Устройство для дистанционного управления сварочным током по сварочному кабелю Советский патент 1983 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к.оборудованию для электродуговой сварки, и служит для дистанционного управления балластным реостатом в условия значительной удаленности сварщика от источника сварочного тока. Известно устройство для дистанционного регулирования сварочного . тока по сварочному кабелю ij , содержащее реверсивный исполнительный привод, источник сварочного тока, переносный блок подачи команд на включение привода и исполнит.ельный блок. Блок подачи команд на. включение привода выполнен в виде генератора, питающегося от источника сваро ного тока и формирующего сигналы различных частот, а в исполнительно блоке установлены резонансные конту ры, настроенные на частоту сигнала генератора. . Недостатком устройства является осуществление установки требуемого режима сварки методом последователь ных проб. , Кроме того, устройство не обеспе чивает автоматического отключения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги. Наиболее близким к изобретению по технической с тциости и достигаемому результату является устройство для дистанционного управления сваро ным током по сварочному -кабелю 2 , содержащее источник сварочного тока переносный блок подачи команд, выполненный в виде генератора , формирующего сигналы различных частот, и исполнительный блок, включающий элемент согласования и резонансные контуры, настроенные на частоты сигналов генератора. Исполнительный блок содержит токовое реле с зависимой выдержкой времени, релейноконтактный генератор, делитель напряжения и разделительный конденсатор а блок подачи команд выполнен в виде переключающего реле, накопительного конденсатора, стабилизирующего элемента, интегрирующей RC -цепи и индикатора сварочного напряжения. Токовое реле с зависимой вьодержкой времени подключено к элементу согласования и к релейно-контактному генератору. контакт-релейно-контактного генератора соединен через разделительный конденсатор с резонам сными контурами, другой - со средней точкой делителя напряжения, включенного параллельно источнику сварочного тока, а переключающий контакт со сварочным Кабелем и через него с переключающим контактом переключающего реле и индикатором сварочного напряжения. Один контакт переключающего реле через стабилизирующий элемент подключен к накопительному конденсатору и интегрирующей RC -це пи; а другой связан с выходом генератора. При этом генератор связан со стабилизирующим элементом, а обмотка переключающего реле включена параллельно емкости интегрирующей RC-цепи. Недостаточная надежность устройства обусловлена малой помехоустойчивостью исполнительного блока. Кроме того, устройство не обеспечивает дистанционного отключения балластного реостата в целях обеспечения электробезопасности при выполнении механических .работ, связанных с технологией сварки. Целью изобретения является повышение надежности работы устройс-тва и повышение электробезопасности обслуживающего персонала. Поставленная-цель достигается тем, что в устройстве для дистанционного управления сварочным током по сварочному кабелю, содержащем источник сварочного тока, сварочный кабель, переносный блок подачи команд и исполнительный блок, содержащий балластный реостат с П коммутируемыми элементами, переносный блок дополнительно содержит зонд, П +1 коммутирующих элементов, ц +1 отличгиощихся друг от друга задающих сопротивлений. Исполнительный блок содержит п силовых ключей, исполнительных реле с двумя замыкающими контактами, И+2 пороговых элемента с отличающимися порогами срабатывания, п+1 промежуточных реле -с замыкающими контакте1ми и одно промежуточное реле с размыКсшзщйми контактом, П +1 схем неравнозначности, эмиттерный повторитель, три разделительных диода,нагрузочное сопротивление, источник питания цепей управления силовых: ключей, стабилизированный источник опорного напряжения. Каждый силовой ключ содержит тиристор, включенный последовательно с кOMi«iyтируемыми элементами балластного реостата, и «цепь управления, состоящую из последовательно соединенных диода, сопротив- , ления и замыкающего контакта управляющего реле, цепи управления с одной стороны подключены к управляющему электроду тиристора, а с другой объединены и через первый разделительный диод замыкаюидай контакт промежуточного реле и источник питания цепей управления тиристорами связан с объединенными анодами ти- 4 ристоров и сварочным кабелем. В переносном блчгке коммутирующие элементы с одной стороны соединены с зондом, а с другой через задающие сопротивления связаны со сварочным кабелем. Нагрузочное сопротивление через последовательно соединенные второй и третий развязывающие диоды

и стабилизированный источник питания связано с анодами тиристоров и общим минусом источника сварочного тока. Исполнительные реле с одной стороны связаны с парами параллельно соединенных замыкающих контактов промежуточных реле и собственных контактов, а с другой стороны соединены. Цепь питания исполнительных реле содержит последовательно включенный размыкающий контакт промежуточного реле. Вход эмиттерного повторителя связан с нагрузочньм сопротивлением, а выход - со входами пороговых элементов. Выход порогового элемента с наибольшей установкой порога срабатывания подключен к промежуточному реле с контактом в цепи управления тиристорами, и к -первому входу схемы неравнозначности. Выход порогового элемента нижестоящего уровня порога срабатывания через второй вход первой схемы неравнозначности связан с. промежуточным реле- с размыкающим контактом в цепи питания исполнительных реле. Выходы последующих пороговых элементов соединены с первыми и вторыми входами соответствующих схем неравнозначности, выходы которых связаны с промежуточными реле.

