Устройство для управления сварочным преобразователем

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцнапистическии

Респубики (и)942238 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11 10. 78 (21) 2672938/24-07 с присоединением заявки М (23) П риоритет (ы)м. кл.

Н 02 Р 13/16

Веудэрстеенны11 кемитет

СССР

an деээм кэееретекий и открытий

Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень М 25.

Дата опубликования описания 10. 07,82 (53) УДК 621.

° 314. 27 (088.8) 10. М. Лавриненко, 10....С. Ремха, H. И. Джура; М. В. Колодный

/ и Н.Т. Николаенко . (72) Авторы изобретения

f. (Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт горнорудного машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления сварочными преобразователями постоянного тока с импульсной модуляцией при питании их от рудничной контактной сети постоянного тока и сварке на переменном токе через разделительный трансформатор.

Известны устройства для управления преобразователями постоянного тока в переменный (1).

Общим недостатком указанных устройств является влияние в процессе работы коэффициента мощности на эффективность йередачи электрической энергии, что особенно существенно при работе с большими токами нагрузки (до 500 А) и низким уровнем напряжения (в пределах 65-60 В),.что характерно для сварочных преобразова- 2о телей, питающих сварочную дугу переменным током. Кроме того, синусоидальный закон изменения питающего напряжения приводит к пульсациям ду. ги и вытекающему отсюда неудовлетворительному качеству сварки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления автономным инвертором напряжения с прямоугольноступенчатой формой выходного напряжения, регулируемого широтным способом, содержащее задающий генератор, подключенный к генератору линейно изменяющегося напряжения, и источник управляющего сигнала, подключенный через сумматор и нуль-орган к распределителю импульсов, которое дЬполнительно снабжено ключами и усилителями с фиксированными коэффициентами передачи, при этом чи"ло их соответствует количеству уровней в .1олуволне выходного напряжения инвер тора, а также фильтром низких канонических гармоник выходного напряжения инвертора, причем входы усилите! лей подключены к выходу указанного фильтра через соответствующие ключи, 238 4

1о. дами соответствующих выходных усили15

25 зо

35 о

i$

so

3 . 942 управляющие цепи которых связаны с распределителем импульсов, а выход указанных усилителей связан с входом сумматора 1.2).

Недостатком извеСтного устройства является неизменность формирования выходного напряжения при различ1 ном характере коэффициента мощности нагрузки и, как следствие, низкое значение энергетических показателей сварочного преобразователя, питающего дугу переменным током. Исходя из принципа работы и существующих требований, предъявляемых к сварочным источникам переменного тока, зажигание дуги облегчается при значительном сдвиге фаз между напряжением и током, причем сдвиг фаз должен быть таким, чтобы в момент появления сварочного тока в сети (при ее замыкании) напряжение преобразователя (мгновенное значение) было достаточным для возбуждения дуги. Для непрерывного горения дуги переменного тока в сварочной цепи должна быть индуктивность, обеспечивающая. угол сдвига фаз IlpH котором cos9 = 0,35-0,45. Следовательно, при этом энергетические показатели сварочного йреобразователя ухудшаются на 65554.

