Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочно .му производству и предназначено для улучшения экономических показателей работы трансформаторов, а также для безопасного использования сварочных аппаратов в закрытых сосудах. Известно устройство для ограниче ния, напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащее тиристорный коммутатор, установленный в первичной обмотке сварочного трансформатора токоограничивающий элемент и схему управления коммутатором, выполненную в виде резистивного элемента сравнения, на котором сравнивается напряжение от фазосдви гающего моста, питающегося от независимого источника, с напряжением сварочной цепи m. Однако устройство имеет сложную схему сравнения, для питания которой применен многообмоточный трансформатор. Использование фазосдвигающего моста в схеме сравнения делает устройство чувствительным к из менению режима работы сварочного трансформатора. Например, при переключении обмоток трансформатора с больших токов на малые или наоборот необходимо подстраивать параметры схемы сравнения. Указанные недостат ки затрудняют практическое применение известного устройства в сварочном производстве. Цель изобретения - повышение надежности устройства и одновременно его упрощение, Поставленная цель достигается те что в устройстве для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащем тиристо ный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллель .но друг другу, а также блок управле ния, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сра нения,- вход которой через первый вы прямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход с входом релейного элемента, который подключен такжб к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цеп питания сварочного трансформатора, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, ста691билитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую вйходную клемму схемы сравнения, причем анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму схемы сравнения, при этом эмиттер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, а общая точка соединения анода стабилитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения. На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма изменения напряжений на конденсаторах С и Сц при замыкании сварочной цепи. Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора (фиг.1) содержит тиристорный коммутатор 1, выполненный в виде трансформатора тока, трансформатор 2 связи, токоограничива ющий элемент 3, первичную 4 и вторичную 5 обмотки сварочного трансформатора и блок 6 управления. Блок 6 управления состоит из первого 7 и второго 8 выпрямителей, релейного элемента.9 с контактами 10 и 11, причем конденсаторы 12 и 13 включенные встречно-последовательно в эмиттерно-базовой цепи транзистора 14, стабилитрон 15, шунтирующий конденсатор 12, резистор 16, шунтирующий конденсатор 13, разделительные диоды 17-19, резисторы 20 и 21 образуют схему сравнения, а резистор 22, разделительные диоды 23 и 24, конденсатор 25 задержки с шунтирующим стабилитроном 26 и резистором 27 составляют реле времени. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии тиристорный коммутатор 1 закрыт. Первичная обмотка 4 сварочного трансформатора .подключена к сети через токоограничивающий элемент 3. На вторичной обмотке 5 трансформатора напряжение около 12В. Через выпрямитель 7 в блоке 6 управления заряжаются конденсаторы 1 и 13, причем конденсатор 12 шунтирован стабилитроном 15,а конденсатор 13- резистором 16. В момент замыкания сварочной цепи напряжение на обмотке 5 уменьшается до нуля (здесь рассматривается случай короткого замыкания сварочной цепи). Конденсатор 13 разряжается через резистор 16. Время включения устройства зависи от постоянной времени С,Rjj,(R( - сопр тивление резистора 16i Cj - емкость конденсатора 13) и от сопротивления сварочной цепи. Конденсатор 12 начинает разряжаться, когда его напряжение станет больше напряжения на конденсаторе 13. Разряд идет по цепи: эмиттер-база транзистора 14 и резистор 16. При этом образуется основная цепь разряда: эмиттер-коллектор тран зистора 14, разделительный диод 17,. релейный исполнительный элемент 9. Реле 9 срабатьтает и включает своим контактом 10 коммутатор 1, а контактом 11 вводит в цепь заряда конденса торов 12 и 13 дополнительный резистор. Коммутатор открывается. Начинае ся режим сварки. На выходе трансформатора 2 тока возникает напряжение, которое через выпрямитель 8 приклады вается к релейному элементу, шунтиро ванному конденсатором 25, стабилитро ном 26 и резистором 27. Тем самым поддерживается открытое состояние коммутатора. Резистор 27 служит для регулировк напряжения отпускания реле в режим холостого хода. Стабилитрон 26 необходим для ограничения напряжения на катушке реле в рабочем режиме. Конденсатор 25 обеспечивает задержку закрывания коммутатора при размыкани сварочной цепи. В момент размыкания сварочной цепи коммутатор 1 закрьшае ся с вьщержкой времени, зависящей от времени разряда конденсатора 25 через катушку реле 9. Краткий расчет цепи управления ти ристорного коммутатора выполняется исходя из следующих начальных услови 1. В. качестве исполнительного эле мента выбираем реле РЭС 22 (рабочее апряжение 12 В; напряжение V тяговое 5 В;i напряжение V отпускания 4В; сопротивление 8 катушки 180 Ом; ток и срабатывания S30V ). 2.Постоянная времени 12,, С , должна быть такой, чтобы напряжение на конденсаторе во время холостого хода бьто не меньше 12 В. 3.Резистор R|6 должен иметь значение нескольких сотен ом для обеспечения высокой чувствительности схемы (транзистор должен открываться при минимальном значении управляющего напряжения) . 4.Емкость конденсатора С ,2 такова, чтобы время разряда его через ка-j ТУШКУ реле 9 было не меньше 0,1 с. Выбираем конденсатор С j емкостью 000 мкФ. Постоянная времени Ctn. ко1ТчшкиС 2 0,18 с. 5.Строим несколько пробных графиков разряда конденсатора 13 с разными значениями R i6 определяя наименьшую возможную постоянную времени (фиг.2). Принимаем мкФ, R , -250 Ом. 6.Напряжение cv} (разряд) « Vc,,v.o.- 124 , хе-Ш50ий 0,025 с. для t «0,0125 с Vc, 10,25 В для i 0,025 с Vc 6,2 В для t 0,05 с с 2,3 В, где -t - время. 7.На основании расчетных данных строим диаграмму изменения напряжения на конденсаторе С„ при замыкании сварочной цепи (фиг.2). 8.Выбираем транзистор МП26Б с коэффициентом усиления f 30. 9.Из графика видно,что в момент времени t напряжение между эмиттером и базой транзистора равно 0,4 В. Ток базы-35 AV/R(fc 1.6 мА. ; Ток коллектора 3 к д 6 8 мА. обеспечивает уверенное срабатывание реле. По сравнению с базовым объектом прототипом предлагаемое устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов обладает повьшгенной надежностью в работе за счет более стабильного зажигания дуги и нечувствительности к изменению режима работы сва рочного трансформатора. Кроме того, предлагаемая схема проще, так как в ней отсутствуют дополнительные источники питания, многообмоточньй .трансформатор и т.д.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллельно друг другу,а также блок управления, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сравнения, вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход - с входом релейного элемента, который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного трансформатора, о тличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства и одновременно упрощения БИЬ.-1Ьо) - его, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схеяы сравнения, причем г анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего ресл зисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму с схемы сравнения, при этом эммитер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, ( а общая точка соединения анодаста4 О) билитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения. СО