IIo делам нэовретеннй н вткрмтнй (53) УДК 621.791. . 947. 55 (088, 8) В. В. Козак, В.П. Лиходед, Н.В. Резник, В. В.Мискун, В.А.Бурка, В.С.Балюк и А.П.Фомичев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ

РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к электротехнологии, а именно к области резания металлов воздушно-плазменной дугой.

Известна установка для воздушно5 плазменной резки металлов, у которой основная (режущая) плазменная дуга возникает после возбуждения

"дежурной" или вспомогательной дуги (1 ).

Однако при этом ток и напряжение на основной (зависимой) плазменной дуге не стабилизируется.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является машина для воздушно-плазменной резки металлов "Киев-2", у которой первоначально с помощью осциллятора зажигается вспомогательная плазменная дуга между катодным узлом и соплом плазмотрона. Вспомогательная плазменная дуга питается от отдельного двухполупериодного трехфазного выпрямителя. Ток вспомогательной плазменной дуги ограничен резистором до 10-20 А. Если факел вспомогательной плазменной дуги касается изделия (анода), то одновременно возникает основная плазменная дуга, ток которой ограничен водоохлаждаемым резистором до 50-80 А. Эта плазменная дуга запитывается от того же неуправляемого выпрямителя, что и вспомогательная дуга, и называется плазменной дугой пьедестала. Вспомогательная плазменная дуга после зажигания плазменной дуги пъедестала отключается, а плазменная независимая дуга пъедестала продолжает гореть. При загорании плаэменной независимой дуги пьедестала включается управляемый выпрямитель, и ток плазменной дуги начинает авто матически нарастать до установленной заранее величины (50-300 А).

Таким образом, величина тока режущей плазменной дуги является суммой тока плазменной дуги пьедестала и

82937

55 тока, определяемого фазовым углом включения тиристоров управляемого выпрямителя ° Наличие плазменной независимой дуги (дуги пьедестала) позволяет осуществить в процессе резания стабилизацию тока на дуговом промежутке при изменении длины дуги с помощью управляемого выпрямителя, и тем самым обеспечить устойчивое горение основной части режу- 10 щей плазменной дуги (зависимой плазменной дуги) (2 ).

Однако на;принудительно охлащцаемом балластном резисторе и процессе работы установки постоянно вьде" 15 ляется тепловая мощность, равная

4,5-11,5 кВт. Например, при потребля-, емой установкой общей мощности 45 кВт на плазмотроне в месте реза выделяется 40 кВт, и 5 кВт на водоохлаждаемом балластном резисторе. Кроме того, этот резистор часто выходит из строя в процессе работы установки, так как скорость охлаждения воды не постоянна.. При снижении скорости 25 проточной воды съем тепла с резистора ухудшается. В процессе эксплуатации установки водоохлаждаемый резистор часто выходит из строя в результате ухудшения съема тепла с оезис- 30 тора при понижении скорости протока охлаждаемой жидкости.

Наличие принудительно охлаждаемого балластного резистора в цепи дежурной плазменной дуги является об- 35 щим недостатком известных машин.

Тепловые потери электрической энергии на балластном принудительно охлаждаемом резисторе снижают коэффициент полезного действия установки на 40

10-25% и понижают надежность ее работы.

Целью изобретения является повышение надежности и КГЩ устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен двухканальный магнито-тиристорный регулятор, содержащий блок полуволновых дросселей насьпцения и установлен- ных в каждом канале блок тиристоров, а также два блока импульсно-фазового управления, подключенных ко входам двухканального магнита-тиристорного регулятора, при этом входы блока полуволновых дросселей насыщения и блоков тиристоров подключены к источнику переменного тока, выход блока полуволновых дросселей

5 4 насыщения подключен ко входу выпрямителя, вход блока импульсно-фазового управления одного канала подключен к блоку управления, а вход блока импульсно-фазового управления другого канала подключен к блоку регулирования и стабилизации тока дугового промежутка., На фиг. 1 приведена блок-схема устройства,, Устройство для воздушно-плазменной резки металлов состоит из источника 1 трехфазного переменного напряжения, двухканального трехфазного магнитно-тиристорного регулятора 2 переменного тока в составе блока 3 полуволновых дросселей насыщения, блока 4 тиристоров первого канала управления, блока 5 тиристоров второго канала управления, блока 6 импульсно-фазового управления блоком 4 тиристоров, блока 7 импульсно-фазового управления блоком

5 тиристоров, двухполупериодного трехфазного выпрямителя 8, собранного по схеме Ларионова, ллазмотрона 9 в составе катодного узла 10, сопла 11, изделия (анод) 12, устройства !3 поджига дуги (осциллятор), резистора

14, конденсатора 15, датчиков 16 тока и напряжения на дуговом промежутке, блока !7 управления, блока 18 ре-. гулирования и стабилизации тока на дуговом промежутке».

