Устройство для электромагнитного перемещения расплава сварочной ванны

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.01.76 (21) 2317408/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опублнковано25 066.78,Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 29.05. т8, Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 611742 (51) М. Кл.

В 23 К 9/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621:791.75. .03 7(088,8) N, А. Абралов, А, А, Гапонов, В, Я, Заверюха, В. П. Смирнов н Б, В. Умаров (723 Авторы изобретения

Ташкентский политехнический институт им. Беруни (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

ПЕРЕМЕШИВАНИЯ РАСПЛАВА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Изобретение относится к сварке плавлением, в частности с электромагнитным воздействием на расплавленный металл внешним магнитным полем, и может быть использовано в народном хозяйстве при сварке металлов и сплавов на постоянном и переменном токе.

Известно устройство для электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны, содержащее соленоид, источник питания, шунтированный емкостью, коммутирующий элемент

8 виде однофазного мостового инвертора на управляемых диодах, вход которого через ключевой элемент подключен к источнику питания, блок управления коммутирующим элементом и блок управления ключевым элементом в виде последовательно соединенных широтно-импульсного модулятора генератора высокой частоты с выпрямлением выходного сигнала (1».

В этом устройстве, однако, при прерывании тока соленоида с помощью ключевого элемента возникают значительные перенапряжения, которые могут привести к пробою полупроводниковых приборов в ключевом и коммутирующем элементах, что резко снижает надежность работы устройства.

Кроме того, из-за отсутствия синхронизации между автогенераторами блоков управления ключевым и коммутирующим элементами возможно появление импульсов тока в соленоиде различной скважности как в одном периоде колебаний, так и в течение всего процесса сварки, что приводит к ухудшению формирования сварного шва.

Целью изобретения является повышение надежности управления ключевым и коммутирую щим элементами и расширение пределов регулирования частоты импульсов тока в соленоиде.

Это достигается тем, что в устройство введены мостовая схема диодного ограничителя и резисторы, при этом соленоид соединен через указанные элементы с емкостью источника питания, ключевой элемент выполнен в виде двух транзисторных ключей по одному в каждом проводе питания, а блок управления ключевым элементом имеет два выхода, соединенных соответственно с входами управления ключевого элемента.

На фиг. 1 изображена структурная схема

20 устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит задающий генератор

1, блок управления ключевым элементом 2, включающий широтно-импульсный модулятор 3, управляемый генератор высокой частоты 4, вы25 прямители 5 и 6, блок управления коммутиру611742 юшим элементом 7, коммутирующий элемент 8, ключевой эЛемент 9 на транзисторах 10 и 11, соленоид 12, источник питания 13, диодный ограничитель перенапряжений 14, емкость 15.

Выход задающего генератора 1 соединен со входом блока управления 7 коммутирующего элемента 8, а также с входом широтно-импульсного модулятора 3. Это обеспечивает синхронное включение широтно-импульсного модулятора 3 и любой пары тиристоров коммутируюшего элемента 8.

Выход широтно-импульсного модулятора 3 соединен с входом управляемого генератора вы сокой частоты 4, в результате чего после включения широтно-импульсного модулятора 3 возникают колебания в управляемом генераторе высокой частоты 4.

Два выхода управляемого генератора высокой частоты 4 через выпрямители 5 и 6 питают током цепи без транзисторов 10 и 11 ключевого элемента 9. Таким образом, обеспечивается синхронное включение пары управляемых диодов коммутируюшего элемента 8 и транзисторов 10 и 11.

Диодный ограничитель 14 по мостиковой схеме входной диагональю присоединен к зажимам соленоида 12, а другой диагональю — к зажимам емкости 15, которая присоединена к проводам питания 13 и ключевым элементом 9.

Принцип работы устройства может быть пояснен с помощью фиг. 2, на которой изображены временные диаграммы токов и напряжений в характерных точках схемы, например U,— напряжение на выходе широтно-импульсного модулятора 3, ток i i 4 — ток на выходе диодного ограничителя 14.

В момент появления импульса задающего генератора 1 синхронно включается блок широтно-импульсного модулятора 3 пара управляемых диодов в блоке 8 и начинаются колебания U4. В результате напряжение Uq,-„включает транзисторы 10, 11 и через них протекает ток iso „питающий катушку соленоида

В момент t i окончания импульса U> широтноимпульсного модулятора прекращаются колебания U4 и импульс Ue,> включения транзисторов 10, 11. Однако ток i z индуктивной катушки прерваться мгновенно не может и после включения транзисторов 10, 11 протекает через диоды ограничителя 14 (см. i i 4), подзаряжая емкость 15. В результате напряжение на соленоиде Ui не превышает величины Е источника питания.

Изменяя уставку блока широтно-импульсного модулятора, можно плавно регулировать отношение —, т. е. скважность импульсов.

ti

Изменение частоты задающего генератора 1 т. е. интервала Т, может быть получено, например, в схеме автоколебательного мультивибратора с регулируемым смещением. Блок широтно-импульсного модулятора может быть выполнен с регулируемой длительностью выходного импульса 1, на основе ждущего мультивибратора. Управляемый генератор высокой частоты 4 может быть выполнен, например, на основе автоколебательного мультивибратора с трансформаторной обратной связью (типа Роера). о . Использование новых блоков (широтно-импульсного модулятора, управляемого генератора высокой частоты, диодного ограничителя перенапряжений) дает возможность реализовать надежное переключение ключа и коммутатора без перенапряжений и обеспечить плавное регулирование скважности в широком диапазоне частот. Это позволяет подобрать оптимальные режимы электромагнитной обработки расплава сварочной ванны путем плавной регулировки частоты и длительности (скважности) импульсов тока при сварке металлов и сплавов как на постоянном, так и на переменном токе.

Формула изобретения

Устройство для электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны, содержащее соленоид, источник питания, шунтированный емкостью, коммутирующий элемент в виде однофазного мостового инвертора на управляемых диодах, вход которого через ключевой лемент подключен к источнику питания, блок управления коммутирующим элементом и блок управления ключевым элементом в виде послез5 довательно соединенных широтно-импульсного модулятора, генератора высокой частоты с выпрямлением выходного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности ключевого и коммутирующего элементов и расширения пределов регулирования частоты импуль4Q сов тока в соленоиде, в устроиство введена мостовая схема диодного ограничителя и резисторы., при этом соленоид соединен через указанные элементы с емкостью источника питания, ключевой элемент выполнен в виде двух транзисторных ключей по одному в каждом проводе питания, а блок управления ключевым элементом имеет два выхода, соединенных соответственно с входами управления ключевого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка № 2104364/25, кл. В 23 К 9/08, 1975.

611742 ч

à — -1 г фиг. г

Фиг..Z

Составитель В. Катин

Техред О. Луговая Корректор И. Гоксич

Тираж 1263 Подписное

Редактор Д. Пинчук

Заказ 3352/14

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4