Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора

 

(72) Авторы изобретения

В.A.Øóëèêo и A.А.Косинский

Pl) Заявитель

Изобретение относится к о;ласти сварки, в частности к устройствам для поддержания с необходимой выдержкой времени номинальной величи-ны напряжения холостого хода в ходе сварочных работ н ограничения его до безопасной величины после прекращения процесса сварки.

Известно устройство для ограничения напряжения холостого хода свароч- 10 ного трансформатора, содержащее тиристорный коммутатор,шунтируемий сопротивлением,включенный последовательно с первичной обмоткой (11 и f2)

При сварке в особо опасных усло- !6 виях по окончании сварки или длительном отрыве дуги необходимо отключать источник питания в течение времени не более 0,5 cev. При этом напряжение на электроде должно быть не более 12В - в течение последующего периода времени, вплоть до начала очередного процесса сварки, Основными техническими трудностями при осуществлении этих требований является отсутствие напряжения на вторичной стороне сварочного трансформатора или его незначительная величина и отсутствие надежного электрического контакта меж ду электродом и свариваелым предметом в момент касания.

На практике, как правило, свариваемые предметы покрыты ржавчиной, окалиной и имеют неровную, шероховатую поверхность, Кроме того, практически невоэможно электрод при касании свариваемого предмета установить так, чтобы он не смещался. В действительности, при касании электрод перемещается под нажимом руки на некоторое расстояние °

Во время перемещения электрода он вступает в кратковременный контакт с неровностями свариваемого предмета и возникает искрение, однако, оно нестабильно и может не развиваться в электрическую дугу. Поэтому сварщику необходимо постукивать по свариваемому предмету до тех пор, пока не нарушится слой ржавчины или окалины и не загорится дуга. Если при неограниченном, номинальном напряжении холостого хода, равном, как правило, 60-65 В, достаточно нескольких касаний, то при ограничении его до напряжения 12 В, что требуется по правилам безопасности, вызвать ,дугу аналогичными постукиваниями весьма трудно. Особенно это неудобно (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО

ХОДА СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Э 64

-gns сварщика при сварке потолочных перекрытий, т.е. снижение величины йапряжеяия холостого хода отрица-. тельно сказывается на процессе сварки и производительности.

С другой сторойы, найряжение

60-65 В" является оПаснйм, так как при сварке в сырых помещениях, под открытым небом и пр. при обязатель ном наличии заземления одного конпа возникает контур тока, проходящий через тело человека (сварщика) . этот ток настолько ощутим, что часто в этих условиях работа становитс не возможной.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности при включении устройства независимо от переходного сопротивления электрод-деталь, Это Стало возможным благодаря следующим обстоятельствам: было замечено, что при скольжений электрода по неровной, шероховатой поверхности металла во вторичной обмотке cíàðî÷íîão трансформатора протекают кратковременные импуль- сы тока, имеющие крутые передний и задний фронты и носящие вероятностный!характер. При одном случайном касании, как правило, возникает несколько таких импульсов. Это явление наблюдается как при номинальном напряжении холостого хода, так и при напряжении 12 В и менее. Отрицательное явление (нестабильный, пропадающий контакт) было использованО" заявителями в качестве воэможности получения сигнала о наличии надежного„ но кратковременного контакта.

Цель достигается тЬм, что последовательйо с вторичной обмоткой сварочного трансформатора подключен импульсный трансформатор, а в цепи обоих источников установлены последовательно соединенные оптрон и ем- . кость конденсатора, зашунтнрованного резистором, причем входная цепь оптрояа подключена к вторичной обмотке импульсного трансформатора, а выходная - через указанные емкость н резистор - к релейному элементу, также подсоединенному к обоим источ никам.

На чертеже дана принципиальная .электрическая схема устройства для автоматического ограничения напряжения холостого хода сварочных тран- .сформаторов.

Устройство включает в себя выпрямитель 1, подсоединенный к зажимам сети и питающий цепь управления тиристорного коммутатора 2, который зашунтнрован защйтнойЧС -цепочкой, состоящей из резистора 3 и конденса-, тора 4. Силовой сварочййй трансформа« тор 5 на. вторичной стороне имеет. электрод б и свариваемый предмет 7, Вторичная обмотка сварочного" трансформатора через импульсный тран7076 ф сформатор 8 связана с оптроном 9, который через конденсатор 10 подсо единен к обмот з релейного элемента.

11. К яей же подсоединяется вторичная обмотка трансформатора тока 12, к вторичной стороне которого подсо5 единен выпрямитель 13. Реактор 14 служит для регулировки сварочного тока, а резистор 15 обеспечива" ет разряд конденсатора 10. Обмотка и контакты геркона представляют со- .

Щ бой один элемент и обозначены оди наково - цифрой 11.

