Устройство для ограничения напряжения хо-лостого хода сварочного преобразователя

 

Союз Советских .

Соцналнстнческнх

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ Св ВТИЛЬСТВУ я|1804277 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.з (22) Заявлено 0 0?79 {21) 2719327/25-27 с присоединением заявки М

В 23 К 9/10

ГаеудаРственнын кРмнтет

СССР но делам нзобретеннй н еткрмтнй (23) Приоритет

Опубликовано15,0281. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15.02.81 (53) УДК 621.791..75 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.A.Êóêóøêèí и Н.П.Ряшенцев

Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам электробезопасности сварочных установок, применяющихся для ручной дуговой электросварки.

Известено устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного преобразователя, содержащее тиристорный коммутатор, токоограничи- 1О вающий элемент, блок управления коммутатором, блок питания и электрический датчик замыкания сварочной цепи

И.

Недостатком этого устройства является возможность ложного включения при случайных, замыканиях электрода с любыми токоподводящими элементами, имеющими электрическую связь со сварочной цепью(землей). При этом возможны электротравмы как непосредственно 2О электрйческим током, так и электрической дугой (ожог рук, глаз) при случайном возникновении дуги. Последнее особенно опасно для окружакищих лиц, так как они не защищены от светового воздействия дуги. Вероятность такой электротравмы велика особенно при работе в тесных условиях.

Известны также устройства с механическими датчиками замыкания сварочной цепи, например устройство, которое содержит коммутатор, блок управления коммутатором, источник питания, механический датчик замыкания сварочной цепи (2).

Однако такое устройство не может быть применено для ручной дуговой сварки по той причине, что при отрыве электрода от детали сигнал на выходе датчика пропадает и сварочная цепь обесточивается, в То время как она должна быть под напряжением.

Другим недостатком всех механических датчиков является воэможность ложного включения при случайнйх ударах электрода о твердые предметы, что также может вызвать поражение электрическим током или электрической дугой.

Известно также устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного преобразователя, содержащее электрически связанные между собой источник оперативного напряжения, коммутатор, блок управления коммутатором и датчик замыкания сварочной цепи (3).

Однако это устройство не исключает ложного срабатывания при случайных замыканиях электрода с металли804277 ческими поверхностями, связанными со сварочной цепью, Цель изобретения — повышение безопасности работы путем исключения ложного включения устройства при случайных з амыканиях электрода с металличес кими поверхностями, с вяз анными со сварочной цепью, а также случайных механических ударах электрода о твердые предметы.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее источник оперативного напряжения, коммутатор, блок управления коммутатором, датчик замыкания сварочной цепи, введены механический датчик замыкания сварочной цепи, одновибра- 15 тор, блокирующий элемент с выдержкой времени и конъюнктивный элемент, при этом один вход последнего связай с выходом датчика замыкания сварочной цепи, второй вход — с выходом- 2О блокирующего элемента и через одновибратор — с выходом механического датчика замыкания сварочной цепи, а выход конъюнктивного элемента соединен со входом блока управления коммутатором, один из выходов которого подключен ко входу блокирующего элемента.

На чертеже показана схема устройства снижения напряжения холостого 30 хода сварочного преобразователя.

Устройство содержит блок 1 питания, источник 2 оперативного напряжения (токоограничивающий элемент), коммутатор 3, блок 4 управления с З5 устройством. выдержки времени на снижение напряжения в сварочной цепи, электрический датчик 5 замыкания сварочной цепи, механический датчик

6 замыкания сварочной цепи, одновибратор 7, конъюнктивный элемент 8, выполняющий логическую функцию И, и блокирующий элемент 9 с выдержкой времени.

Источник 1 питания необходим для питания всех элементов схем устрой- 45 ства: блока 4 управления, одновибратора 7, конъюнктивного элемента 8 и элемента 9 задержки н* отключение блокировки. Коммутатор 3 представляет собой два встречно-параллельно соеди- 5р ненных тиристора, включенных в цепь питания сварочного трансформатора 10.

Для создания оперативного напряжения в сварочной цепи применяется токоограничивающий элемент 2 в виде цепи

)(С, включенной параллельно коммутатору 3. Управление коммутатором 3 осуществляется блоком 4 управления, который обеспечивает необходимую длительность выдержки на отключение коммутатора З,которая необходима для устой- 60 чивого горения и возбуждения дуги.В свою очередь, блок 4 управления получает сигналы на включение от конъюнктивного элемента 8, на выходе которого сигнал возникает только в слу- 65 чае поступления сигналов на оба его входа, т.е. при одновременном срабатывании электрического. датчика 5 и механического датчика 6. Одновибратор 7 необходим для ограничения или удлинения сигнала на выходе механического датчика б до необходимой длительности, устанавливаемой в пределах времени срабатывания всех схем на включение, чем обеспечивается тадежность включения устройства при возбуждении дуги. Элемент 9 обеспечивает блокировку механического датчика б при горении дуги, а также возможность вести сварку вертикальных и потолочных швов, когда не возникает механических воздействий электрода

11 и детали 12. С этой целью элемент

9 имеет выдержку времени на отключение, не превышающую 1,0 с, т.е, максимального времени перерыва в горении дуги при вертикальной и потолочной сварке..Время выдержки на отключение устройства, создаваемое блоком 4 управления, может быть значительно меньше времени выдержки элемента 9 и определяется условиями электробезопасности (согласно требований ПУЭ не более 0,5 мин) . Надежность повторного возбуждения дуги при вертикальной и потолочной сварке обеспечивается тем, что при отсутствии сигнала на выходе датчика б сигнал на выходе элемента 8 появляется при появлении сигнала на выходе датчика 5 в случае, если на второй вход элемента 8 подается сигнал с выхода элемента 9.

