Устройство защиты сварщика Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочному произ-водству, в частности к устройствам автоматического снижения напряжения холостого хода сварочных трансЛорматоров, используемых при ручной дуговой сварке.

Известно устройство для снижения напряжения холостого хода источника сварочного тока, содег жащее аварийный и основной коммутаторы, трансформатор тока в сварочной цепи, реле времени ограничения, реле з ащиты, реле времени защиты, блок питания и дискретный элемент защиты tU.

Недостатками указанного устройства являются, отсутствие контроля заземления сварочной цепи.и детали и высокая инерционность схемы при срабатывании. Отсутствие контроля заземления снижает защитные функции устройства, что не позволяет предoтвt)aтить несчастные случаи при попадании напряжения сети .в сварочную цепь, корпус устройства или на свариваемую деталь.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для ограничения напряг жения холостого хода сварочного трансформатора, содержащее, аварийный и основной коммутаторы в цепи питания сварочного трансформатора, систему фазового управления основным коммутатором, трансформатор тока с двумя выходами, включенный в сварочную цепь, реле времени ограничения, вход которого связан с одним из выходов трансформатора тока, а выход - с системойфазового управления, реле защиты, управляющее аварийным коммутатором, реле времени защиты, выход KOTOjSoro связан с реле защиты, блок питания и схему формирования управляющего, синала, содержащую диод, резистор и два пороговых элемента, выход которого связан с выходом реле времени защиты С21.

Известное устройство также характеризуется отсутствием контроля заземления сварочной цепи и корпуса самого устройства, что снижает его защитные свойства. Это обусловлено тем., что устройство не имеет элементов, реагирующих на укзанные неисправности.

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем обеспечени контроля заземления сварочной цепи и корпуса устройства

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты сварщика, .содержащем аварийный и основной коммутаторы в цепн пнтания сварочного трансформатора, систему фазового управления основ-ным коммутатором, трансформатор тока с

двумя выходами, включенный в сварочную цепь, первое реле времени, вход которого связан с первым выходом трансформатора тока, а выход - с системой фазового управления, реле защиты, выход которого подключен к аварийному коммутатору, второе реле времени,-выход которого связан с реле защиты, блок питания и схему формирова,ния -управляющего сигнала,.- содержаицую диод, резистор и два пороговых элементы, в схему формирования управляющего сигнала дополните.льно .введены элемент выдержки времени и усилитель низкой частоты, причем вход элемента выдержки времени связан с выходом первого порогового элемента, а выход - с входом усилителя .низкой частоты и через резистор с входом первого порогового элемента и катодом диода, анод.которого связан с не.заземленным концом вторичной .обмотки сварочного трансформатора, при. этом выход усилителя низкой .частоты связан с входом второго порогового элемента и вторым выходом трансформатора тока.

На чертеже приведена функциональная схема устройства защиты сварщика.

Устройство - защиты св.ариика .со- держит аварийный 1 и основной 2 коммутаторы в цепи питания сварочного трансформатора 3, систему 4 фазового управления основным коммутаторрм 2, трансформатор 5 тока С двумя выходами, включенный в сварочн.уто Цепь, первое реле 6 времени, вход которого связан.с одним из выходов трансформатора 5 тока, а выход - с системой 4 Фазового упра.вления, реле7 защиты, управляющее аварийным коммутатором 1, вто.рое реле 8 времени, выход которюго связан с входом реле 7 защиты, блок 9 питани-я, осуществлянлций питание всех блоков устройства, и Схему 10 формирования управляющего сигнала, выход которой связан с входом реле 8 времени. Схема 10 формирования управляющего сигнала . состоит из диода 11, анодом подключенного к незаземленному зажиму вторичной обмотки сварочного трансФорматора 3, а катодом - к резистору 12 и входу первого порогового элемента 13, выход которого через элемент 14 выдержки времени связан с входом усилителя 15 низкой частоты, выход которого подключен к входу второго порогового элемента 16. Резистор 12 связывает вход усилителя 15 низкой частоты с диодом 11 и входом первого порогового элемента 13. Второй .выход трансформатора 5 тока подк.лючен к вАоду второго

порогового элемента 16. Кроме того на схеце показаны электрод 17 и сва риваемая деталь 18..