Цель изобретения — улучшение энер, гетических показателей преобразователя и его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления сва рочным преобразователем, содержащее задающий генератор, подключенный к генератору пилообразного напряжения, распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам и основных усилительных ключей, число которых соответствует количеству ступеней в полуволне выходного напряже-. ния преобразователя, сумматор, выходные усилители и нуль-орган, снабжен формирователем импульсов, триггером знака, и дополнительными усили- тельными ключами, двумя диодами, четырьмя усилителями, триггером, тремя элементами совпадения, вторым нульорганом, датчиком тока и датчиком напряжения, причем выход генератора пилообразного напряжения через формирователь импульсов подключен ко входу распределителя импульсов, выходы которого подключены ко входам дополнительных усилительных ключей, входу триггера знака и первым входам сумматора, выходы основных и дополнительных ключей через соответствующие диоды подключены к выходу генератора пилообразного напряжения и ко входу соответствующих выходных усилителей, выходы триггера знака соединены со вторыми входами сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выходы - со вхотелей, выход датчика тока через первый нуль-орган соединен со входом первого усилителя и первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого через второй нуль-орган соединен с выходом датчика напряжения, выход первого элемента совпадения через второй усилитель и выход первого усилителя подключен соответственно к первым входам второго и третьего элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом задающего генератора, выходы указанных элементов совпадения соединены со входами триггера, первый и второй выходы которого через третий и четвертый усилители подключены к выходам дополнительных и основных усилительных ключей соответственно.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, генератор 2 пилообразного напряжения, формирователь 3 импульсов, распределитель 4 импульсов, триггер 5 знака, основные 6 и дополнительные 7 усилительные ключи, диоды 8 и 9, выходные усилители 10 с оптронными тиристорами 11, сумматор

12, усилители 13- 16, триггер 17, элементы 18-20 совпадения, нуль-органы

21 и 22, датчик 23 тока и датчик 24 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор l генерирует импульсы определенной частоты, кратной числу ступеней в полуволне выходного напряжения преобразователя. Импульсы с генератора 1 поступают на генератор 2. Сигнал с выхода генератора 2 поступает через разделительные диоды 8 и 9 на выход основных и дополнительных ключей 6 и 7 и на вход формирователя 3, где происходит формирование сигнала по амплитуде и длительности. Сигнал с формирователя 3 поступает на вход распределителя 4, число триггеров которого соответстПри этом преобразователь за счет смещения основной гармоники тока в сторону напряжения, достигаемого изменением порядка следования ступеней напряжения, работает с улучшенными энергетическими показателями.

Кроме того, вносимое искажение формы выходного напряжения преобразователя форсирует переход его через ноль и исключает (ограничивает) пульсации дуги, что способствует улучшению качества сварки.

При разрыве сварочной цепи пропадает сигнал с датчика 23. В результа- те запрещается формирование полуволны напряжения преобразователя. Одновременно через элементы 23, 21 и 20 подготавливается переход на режим повышенной возбудимости дуги. С по ступлением тактового импульса от генератора l на элемент 18 три гер .l переходит в исходное состояние.и бло" кирует диод 9. При этом преобразователь работает в режиме холостого хода, а устройство управления готово к последующей работе.

5 94223 вует числу ступеней в полуволне выходного напряжения преобразователя, причем выход последнего триггера распределителя 4 подключен на счетный вход триггера 5, осуществляю.щего формирование при первом поступившем импульсе положительной полуволны выходного напряжения, а следующем - отрицательной. Одновременно сигнал с последнего триггера рас- 10 пределителя 4 поступает на вход одного из усилительных ключей 6 и определяет минимальную длительность ступеней полуволны выходного напряжения, соответствующему значению мини- 15 мально допустимого напряжения пре образователя (12 В) в режиме холостого хода. Сигнал с выхода триггера 5 поступает на один с входов сумматора 12, выходы которого через усили- m тель 10 с оптронами 11 связаны с тиристорами преобразователя и осуществляют управление элементами, формирующими знак полуволны выходного напряжения. 25

Выходные сигналы распределителя 4 поступают на входы ключей 6 и 7, причем коэффициент передачи указанных ключей определяет длительность ступеней, формирующих полуволну выходного напряжения преобразователя, при этом передним и задним фронтами осуществляется включение соответствующих тиристоров.

Программа настройки коэффициента преобразователя передачи основных усилительных ключей б соответствует низкому cos и режиму повышенной возбудимости дуги, а программа настройки дополнительных усилительных ключей 7 определяет работу преобразователя с улучшенными энергетическими показателями и ограничением пульсации дуги. Причем переключение программ усилительных ключей происходит при наличии сигналов с датчиков тока 23 и напряжения 24, выполняющих совместно функции датчика замыкания

1 сварочной цепи и датчика cos i.