Силовые входы блока 3 полуволновых дросселей насьпцения, блоков 4, 5 тиристоров подключены к источнику трехфазного напряжения переменного тока, выход блока полуволновых дросселей насьнцения подключен к входу выпрямителя 8, выходы блоков 4, 5 тиристоров подключены к соответствующим входам блока 3 полуволновых дросселей насьпцения. Плюсовой выход выпрямителя 8 соединен с изделием

12 (анод), и через резистор 14 и устройство 13 поджига дуги подключен к соплу 11 плазмотрона 9.Минусовой выход выпрямителя 8 подсоединен к катодному узлу 1О плазмотрона 9 и через конденсатор 15 вЂ” к точке последовательного соединения резистора 14 с устройством 13 поджига дуги. Импульсный выход блока 6 импульсно-фазового управления блока

4 тиристоров подключен к управля! ющему входу блока тиристоров 4 первого канала управления, импульсный

82937 выход блока 7 импульсно-фазового управления блока 5 тиристоров подключен к управляющему входу блока тиристоров 5 второго канала управления. Аналоговый вход блока 7 импульсно-фазового управления тиристорами блока 5 подключен к выходу блока 18 регулирования и стабилизации напряжения на дуговом промежутке.

Измерительный вход датчиков 16 то- 10 ка и напряжения подсоединен к цепи протекания тока через основную плазменную дугу, а нормализованный выход датчиков тока и напряжения подсоединен к измерительному входу 15 блока 18 регулирования и стабилизации тока и напряжения на дуговом промежутке. Первый выход блока 17 управления подсоединен к управляющему входу устройства 13 поджига дуги, второй выход блока 17 управления подсоединен к управляющему входу блока 18 регулирования и стабилизации напряжения на дуговом промежутке, третий выход блока 17 2Б управления подсоединен к аналоговому входу блока 6 импульсно-фазового управления тиристорами блока 4..

5 6 поджига дуги вырабатывает высоковольтные импульсы, следующие с частотой сети, которые через конденсатор 15 прикладываются к катодному узлу 10 и соплу 11 плазмотрона 9. Между соплом

11 н катодным узлом 10 плазмотрона возникает вспомогательная дуга, которая питается от двухполупериодного трехфазного выпрямителя 8 через ограничивающий резистор 14. Если факел вспомогательной дуги касается изделия (анода) 12, то одновременно возникает плазменная дуга пъедестала между катодным узлом 10 плаэмотрона 9 и изделием (анодом) 12. Ток плазменной дуги пъедестала определяется углом включения тиристоров блока 4 первого канала управления и блоком 3 полувол новых дросселей насыщения, а именно местом подключения силовых выводов тиристоров блока 4 к отводам полуволновых дросселей насыщения блока 3.

Сигнал с первого выхода блока управления 17 отключается через интервал времени, достаточный для зажигания. плазменной дуги пъедестала. Блок поджига дуги и вспомогательная цуга отключаются.

Функциональная взаимосвязь блоков структурной схемы устройства осуществляется следующим образом.

При включении устройства с третьего выхода блока 17 управления подается аналоговый сигнал в блок 6 импульсно-фазового управления тиристорами на включение тиристоров блока 4, входящего в состав двухканального трехфазного магнитного регулятора.

Блок 6 импульсно-фазового управления выдает на управляющие переходи тиристоров блока 4 импульсный сигнал с фазовым углом включения тиристоров

OL =0-180 зл. град. Тиристоры блока

4 включаются, и на выходе магнитнотиристорного регулятора 2 появляется напряжение, поступающее на двухполупериодный трехфазный выпрямитель, собранный по схеме Ларионова, достаточное для протекания тока требуемой величины в плазменной дуге пьедестала. Одновременно с первого выхода блока 17 управления на управляющий вход устройства 13 поджига дуги подается сигнал на включение поджига

55 дуги, и со второго выхода поступает сигнал на включение блока 18 регулирования и стабилизации тока и напряжения на дуговом промежутке. Блок 13

Блок 18 регулирования и стабилизации тока на дуговом промежутке осуществляет через блок 7 импульсно-фазового управления тиристорами плавное нарастание тока плазменной дуги до заданного оператором значения, и в дальнейшем осуществляет стабилизацию заданного оператором значения тока плазменной дуги при изменении длины дуги. Величина тока плазменной дуги измеряется датчиком 16 тока и подается с его выхода на измерительный вход блока 18 регулирования и стабилизации тока. Изменяемая часть тока ,.режущей плазменной дуги определяется;

1углом включения тиристоров блока 5 второго канала управления и блоком

3 полуволновых дросселей насыщения, а именно жестом подключения силовых выводов тиристоров блока 5 к отводам полуволновых дросселей насыщения блока 3. Блоки 3-5 образуют первый канал управления напряжением на выходе, и блоки 3, 5, 7 образуют второй канал управления напряжением на том же выходе двухканального трехфазного магнитно-тиристорного регулятора 2, при этом каждый из каналов управления позволяет осуществить раздельное время управФормула изобретения ления выходным напряжением таким образом, что в те промежутки времени в течение каждого полупериода питающего напряжения, когда второй канал управления не работает, заданное токопрохождение обеспечивает первый канал управления, и в момент подключения второго канала управления все токопрохождение обеспечивается только за счет второго канала управления. Момент подключения второго канала управления определя: ется фазовым углом включения тиристоров блока 5.