При подаче напряжения на.сварочную установку на выходах блока 9 питания появляются напряжения, которые, подаются на схему 4 фазоимпульсного управления, реле 6 времени ограничения, реле 7 защиты, реле 8 времени защиты и схему 10. На выходе реле 8 времени защиты появляется сигнал, который приводит во включенное состояние реле 7 защиты и аварийный коммутатор 1. в это же время появляется сигнал на выходе реле 6 времени, который переводит систему 4 фазового управления в такое положение, когда основной коммутатор 2 будет полностью открыт. На сварочный трансформатор 3 подается лолное напряжение сети, . поэтому на его выходе появляется полное напряжение холостого хода 6575 В, которое существует в течение всего времени выдержки реле 6 времени ограничения (до 1,0 с). Схема 10 за это время осуществляет контроль исправности работы устройства. Напряжение сварочной цепи через диод 11 подается на вход первого, порогового элемента 13 и через резистор 12 на вход усилителя 1 низкой частоты. Так как первый пороговый элемент 13 имеет порог срабатывания порядка 35-40 В, то в этом случае.он срабатывает, на его выходе появляется напряжение, что приводит к появлению постоянного напряжения на выходе элемента 14 выдержки времени. Усилитель 15 низкой частоты.переходит в режим наеыщения, поэтому сигнал на его выходе пропадает, что переводит реле 8 времени в режим отсчета выдержки времени. Если устройство исправно, на выходе реле 6 времени не позже, чем через 1,0 с с момента подачи напряжения на схему, сигнал исчезнет, что переводит систему 4 базового управления в режим отсечки. Это ведет к отпиранию основного коммутатора 2 только в конце каждого полупериода напряжения сети В сварочной цепи появляются импульсы с амплитудой порядка 30 В. Этого напряжения не достаточно для отпирания первого порогового элемента 13. Сигнал на его выходе пропадает, что приводит к исчезновению сигнала через 0,02 с на выходе элемента 14 выдержки времени. Смещение на входе усилителя 15 низкой частоты исчезает, поэтому он усиливает сигналы, подаваемые на его вход от напряжения сварочной цепи через диод 11 и резистор 12. На выходе усилителя 15 низкой частоты появляются импульсные сигналы, преобразуемые вторым пороговым элементом 16 в сигна.лы прямоугольной формы, подаваемые на вход реле 8 .времени защиты. Оно остается во вк.люченном положении на все время ограниченно.го холостого хода.

В режиме сварки напряжение в сварочной цепи колеблется от О.до 45 В. Поэтому, чтобы при сварке

o удлиненной дугой не происходило ложное отключение устройства, на вход второго порогового элемента 16 подается напряжениес второго выхода трансформатора 5 тока. В этом

5 случае сра батывает. первый пороговый элемент 13 и исчезает напряжение на выходе усилителя 15 низкой частоты. Однако на вход второго порогового элемента 16 подается напряжение с трансформатора 5 тока, поэтому ,

0 сигнал на выходе второго порогового элемента 16 сохраняется и при сварке. Реле 8 времени защиты остается включенным на все время сварiки.

При выходе из строя реле 6 времени ограничения, системы 4 фазовог го управления или основного коммуг татора 2, связанном с появлением в сварочной цепи повышенного напря0жения амплитудой более 35 В, срабатывает первый пороговый элемент 13 который через элемент 14 выдержки времени подает смещение на вход усилителя 15 низкой частоты. По5этому, хотя и поступают сигналы на вход усилителя 15 низкой частоты через диод 11 и резистор 12, на выхода усилителя 15 сигнал пропадает. При холостом ходе отсутствует сигнал

0 и на выходе трансформатора 5 тока. Отсутствие сигнала на входе второго порогового элемента 16 приводит к исчезновению сигнала на входе реле 8 времени. Через время более 1,0 с исчезает сигнал на выходе

5 этого реле. Реле 7 защиты выключается, снимает свой сигнгш управления. Аварийный коммутатор 1 также отключается, снимая напряжение со сварочной установки.

0

Аналогичным образом происходит отключение аварийного коммутатора 1 при снижении сопротивления изоляции сварочной цепи или попадании в сварочную цепь человека с малым

5 сопротивлением тела.

Контроль заземления сварочной цепи осуществляется пониженным напряжением холостого хода по цепи

0 незаземленный зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора 3диод 11 - резистор 12 - вход усилителя 15 низкой частоты - шина корпус устройства - земля - заземленный зажим вторичной обмотки сва5

УСТРОЙСТВО ЗАЩИта СВАРЩИЦА, содержащее аварийный и основной коммутаторы в цепи питания сварочного трансфрЕМиатора, систему фазового управления основным коммутатором, трансформатор тока с двумя выходами, включенный в сварочную цепь, первое реле времени, вход которого связан с первым выходом трансформатора тока, а выход т с системой фазового управления, реле защиты, выход которого подключен к аварийному коммутатору, второе реле времени, выход которого связан с реле защиты, блок питания и схему формирования управляющего сигнала, со- , .держащую диод,., резистор и два пороговых элемейта, отличающеес я тем, что, с целью повьхаения надежности заощты путем обеспечения контроля заземления сварочной цепи и корпуса устройства, в схему формирования управляющего сигнала дополните1шно введены элемент задерткки времени и усилитель низкой частоты, причем вход элемента выдержки времени связан с выходом первого порогового элемента, а выход с входом ycиJmтeля низкой частоты и через резистор с входом первопо порогового элемента и катодом диода, анод которого связан с незаземпенным концом вторичной обмотки сварОчнопэ TpaHc opftaTOpa, при этом выход усилителя низкой частоты связан с входом второго порогового элемента и вторьм выходом трансформатора тока.