демультиплексора.

1802765

1802765

Составитель А. Иванов

Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 857 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5