Таким образом, совместная работа датчиков 5 и б необходима только в момент возбуждения дуги. При работе устройства в других режимах правильность функционирования схемы обеспечивается датчиком 5 и элементом 9.

Работа устройства происходит следующим образом.

При возбуждении дуги сварщик ударяет электродом 11 по детали 12 (чаще всего производится серия быстрых ударов) . В момент удара появляются сигналы на выходе механического б и электрического 5 датчиков замыкания сварочной цепи. При этом на выходе одновибратора 7 также появляется сигнал, что приводит к появлению сигналов на выходе конъюнктивного элемента 8 и, соответственно, на выходе блока 4 управления. Коммутатор

3 включается, и на источник сварочного тока подается полное напряжение. В сварочной цепи появляется ток, удерживающий датчик 5 во включенном положения"..% ак как при возбуждении дуги на вйходе механического датчика б сигнал исчезает, то для удержания элемента 8 во включенном положении с выхода блока 4 управления при его включении через элемент 9 сразу же (без выдержки) подается сигнал, эквивалентный сигналу с выхода одно804277 вибратора 7 при срабатывании механического датчика б. В этом положении схема находится во все время сварки.

При обрыве сварочной. дуги исчезает ток в сварочной цепи, что приводит к исчезновению сигнала на выходе электрического датчика 5, и, следовательно, на выходе элемента 8. Сигнал на входе блока 4 исчезает, однако сигнал на его выходе существует за счет выдержки времени, регламентируе Е мой условиями электробезопасиости. сли за это время не произошло повторного замыкания сварочной цепи, то по истечении выдержки времени сигналы на выходах блока 4 управления исчезают, тиристорный коммутатор 3 l5 выключается и сварочный трансформатор

10 вновь получает питание только через элемент 2. Напряжение на электроде 11 снижается до безопасной величины (не более 12 В). При исче нове- 2О нии сигнала на входе элемента 9 на его выходе некоторое время сохраняется сигнал .Если за это время возник электрический контакт электрод 11 деталь 12, то на выходе датчика 5 появляется сигнал, что приводит к по- явлению сигнала на выходе элемента 8 и блока 4. Устройство вновь срабатывает на включение, и возбуждается дуга.

Таким образом работает схема при выполнении вертикальных и потолочных швов.

Если за время выдержки элемента

9 не произошло возбуждения дуги, то сигнал на выходе элемента 9 исчезает, после чего возбуждение дуги возмож- 35 но только при одновременном срабатывании датчиков 5 и 6.

Исключение ложных срабатываний в дежурном режиме достигается тем, что сигнал на включение блока 4 управле- 4() ния с выхода элемента 8 поступает только при наличии сигналов на обоих входах элемента 8. При срабатывании только одного датчика 5 или б сигнал на выходе элемента 8 не появляется.

Контроль исправности механического датчика 6 и линии его связи с одновибратором 7 основан на свойстве одновибратора 7 вырабатывать на выходе сигнал постоянной длительности, не . $() зависящей от длительности входного сигнала. Сигналами большой длительности, действующими на включение, могут быть обрыв или замыкание. линии связи, увеличение переходного сопро- 55 тивления контактов механического датчика и т.п.

Устройство может быть выполнено как на переменном, так и на пос=оянном токе независимо от способа реализации элементов и блоков при условии сохранения указанной на чертеже связи между элементами 4-9.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в повышении безопасности применения ручной дуговой сварки эа счет исключения ложных срабатываний при случайных ударах и замыканиях сварочной цепи, особенно при работе в тесных условиях (емкости, камеры, танки переливных судов и т.п.).

Формула изобретения

Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного преобразователя, содержащее электрически связанные между собой источник оперативного напряжения, коммутатор, блок управления коммутатором и датчик замыкания сварочной цепи, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности работы путем исключения ложного срабатывания устройства гри случайных замыканиях электрода с предметами, связанными с деталью и не связанными с последней, в устройство дополнительно введены механический датчик замыкания сварочной цепи, одновибратор, блокирующий элемент с выдержкой времени и конъюнктивный элемент, при этом один вход последнего соединен с датчиком замыкания сварочной цепи, второй вход — с выходом блокирующего элемента и через одновибратор — c выходом механического датчика замыкания сварочной цепи, а выход конъюнктивного элемента соединен со входом блока управления, коммутатором, подключенного выходом ко входу блокирующего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 463521, кл. В 23 К 9/10, опублик.

08.05..73.

2. Патент США 9 3553416, кл. 219-78, опублик. 05.01.71.

З.Информационный листо;; М 83-78

УДК 621.791.03:621.316. Тиристорный ограничитель напряжения холостого хода сварочных трансформаторов ТОНХ-б, Кемеровский межотраслевой центр научно-технической информации и пропаганды, опублик. 27.01.78.

804277

Составитель И.Лурье

Редактор С.Тимохина Техред Е. Гаврилешко; Корректор С. Шекмар

Заказ 10773/20 Тираж 1159 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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