Устройство для стабилизации расстояния от горелки до поверхности изделия

 

:то патеч-.н, е..н-! б, -"" = -ал

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (ii>774844

К ANTOPCNOAAY СВИДЕП С (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0111,77 (21) 2539398/25-27 (51)М. Кл

8. 23 K 9/10 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301080.Бюллетень NP 40

Дата опубликования описания 301080 (53) УДК 621. 791. .943.039(088.8) (72) Автор изобретения

N. I. Бирюков (71 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ РАССТОЯНИЯ

ОТ ГОРЕЛКИ ДО ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов и может быть использовано преимущественно при кислородной газоэлектрической резке металла.

Известно устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности изделия, включающее электроддатчик с измерительным и логическим элементами, который соединен с высоковольтным источником импульсов, и привод с усилителем (1) .

Регулирование расстояния в этом устройстве осуществля;"т по амплитудным значениям тока путем накопления импульсов, детектирования и сравнения с опорным напряжением.

В результате использования в указанном устройстве преобразователя им-20 пульсов в постоянное напряжение быстродействие устройства снижается.

Кроме того, использование в качестве логического элемента .компаратора (сравнение сигнала рассогласования 35 с опорным напряжением) усложняет устройство и снижает его надежность изза ложного срабатывания при исчезновении искрового разряда (например, над отверстием)..

Известно устройство f2) для стабилизации расстояния от горелки до поверхности иэделия, содержащее элект-, рически соединенные формирователь импульсов, разрядный контур, измерительный элемент, усилитель и привод коррекции.

В известном устройстве генератор пилообразных напряжений формирует пилообразно нарастающие высоковольтные импульсы, с помощью которых зондируют промежуток от электрода-кольца до поверхности изделия. Измерительным элементом выделяют импульсы, пробившие промежуток, н преобразуют их в постоянное напряжение, которое подают в компаратор и сравнивают с эталонным, а результат сравнения через усилитель мощности управляет работой привода, поддерживающего заданное расстояние.

Однако известное устройство достаточно сложно, а наличие в системе преобразователя импульсов в постоянное напряжение снижает быстродействие.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его надежности и быстродействия.

774844

Поставленная цель достигается за счет того, что разрядный контур выполнен со скомпенсированным импедансом, а формирователь импульсов выполнен двуполярным и подключен к разрядному контуру, причем измерительный элемент включен в цепь разрядного контура и соединен через усилитель с приводом коррекции.

На фиг. 1 показана схема устройства для стабилизации расстояния от горелки до поверхности металла; на фиг. 2 — диаграммы напряжений.

Устройство содержит формирователь

1 серии высоковольтных двуполярных импульсов, электроискровой разрядный контур 2, усилитель 3 и тиристорный привод 4 (фиг. 1).

Формирователь 1 выполнен из двух аналогичных схем, каждая из которых состоит из трех цепей: цепи заряда, цепи формирования управляющих им- 2О пульсов и цепи разряда.

В схеме, выполненной для одной полуволны сетевого напряжения, цепь заряда состоит из выпрямительного диода 5, ограничительного сопротивления

6, накопительной емкости 7 и первичной катушки 8 высоковольтного трансформатора.

Цепь формирования управляющих импульсов состоит из выпрямительного диода 9, сопротивления 10, динистора 11 и разделительной емкости 12.

Цепь разряда состоит из управляемого тиристора 13, первичной катушки

8 высоковольтного трансформатора и накопительной емкости 7.

В схеме, выполненной для другой полуволны сетевого напряжения, цепь заряда состоит из выпрямительного диода 14, ограничительного сопротивления 15, накопительной емкости 16 и 40 первичной катушки 17 высоковольтного трансформатора.

Цепь формирования управляющих импульсов состоит из выпрямительного диода 18, сопротивления 19, динистора 20 и разделительной емкости 21.

Цепь разряда состоит из управляемого тиристора 22, первичной катушки

17 высоковольтного трансформатора и накопительной емкости 16.

Катушки 8 и 17 высоковольтного трансформатора включены в противофазе между собой, т.е. катушка 17 включена встречно относительно катушки 8.

Электроискровой разрядный контур

2 содержит вторичную катушку 23 высоковольтного трансформатора и измерительный элемент 24, который может состоять, например, иэ сопротивлении

25 и 26, являющихся делителем высоковольтного напряжения и шунтированных фО емкостью 27.

Тиристорный привод 4 состоит из встречно параллельно включенных тиристоров 28 и 29, подключенных последовательно с якорной обмоткой двигателя 30 к источнику синусоидального напряжения, имеющему фазу, совпадающую с импульсами управляющих обмоток 31 и

32, являющихся выходными с усилителя 3, и выпрямительных диодов 33 и

34, пропускающих ток только в положительной полярности.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сетевого напряжения в первый дополнительный полупериод заряжается накопительная емкость 7 по цепи заряда 5-6-7-8.