Работа схемы заключается в следующем. При подаче сетеэого напряжения (220, 380 B) на вход аппара

15 та схема управления получает питание. С этого момента выпрямитель

1 на выходе имеет напряжение, достаточное для.запуска схемы. Тиристорный коммутатор 2, собранный по известной схеме, находится в выключейном состоянии. Однако вследствие наличия защитной RC-цепочки, состоящей из резистора 3 и конденсатора переменной емкости 4, во вторичной обмотке сварочного трансформатора 5 наводится ЭДС, величина ко. торой задается параметрами элемея" тов 3 и 4, а выбирается из условий требований правил безопасности т.е.. не более 12 В, >

При касании электродоМ б свариваемого предмета 7 во вторичной обмотке импульсного трансформатора

8 появляется напряжение, достаточное для отпирания оптрона 9. Пас35 ледний включается и через конденса" тор 10 подает питание на катушку геркона 11. Он мгновенно срабатывает и включает тнристорный коммутатор, Таким образом, подается

40 номинальное напряжение холостого хода на электрод б, в результате чего становится возможным нормальный процесс сварки. Однако кондея" сатор 10 через некоторое-время заря45 дится и катушка геркона ll обесточнтся, Еслй электрод б имел только случайное или кратковременное целенаправленное касание, то снова в цепи сварки установится ограни® ченное напряжение. Если же электрод б нЕ будет отведен от свариваемоГо предмета, то тогда s работу вступает трансформатор тока 12,который дополнительно питает катушку 11.8 этом случае катушка будет питаться от трансформатора тока 12 в течение всего времени процесса сварки.

В выйрямйтеле 13 содержится реактивный элемент (накопитель энергии) конденсатор, соединеннйй по извест-.

60 ной схеме. его емкость выбрана так, что после прерывания сварочного то- . ка в катушке ll еще некоторое время протекает ток разряда указанного конденсатора, в результате чего обеспе

65 чивается выдержка времени до 0,5 еек, 647076

I и течение которого на электроде áóдет обеспечено напряжение 60-65 В.

По истечении этого интервала времени напряжение автоматически снизится до 12 В вследствие выключения тиристорного коммутатора 2.. Задержка 0,5 сек необходима для обеспечения бесперебойной работы сэарщика при случайных отскоках электрода.

Таким образом, наличие двухстороннего питания релейного элемента (в нашем случае, геркона ll), осу.ществляющего управление тиристориым коммутатором, позволяет получать

:устойчивую электрическую дугу как .. при кратковременных, так и при длительных процессах сварки. Тиристориый коммутатор и остальные быстродействующие элементы схемы применены именно с целью возможности осуществления сварки при кратковременном наличии контакта.

Из описания работы устройства видно, что для его стабильной pa6o-. ты йе предъявляются определенные требования к величине сопротивления

-в месте контакта электрода и свариваемого предмета, которое в из-, вестных устройствах специально оговаривается и не должно превышать

20 ом. Кроме того, имеется возмож.ность ограничения напряжения холостого хода ниже требуемых 12 В, а время включения составляет менее

3 мсек (время срабатывания геркона), в известных устройствах оно находится.в пределах 0,2 сек.

Предложенное устройство изготов лено по прилагаемой принципиальной схеме, экспериментальнйй образец нашел применение в угольной промнш. ленности - для сварки s шахтных стволах, где имеет место большая сырость, капеж воды и сильно заржав лены свариваемые детали.

Путем многокра-ного Осциллографи,рования исследованы процессы, проис:ходящие в различнйх режимах сварки.

-Следует отметить, что конструк-тивно все элементы выполнены в виде небольшого переноснОгО аппарата, который подключается к серийно.вы. пускаемым передвижным сварочным трансформаторам с йомощью 3 - силовых клемм, выведенных на лицевую панель, При этом тип сварочного трансформатора и расположение реактора 14 с точки зрения работоспособности уст- ройства не имеет значения.

Изобретение позволяет обеспечить

5 условия техники безопасности при сварке в Особо опасных условиях и повысить чувствительность устройстha при включении.

Формула изобретения

Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного д5 трансформатора, содержащее тнристорный коммутатор, шунтированный сопро" тивлением, включенный последовательно с первичной обмоткой сэарочиого трансформатора, схему управления коммутатором на основе релейного элемента, вспомогательные источники постоянного напряжения, один из которых подключен непосредственно к сети, а другой - iso вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью по-. вышения чувствительности при включении устройства независимо от переходного сопротивленйя электрод-деталь, последовательно с вторичной обмоткой сварочного трансформатора подключен импульсный тарнсформатор, а s цепи

35 обоих источников установлены последовательно соединенные оптрон и емкость конденсатора, зашунтированного резистором, причем входная цепь оптрона подключена к вторич40 ной обмотке импульсного трансформатора, а выходная - через указанные емкость и резистор - к релейному элементу, также подсоединенному к обоим источникам.

Источники информации, принятые во внимание цри Экспертизе .1. Рожанский З.Е. и др. Автомат АБРТ-4, 91 2. Журнал - Безопасность труда

s промьлаленности Р 5, 1973, с.45-46.

647076 едактор А Абрамов

Заказ 210/8

Составитель И.Лурье

Тексел О. Андрейко Ко у ктоц И. Гомскч

Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 РауИскаи наб. д4 5»

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðñä, ул.Проектная,4