Таким образом, благодаря двухканальной системе управления магнитно-тиристорного регулятора 2 с общим выходом переменного регулируемого напряжения, подключенного к трехфазному двухполупериодному выпрямителю:,: можно совместить цепи токопрохождения плазменной дуги пьедестала и основной режущей дуги без включения в цепь плазменной дуги пьедестала балластных резисторов, что повышает коэффициент полез ного действия на 10 и надежность машины.

Устройство 2 ля воздушно-плазменной резки металлов, содержащее выпрямитель, подключенный к источнику переменного тока и к блоку pery829375 8

1 лирования и стабилизации тока дугового промежутка, блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и КПД устройства, в него введен двухканальный магнитно-тиристорный регулятор, содержащий блок полуволновых дросселей насыщения и установленный в каждом канале блок ти10 ристоров, а также два блока импульсно-фазового управления, подключенйых ко входам двухканального магнитно-тиристорного регулятора, при этом входы блока полуволновых дрос15 селей насыщения и блоков тиристоров подключены к источнику переменного тока, выход блока полуволновых дросселей насыщения подключен ко входу выпрямителя, вход блока им20 пульсно-фазового управления одного канала подключен к блоку управления, а вход блока импульсно-фазового управления другого канала подключен к блоку регулирования и стабилизации тока дугового промежутка., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лиходед В.П. и Назаренко И.И.

З0 Резка плазменной дугой. Научно-технич, сб., Ф 2, (14), "Машиностроение", 1962.

2..Аппарат "Киев-2" А168694.

Техническое описание и инструкция

35 по эксплуатации А 1686.00.00. ТО, Киев, 1975.

829375

Составитель Л. Глаголева

Редактор П.Коссей ТехредА. Ач Корректор Л. Иван

Заказ 3045 40 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Устройство для воздушно-плазменнойрезки металлов

Похожие патенты:

Плазмотрон для резки // 825299

Патент 825297 // 825297

Способ многопроходной плазменно-дуговой резки // 823040

Способ дуговой обработки // 821104

Способ плазменно-дуговой зачисткиповерхности прокатных заготовок // 818792

Способ плазменно-дуговой поверх-ностной резки // 816727

Способ плазменно-дуговой резки // 816726

Способ плазменно-дуговой обработ-ки // 812482

Способ плазменно-дуговой обработки // 782973

Способ дуговой обработки // 749602

Способ изготовления поглотителя энергии в свч-приборах // 2193957

Изобретение относится к области электроники, в частности к способу изготовления поглотителя энергии в СВЧ-приборах, и может найти применение в приборах и устройствах, в которых требуется полное или частичное поглощение СВЧ-энергии

Автомат для воздушно-дуговой резки бограда // 2257986

Изобретение относится к устройствам, используемым для воздушно-дуговой резки и строжки металла в автоматическом режиме

Устройство для кислородной резки металла // 2281839

Изобретение относится к термической резке металлов, а именно к устройствам для кислородной резки

Устройство для газопламенных работ (варианты) // 2283736

Изобретение относится к газопламенной обработке, а именно к вариантам устройств для сварки, пайки и резки металлов, а также для стеклодувного и кварцедувного производств

Установка для термической резки неповоротных труб // 2288825

Изобретение относится к области термической обработки, а именно к установкам для термической резки неповоротных труб

Способ обрезки деталей с криволинейным контуром // 2290287

Изобретение относится к технике газодуговой резки, а именно к воздушно-плазменной резке деталей с криволинейным контуром, преимущественно вытяжек отштампованных деталей, с применением рабочего стола и оснастки и может быть использовано в условиях мелкосерийного и опытно-промышленного производства на машиностроительных заводах

Устройство для вырезки отверстий // 2291768

Изобретение относится к области газовой резки металлов и может быть использовано в химическом и нефтяном машиностроении, а также других отраслях промышленности, связанных с изготовлением объемных конструкций из листового материала

Способ резки материалов // 2293006

Изобретение относится к способам лазерной резки материалов

Способ обработки крыши моторно-трансмиссионного отделения военной машины и устройство для базирования крыши при его осуществлении // 2344911

Устройство для перемещения обрабатывающего инструмента (варианты) // 2368473

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для перемещения обрабатывающего инструмента, и может быть использовано в установках для гидроабразивной, лазерной, плазменной резки