Устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда Советский патент 1984 года по МПК H05B7/16 

Фаг. 1

Изобретение относится к электротехнике и можетбыть использовано в установках, в которых для нагрева изделий и проведения технологического процесса используется сильноточный тлеющий разряд.

Известно устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда, содержащее датчик тока разряда, пороговый элемент и коммутирующий орган 1.

Недостатком устройства является то, что только по величине тока разряда можно определить наличие перехода тлеющего разряда в дуговой, особенно в мощных установках, в которых величина тока тлеющего разряда может достигать нескольких сотен ампер.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда, содержащее датчик напряжения, выход котороге подключен к входу звена с зоной нечувствительности, соединенного выходом с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока.

Устройство формирует так называемую защитную область в пространстве параметров (тока и напряжения) разряда. При попадании в эту область значений тока и напряжения разряда устройство выдает соответствующий сигнал управления на отключение напряжения питания 2.

Однако защитная область, формируемая устройством, ограничена осью токов и прямыми, одна из которых параллельна оси напряжений, а другая параллельна или имеет некоторый наклон к оси токов. Так как вольт-амперная характеристика (ВАХ) тлеющего разряда имеет сложный характер и параметры рабочей точки дугового разряда могут изменяться в щироких пределах, то разграничить с помощью известной относительно простой защитной области значения параметров (тока и напряжения) рабочей точки тлеющего разряда от соответствующих параметров дугового разряда во всем рабочем диапазоне, охватывающем как нормальный, так и аномальный тлеющий разряд, удается не во всех случаях. Это может привести или к ложным срабатываниям устройства (выдача сигнала на отключение питающего напряжения без перехода тлеющего разряда в дуговой), или к тому, что дуговой разряд не отключается. Оба случая нежелательны, так как при этом снижается производительность установки, качество обработки изделий до их повреждения и может иметь место выход из строя источника питания. Дополнительно этому способствует тот факт, что в работе устройства не учитываются существенные изменения ВАХ тлеющего разряда, возникающие при изменении давления в рабочей камере.

Цель изобретения - повыщение надежности определения перехода тлеющего разряда в дуговой и повыщение за счет этого производительности установки в целом и качества обработки изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля сильноточного тлеюЩего разряда, содержащее датчик напряжения, выход которого подключен к входу звена с зоной нечувствительности, связанного с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчис ка тока и порогового блока снабжено дополнительным пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания, соединенным первым входом с выходом звена с зоной нечувствительности, а выходом - с управляющим входом звена с переменным

коэффициентом передачи, включенного между выходом звена с зоной нечувствительности и первым входом сумматора,а второй вход дополнительного порогового блока соединен с выходом датчика давления в разрядной камере.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля сильноточного тлеющего разряда; на фиг. 2 и 3 - характеристики звена с зоной нечувствительности и звена с переменным коэффициентом передачи соответственно; на фиг. 4 - вольт-амперная характеристика тлеющего разряда (кривая 1) и защитная зона (кривая 2), формируемая предлагаемым устройством; на фиг. 5 - пример выполнения устройства. Устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда (фиг. 1) содержит последовательно соединенные датчик 1 напряжения разряда,звено 2 с зоной нечувствительности, звено 3 с переменным коэффициентом передачи, сумматор 4 и пороговый блок 5. Кроме того, устройство содержит датчик 6 тока разряда, выход которого подключен к второму входу сумматора 4, и датчик 7 давления в рабочей камере, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного порогового блока

5 8, включенного между выходом звена 2 с зоной нечувствительности и управляющим входом звена 3 с переменным коэффициентом передачи.

Устройство работает следующим образом.

0 Сигнал с выхода датчика 6 тока через сумматор 4 поступает на пороговый блок 5 и при превышении порога вызывает его срабатывание. Выходной сигнал порогового блока 5 Подается на устройство, отключающее напряжение питания (не показано). Сигнал с выхода датчика 1 напряжения, складываясь на сумматоре 4 с сигналом, пропорциональным току разряда, обеспечивает срабатывание порогового блока 5 при различных токах разряда в зависимости от напряжения разряда. Таким образом формируется защитная зона (кривая 2 на фиг. 4) в пространстве параметров (ток и напряжение) разряда. Звено 2 с зоной нечувствительности обеспечивает независимость значения тока разряда, при котором срабатывает пороговый блок 5, от напряжения разряда для напряжений м,еньше 100-200В. Этот уровень определяется величиной зоны нечувствительности (значение UH на фиг. 2). Наклон защитной зоны на участке ав определяется коэффициентом передачи звена 3 на участке UBX п (фиг. 3). При превышении сигналом с выхода звена 3 величины порога срабатывания (U) дополнительного пррогового блока 8, на его выходе появляется сигнал, который поступает на управляющий вход звена 3 и изменяет его коэффициент передачи (участок UB)( Un на фиг. 3). Это обеспечивает формирование участка ее защитной зоны (фиг. 4).. На фиг. 4 показаны также защитная зона (кривая 5), формируемая известным устройством 2, а также изменение ВАХ тлеющего разряда (кривая 3) и защитной зоны (кривая 4), формируемой предлагаемым устройством-при увеличении давления в раз.рядной камере. В этом случае под воздействием выходного сигнала датчика 7 давления увеличивается порог срабатывания дополнительного порогового блока 8, что обеспечивает смещение защитной зоны. Устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда может быть выполнено, например, как это показано на фиг. 5. Звено 2 с зоной нечувствительности выполнено на стабилитроне 9, звено 3 с переменным коэффициентом передачи - в виде делителя напряжения на резисторах 10-12, дополнительный пороговый блок 8 - на стабилитроне 13, сумматор 4 и пороговый блок 5 - на операционном усилителе 14 и резисторах 15-19. Напряжение стабилизации стабилитрона 9 определяет величину зоны нечувствительности звена 2 (значение UH на фиг. 2), напряжение стабилизации стабилитрона |з - порог срабатывания Un дополнительного порогового блока. С помощью переменных резисторов 11 и 12 устанавливается коэффициент передачи звена 3 с переменцым коэффициентом передачи на участках y83(Un и Uejt Un соответственно (фиг. 3). Резистором 18 задается начальный уровень срабатывания порогового блока 5, которому соответствует значение i, на фиг. 4. В качестве датчиков 1 и 6 используют делитель напряжения и щунт соответственно, в качестве стабилитронов 9 и 13 - стабилитроны типа Ке I33A и КС 162А соответственно, в качестве операционного усилителя - микросхему типа К 553УД2, в качестве датчика давления - вакуумметр ВТ6-1, включаемый в разрыв цепи в точке а (фиг. 5). Предлагаемое устройство обеспечивает более надежное определение перехода тлеющего разряда в дуговой и позволяет за счет этого повысить процент выхода годной продукции, например, при обработке ходовых винтов токарных станков процент выхода годной продукции повысился с 97% до 99%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИЛЬНОТОЧНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА, содержащее датчик напряжения, выход которого подключен к входу звена с зоной нечувствительности, связанного с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения -перехода тлеющего разряда в дуговой, оно снабжено дополнительным пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания, соединенным первым входом с выходом звена с зоной нечувствительности, а выходом - с управляющим входом звена с переменным коэффициентом передачи, включенного между выходом звена с зоной нечувствительности и первым входом сумматора, а второй вход дополнительного порогового блока соединен с вы-ходом датчика давления в разрядной камере. 1чЭ ;о

Л

Ь/Х

UH

фиг. г

Фиг,3