На фиг.1 показана схема переносного блока подачи команд, блок силовой коммутации, балластный реостат с источником сварочного тока; на фиг.2 -Схема узла селективной коммутации.

Устройство содержит силовые тиристоры 1 - 6, подключенные ко входам балластного реостата 7 состоящего из набора сопротивлений 8 - 13. Управляющие цепи силовых тиристоров 1 - 6 состоят из последовательно соединенных диодов 14 - 19, сопротивлений 20 - 25 цепей управлен:ия и нормально разомкнутых контактс1в 26 - 31 реле управления силовыми тиристорами и источника 32 тока управления. Переносной блок 33 подачи команд состоит из задающих сопротивлений 34 - 40, включенных последовательно с коммутирующими элементами 41 - 47 и зонда 48, соединенного с общей точкой коммутирующих элементов 41 - 47. Конструкция зонда 48 обеспечивает между ним и свариваемым изделием 49 электрический контакт.Переносный блок 33 подачи команд питается от стабилизированного источника 50 опорного напряжения через последовательно включенные раявелительные диоды 51, 52,нагрузочное сопротивление 53 к параллельной ему емкостью 54. Нагрузочное сопротивление 53 связ&но через эмиттерный повторитель 55 со входами пороговых элементов 56 - 63, имеющих разные уровни срабатывания.

Выходы пороговых элементов 55, 63 связаны со входами схем неравнозначностей 64 - 70. Схема неравнозначности имеет два входа. Сигнал на выходе cxei«i появляется при наличии сигнала на первом входе и отсутствует на втором. Пороговые и вторые входы соседних ключей связаны с выходом соответствующего порогового элемента, выходы ключей через транзисторы 71 - 77 связаны с гу омежуточными реле 78 - 84. Контакты 85 90 промежуточных реле включены последовательно с реле 91 - 96 и параллельно контактам 97 - 102 этих исполнительных реле. Последовательно с источником 32 включены контакт 103 и диод 104. Сварка ведется электродом 105. Выход порогового элемента 56, настроенного на максимгшьный

уровень сигнала, связан через транзистор 106 с включающим реле 107, с контактом 103. Реле 78 имеет размыкающий контакт в цепи питания исполнительных реле 91 - 96.

Устройство работает следующим образом.

Установка необходимого значения сварочного тока, . включение определенных сопротивлений 8 - 13 балластного реостата 7 осуществляется за счет контакта зонда 48 и свариваемого изделия 49. Поочередное включение коммутирующих элементов 41-47 переносного блока 33 соответствует

подключению к сварочной цепи сопротивлений 8-13 балластного реостата, а включение коИлмутирующего элемента 41 - отключению сопротивлений балластного реостата, после чего

контакт электрода 105 с изделием не . вызывает зажигания сварочной дуги. Порог срабатывания порогового элемента 56 соответствует поступлению максимального по величине сигнала

на нагрузочное сопротивление 53, что имеет место при коротком замыкании электрода 105 с. изделием 49.

При поступлении сигнала открывается транзистор 106, срабатывает реле 107, замыкается контакт 103 и на силовые тиристоры 1-6 через диод 104 подается отпиракмдее напряжение от источника 32 питания. Порог срабатывания порогового элемента 57 соответствует величине напряжения

на нагрузочном сопротивлении S3 при включении коммутируюи(его элемента 41, с последовательно включенным минимальным задающим сопротивлением 34. При этом Ьрабатьшает реле 78,

размыкающее контакт 108, и отключаются исполнительные реле 91 - 96. Порог срабатывания элемента 58 срот- ветствует включению коммутирующего элемента 42 и включению сопротивления 8 балластного реостата 7. порог

срабатывания порогового элемента 59 соответствует включению коммутирующего эле1мента 43 и включению сопротивления 9 балластного реостата 7 и т.д. Включение элемента 47 соответствует включению максимального задающего сопротивления 40, срабатыванию элемента 63 и включению сопротивления 13.

При замыкании коммутирующего элемента, например 44, соответствующего включению сопротивления 10 балластного реостата, замыкается цепь источника 50 опорного напряжения, диода 51, сварочного кабеля, задающего сопротивления 37, зонда 48 через изделие 49 диода 52 и нагрузочного сопротивления 53. Напряжение от источника распределяется на сопротивлениях 37 и 53. Напряжение, снимаемое с сопротивления 53 через эмнттерный повторитель 55 подается на пороговые элементы 56 - 63. Селективная коммутация осуществляется с помощью схем 64 -,70 неравнозначности Сигнал на выходе схемы 60 неравнозначности обусловлен наличием нулевого потенциала на выходе порогового элемента 59 вышестоящего уровня. Если вышестоящий пороговый элемент не сработал, подается разрешающий сигнал, если сработал запрещающий. В данном случае, поскольку пороговые элементы 56 - 59 не сработали, на ключи 64 - 67 подается разрешающий сигнал. Однако сигнал проходит только в цепи порогового элемента 60. По цепям всех нижестоящих по уровню срабатывания пороговых элементах сигнал не проходит, так как вышестоящие по уровню пороговые элементы вьщают на элементы неравнозначности запрещающий сигр|ал,,

