Устройство для управления электрическим режимом плазмотрона Советский патент 1984 года по МПК H05B7/18 H05H1/24 

Изо етение относится к электротехнике и может «йлть использовано в мощшлх установках для плазменно-дугового переплава металлов и сплавов в устройствах для плазменной сварки резки, напыления и наплавки и .:,других случаях. Известно устройство для плавного регулирования; тока в установке плазменно-дугового переплава, содержащее трехобомточный силовой трансформаT j, управляемый мостовсй выпрями,- тель и неуправляелллй мостовой выпря мител {,, питающий постояншам током последовательную цепь нагрузки в ви/ де заземленной детали и электрода плазмотрона, дросселя и резистора ад., Недостатком данного устройства является чрезвычайно низкий КПД в связи с протеканием по резистору большого рабочего тока плазмотрона на протяжении всего времениработы плазмотрона. Кроме того, данное устройство не позволяет получить непрерывный ток в дуге при работе в режиме малыхТОКОВ, а также имеет низкий коэффициент мощности. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления электрическим режимом плазмотрона, содержащее мостовой выпрямитель, вхо которого соединен с выводами вторичных обмоток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, выход анодной группы через последовательно сое диненные резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона, дополнительную группу управляемых вентилей,аноды которых подключены к точке соединения резистора с дросселем, катоды к отводам вторичных Обмоток трансфор матора, а управляющие электрода - с выходом .блока импульсно-фазового управления, связанного входом с выходом .блока формирования закона нарастания тока СЗ. Недостатком известного устройства является низкий КПД установки, так как резистор, обтекается током на про тяжении всего процесса нагрева из-за неполного шунтирования его управляемыми вентилями.. Цель изобретения - повышение КПД плазмотрона путем снижения потребляемой мощности. . Указанна цель достигается тем, что устройство для управления электрическим режимом плазмотрона, содержащее мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторичных обметок трехфазного силового трансфо матора, выход катодной группы выпрями тeJ я соединен с заземленным катодо плазмотрона, а вьиход анодной группы через последовательно соединенные резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона,-дополнительную группу управляемых вентилей, аноды котсчрых подключены к точке соединения резистора с дроссе пем, катода подключены к отврдам вторичных обмоток трансформатора, а улравляюй 1е электроды соединены с выходом блока импульсно-фазового управления, связанного входсм с выходом блока формирования закона нарастания тока, снабжено датчиком тока, двумя релейными элементами и блоком сравнения, а анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой, датчик тока, включен в цепь питания плазмотрона, его выход соединен с входами обоих релейных элементов и одним из вхо .дов -блока сравнения, включенного между входом блока импульсно-фазового управления и выходом блока формирования закона нарастания,тока, выход первого из релейных элементов связан с управляняцйми электродами анодной группы вентилей мостЬвого выпрямителя, а выход второго релейного элемента соединен с входом блока формирования закона нарастания тока. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого ус фойства. Устройство для плавного регулирования тока содержит трансформатор 1, выводы вторичной обмотки которого I соединены с входом мостового выпрямителя с катодной группой 2 вентилей и управляемой анодной группой 3 вентилей, а отводы фаз вторичных обмоток с катодами доп6л1штельной группы 4 управляемых вентилей. Выход постоянного тока мостового выпрямителя замкнут цепью из последовательно соединенных заземленного изделия 5, электрода б плазмотрона, дросселя 7, датчика 8 тока и нерегулируемого резис тора 9. Выход датчика 8 тока соединен с входами первого 10 и второго 11 релейных элеме:нтов и первым входом блока 12 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 13 формирования закона нарастания тока плазмотрона. Выход первого релейного элемента 10 соединен с управляющими электродами анодной группы 3 управляемых вентилей, выход второго per : лейногр элемента 11 соединен с входом блока 13 формирования закона нарастания тока плазмотрона,выход.