В следующий отрицательный полупериод цепь заряда запирается диодом 5, а в цепи формирования управляющих импульсов 9-10-11-12 при достижении на динисторе 11 пробивного напряжения появляется импульс тока, который через разделительную емкость

12 подается на управляющий электрод тиристора 13. Тиристор 13, отпираясь, замыкает цепь разряда 13-8-7, т.е. емкость 7 разряжается на катушку 8.

В этот же отрицательный полупериод заряжается накопительная емкость 16 цепи заряда 14-15-16, а в следующий положительный полупериод одновременно с зарядом накопительной емкости 7 происходит разряд накопительной емкости 16(формируется управляющий импульс в цепи 18-19-20-21, который через разделительную емкость 21 подается на тиристор 22, замыкающий цепь разряда 22-16-17).

Катушки 8 и 17 включены встречно, поэтому во вторичной катушке 23 индуцируются разнополярные импульсы.

Итак, формирователь 1 разнополярных импульсов выдает в электроискровой разрядный контур 2 разнополярные импульсы, сдвинутые по фазе положительный относительно отрицательного (например, на 180О) и совпадающие с началом полуволны сетевого напряжения.

Эти импульсы приложены к искровому промежутку 6 между горелкой и поверхностью металла.

Электроискровой разрядный контур

2 при длине электроискрового разрядного промежутка, равной заданной

6б = 8 од, скомпенсирован. В этом случае с сопротивления 25 получают сигнал, незначительный пс амплитуде ввиду малости разрядных токов (13 ма) и низкоомного сопротивления

25 (фиг. 2 а).

При 8g > э д в разрядных импульсах тока разрядного контура будет преобладать емкостная составляющая.

В этом случае при подаче импульсов с формирователя 1 (отрицательного в первый полупериод и положительного во второй) в разрядном контуре 2 возникают импульсы с сопротивления 25— положительный в первый полупериод и отрицательный во второй (фиг. 2 б>.

774844

Формула изобретения

P uz.!

При 3 g < C c, в разрядных импульсах тока разрядного контура 2 будет преобладать индуктивная составляющая.

В этом случае при подаче импульсов с формирователя 1 (отрицательного в первый полупериод и пол жительного во второй) в разрядном колтуре 2 возникают импульсы с сопротивления 25 отрицательный в первый полупериод и положительный во второй (фиг. 2 в).

Таким образом, возникающие в разрядном контуре 2 двуполярные импульсы с изменением 5g плавно, но в очень узком диапазоне изменений ь = 0,10,3 мм изменяют свою полярность на противоположную. Это как раз и обеспечивает необходимую зону нечувстви- 15 тельности привода.

Двуполярные импульсы с электроискрового разрядного контура 2 через усилитель 3 подаются на управляющие обмотки 31 и 32 тиристорного приво- gg да 4, причем в зависимости от длины искрового промежутка Eg положительные импульсы включают либо тиристор 28 двигатель вращается в одну сторону (фиг. 2 r), либо тиристор 29 — двигатель вращается в другую сторону (фиг. 2 д) . При E g = С сигнал с измерительного элемента не проходит через усилитель из-за малости амплитуды (фиг. 2 а), тиристоры 28 и 29 заперты и двигатель не вращается.

39

Использование двуполярного формирователя высоковольтных импульсов в сочетании со скомпенсированным контуром позволило вдвое уменьшить число элементов схемы (исключен преобразователь импульсов, источник опорного напряжения, схема сравнения, модулятор пилообразного напряжения), благодаря чему устройство стало компактным и более надежным в работе. Качественно новое решение получения и обработки сигнала в разрядном контуре помогло также повысить быстродействие устройства.

Устройство для стабилизации расстояния от горелки до поверхности изделия, содержащее электрически соединенные формирователь импульсов, разрядный контур, измерительный элемент, усилитель и привод коррекции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, повышения его надежности и быстродействия, разрядный контур выполнен со скомпенсированным импедансом, а формирователь импульсов выполнен двуполярным и подключен к разрядному контуру, причем измерительный элемент включен в цепь разрядного контура и соединен через усилитель с приводом коррекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 421452, кл. В 23 К 9/10, 30.03.74.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 471175, кл. В 23 К 9/10, 25.05.75.

774844 с, Ф (Рог. 2

Составитель Л. Глаголева

Редактор Н.Суханова Техред С.Мигунова Корректор Ч.Демчик

Заказ 7615/18 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4