Указанное переключение происходит следующим образом.

При замыкании сварочной цепи в момент наличия напряжения начинает протекать ток, приводящий к появлению на выходе датчика 23 тока импуль55 са, который включает нуль-орган 21, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на выходы усилителя l 3 и элемента 20. Сигнал с усили8 6 теля 13 поступает на сумматор 12, разрешает формирование полуволны выходного напряжения преобразователя и перевести его с режима холостого хода в режим сварки.

Триггер 17 при этом находится в одном из своих устойчивых состояний, соответствующего режиму повышенной возбудимости дуги. Сигнал с триггера 17 через усилитель 16 поступает на диод 9, блокируя тем самым подключение дополнительных усилительных ключей 7.

С возбуждением дуги и появлением на выходе преобразователя переменного напряжения, срабатывает датчик

24 напряжения. Сигнал с датчика 24 через нуль-орган 22, элемент 20 совпадения, на другой выход которого подан сигнал с элемента 21, промежуточный усилитель 14 и элемент 19 совпадения поступает в момент наличия токового импульса на вход триггера 17, последний переключается во второе устойчивое состояние и его выходной импульс через промежуточный усилитель 15 блокирует (запирает) диод

8 и основные усилительные ключи 6, осуществляя переключение преобразователя на программу, определяемую коэффициентами передачи. усилительных ключей 7.

Формула изобретения

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 576651, кл. Н 02 P 13/16.

2. Авторское свидетельство СССР

М 576653, кл. H 02 Р 13/16.

7 9422

Переход с режима . повышенной возбудимости дуги на режим повышенных энергетических показателей осуществляется за счет дополнительных элементов устройства и их взаимосвязи в моменты между ступенями напряжения.

Последнее позволяет исключить сбои

s работе преобразователей, так как все переключения производятся в межкоммутационную паузу. <о

Устройство для управления свароч- 15 ным преобразователем, содержащее задающий генератор, подключенный к генератору пилообразного напряжения, распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам И основ- «о ных усилительных ключей, число которых соответствует количеству ступеней в полуволне выходного напряжения преобразователя, сумматор, выходные усилители и нуль-орган, о т л и - . 25 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей преобразователя и повышения надежности, оно снабжено формирователем импульсов, триггером знака, И допол- зо нительными усилительными ключ%ми, двумя диодами, четырьмя усилителями,, триггером, тремя элементами совпа дения, вторым нуль-органом, датчиком тока и датчиком напряжения, при. чем выход генератора пилообразного напряжения через формирователь импульсов подключен ко входу распределителя импульсов, выходы которого подключены ко входам дополнительных усилительных ключей, входу триггера знака и первым входам сумматора, выходы основных и дополнительных усилительных ключей через соответствующие диоды подключены к выходу генератора пилообразного напряжения и ко входу соответствующих выходных усилителей, выходы триггера знака соединены со вторыми входами сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выходы — со входами соответствующих выходных усилителей, выход датчика тока через первый нуль-орган соединен со входом первого усилителя и первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого через второй нуль-орган соединен с выходом датчИка напряжения, выход первого элемента совпадения через второй усилитель и выход первого усилителя подключен соответственно к первым входам второго и третьего элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом задающего генератора, выходы указанных элементов совпадения подключены ко входам триггера, первый и второй выходы которого через третий и четвертый усилители подключены к выходам дополнительных и основных усилительных ключей соответственно.

942238 мв ееа яеаереФ- вэдавме

Составитель В. Миронов

Техред А. Ач

Корректор Е- Р ако

Редактор Ю. Ковач

Заказ 4861/50

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

nh делам изобретений и открытий

1. Ио ква Ж- Ра ская наб., д. 4/5

13035, с, 35, уш

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

%

4 ф ф

1 t ф ф

М