Таким образом сигнал, поданный с переносного блока 33 подачи команд путем включения коммутирующего элекента 44 соответствует уровню срабатывания пороговых элементов 60 - 63. Однако сигнал на включение промежуточного реле проходит только через схему 67 неравнозначности в цепи порогового элемента 60. При открытии

транзистора 74 срабатывает промежуточное реле 81 и посредством контакт 87 замыкает цепь питания исполнительного реле 93. После срабатывания реле 93 блокируется через свой нормально разомкнутый контакт 99 и остается во включенном состоянии.Одновременно контакт 28 исполнительного реле 93 в управляющей цепи силового тиристора 3 замыкается подключая в -сварочную цепь сопротивление 10. Аналогично включаются и другие сопротивления балластного реостата 7. При касании электрода, 105 изделия 49 срабатывает пороговый элемент 56, открывается транзистор 106, срабатывает реле 107 и замыкается контакт 103.. Вследствие этого на силовые транзисторы 1-6 подается отпирающее напряжение и зажигается сварочная дуга. При срабатывании порогового элемента 56 выдается запрещающий сигнал на схему 64 неравнозначности, при срабатывании порогового элемента 57 - на схему 65 неравнозначности и т.д. Вследствие этого при коротком замыкании электрода 105 с изделием 49 не изменяется коммутация сопротивлений балластного реостата 7.

Отключение всех сопротивлений балластного реостата 7 осуществляется при наличии контакта зонда 48 с изделием 49, включенном коммутирующем элементе 41. При этом срабатывает реле 78, размыкающие контакт .10

Вследствие этого обесточиваются все исполнительные реле 91 - 96. В дальнейшем при касании электрода 105 С изделием 49 сварочная дуга не возникает. Напряжение источника 50 опорного напряжения не превышает допустимого техникой безопасности значения.

Технико-экономическая эффективность изобретения обеспечивается повышением надежности работы устройства за счет бесконтактной коммутации силовых цепей. Устройстве обеспечивает дистанционное регулирование и отключение источника.сварочного тока, что повышает электробезопасность работы сварщика.

Л Я

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНЬМ ТОКОМ ПО СВАРОЧНОМУ КАБЕЛЮ, содержащее источник сварочного тока, сварочный кабель, переносный блок подачикоманд и исполнительный блок, содержащий балластный реостат с коммутируемыми элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и электробезопасности устройства, переносный блок содержит зонд h+1 коммутирующих элементов,П +1 отличающихся один от другого задающих сопротивлений, при этом исполнительный блок содержит П силовых ключей, П исполнительных реле с двум5 замокающими контактами, h +2 пороговых элемента с отличающимися порогами срабатывания,- П +1 промежуточных реле с замыкающими контактами и одно промежуточное реле с размыкающими контактами, п +1 схем неравнозначности, эмиттерный повторитель, три разделительных диода, нагрузочное сопротивление, источник пишания цепей управления силовых ключей, стабилизированный источник опорного напряжения, при этом каждый силовой ключ содержит тиристор, включенный последовательно с коммутируемыми элементами балластного реостата, и цепь управления, состоящую из последовательно соединенных диодов, сопротивтления и зa ыкaющeгo контакта управляющего реле, при этом цепи управления, с одной стороны, подключены к управляющему электроду тиристора, а с другой - объединены, и через первый разделительный диод, замыкающий контакт промежуточного реле и источник питания цепей управления тиристорами связан с объединенными анодами тиристоров и сварочным кабелем, в переносном блоке коммутирующие элементы, с одной стороны, соединены с зондом, а с другой - через задающие сопротивления связаны со сварочным кабелем, нагрузочное сопротивление через последовательно.соединенные второй и третий развязывающие S диоды и стабилизированный источник (Л питания связано с анода1«м тиристоров и общим минусом источника сварочного тока, исполнительные реле, с одной стороны, связаны с парами параллельно соединенных замыкающих контактов промежуточных реле и собственных контактов, а с другой - соединены, цепь питания исполнительных реле содержит последовательно включенный размыкающий контакт промежуточного реле,вход эмиттерного повторителя связан с со а нагрузочным сопротивлением, а выход - с входами пороговых элементов, выход порогового элемента с наиболь05 шей установкой порога срабатывания О) подключен к промежуточному реле с контактом в цепи управления тиристорами, и к первому входу схемы неравж нозначности, выход порогового элемента нижесто11щего уровня порога срабатывания через второй вход первой схемы неравнозначности связан с промежуточным реле с размыкающим контактом в цепи питания испо;1нительных реле, при этом выходы по ледующих пороговых -элементов соединены с первыми и вторыми входами соответствующих схем неравнозначности, выходы которых связаны с промежутс чными реле.