яблока 12 сравнения соединен с входо1м блока 14 импульсно-фазового управления, соединенного выходом с управ-ляющими электродами допбЛнитель ной группы 4 управляемых вентилей, Устройствоработает следующим образом. Силовой трансформатор включается при закрытых вентилях анодной группы 3 управляемых вентилей мостового выпрямителл и закрытых вентилях допопнитапьнсм груптш 4 управляе1«1:с венти лей. Так как TdK плаэмтрона при этом равен нулю, сигнал на входе релейшях элементов 10 и 11 и на входе бло ка 12 сравнения, поступающий с даччи ка 8 тсжа, также равен нулю. Релей 1Шй элемент 11, предстаэляющий собсЛ 9 простбйшем случае контактное или бесконтактное рел« максимальноЕЮ тока, выдает сигнал запрета на блок фсфмировакия закона нарастания тока плазмотрона, поэтому гнал на выходе последнего также будет равен нулю. Релейный элемент 10 (контактно ИЛИ jSecKOHTaKTHoe реле минимального тока) подает напряжения управления на управляющие электрода анодной группы 3 управляемых вентилей, последш1е, открываются и к промежутку изделие 5 - электрод 6 плазмо,трона прикладывается максимально воз можное в данной схеме выпрямленное напряжение достаточное для зажигания дуги. В промежутке загорается ду га ив цепи:изделие 5 - электрод 6 ,дФОссель 7 - датчик 8 тока - резистор 9 яроте кает минимальный ток, ограничиваемый величиной сопроаивлеви 9i Щэи этом токе релейньй элемент 11 срабатывает и запускает блок 13 фондирования з aKOHia нарастания тока плазмотрона, Сформированный блоком 13 сигнал через блок 12 .сравнения подается на вход блока 14 импульсно-фазового управления, и умень шает угол открывания дополнительной группы 4 управляемых вентилей. Последние открываются и через плазМотрон начинает протекать нарастаюадий ток, изменяющийся по задаваемому бло ком 13 закону. Точность реализации этого закона обеспечивается обратной связью по току, осуществляемой датчиком 8 тока и блоком 12 сравнения. При токе плазмотрона, превьвцахяцем минимальный на некоторую заранее заданную величину например, на 10 20% и достаточном для устойчивого горения дуги,.релейный элемента О снимает сигнал с управляющих электродов анодной группы 3 управляемых вентилей. Последние закрываются и ; протекание тока по резистору 9 прекращается , а потери в установке уменьшаются на величину потерь в резисторе 9. Ток плазмотрона при этом будет протекать только через вентилыше группы 2 и 4, а е пульсации будут сгла)1а1ваться дросселем 7, что повышает устойчизость горения дуги и работы установки. При срыве дуги плазмотрона (по любой причине сигнал на выходе датчика 8 тока становится равным нулю, поэтому релейный элемент 11 приводит в исходное состояние.блок 13, релейный элемент Ю вновь включает группу 3 вентилей, и цикл плазмотрона повторяется. При изменении тока плазмотрона в процессе испытаний в диапазоне 2001200 А и мощности дуги плазмотрона 55 кВт потребляемая мощность у предлагаемого устройства составляет 57,8, а у известного 66,8 кВт, что обеспечивает повышение КПД процесса плазменно-дуговогр переплава с 82% у прототипа до 95% у предлагаемого устройства. йредааг.аемое устройство может найти применение в установках плазменно-дугового переплава, плазменного напыления, плазменной резки и т.п. на металлургических, машиностроительных предприятиях, где требуется стабилизация или регулирование тока цепи, с переменными параметра1«м. .

J

-.УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ПЛАЗМОТРОНА, содержащее мостовой выпрямитель, вход KOTOjporo соединен с выводами вторич-ных. обмоток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, а выход анодной группы через последовательно соединенные резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона, дополнительную группу управляемых вентилей, аноды которых подключены к точке ср1 динения резистора с дросселем, катоды подключены к отводам вторичн1лх обмоток трансформатора, а управляющие электроды соединены с выходом .блока импульсно-фазойргр управления, связанного входом с выходом блока, формирования закона нарастания тока, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД плазмотрона путем снижения потребляемой мощности, оно снабженодатчиком тока, двумя релейными элементами и,блоком сравнения, а анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой, датчик тока включен в цепь питания плазмотрона, его выход |. соединен с входами обоих релейных элементов и одним из входов блока (Л сравнения, включенного между входом блока импульсно-фаэового управления с и выходом блока формирования закона нарастания тока, выход первого из релейных элементов связан с управляющими электродами анодной группы вентилей мостового выпрямителя, а выход второго релейного элемента соединен с входом блока-формирования.закона , нарастанйя тока. . С5: О 4; CD