Устройство для сварки Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано при сварке в условиях, при которых характерны значительная уда ленность сварщика от источника сварочного тока и необходимость в обес печении повышенной электробезопасности. Известно сварочное устройство с дистанционным управлением, предназначенное для сварочных трансформаторов, у которых управление сварочным током с использование тиристоров осуществляется по первичному току с помощью систем фазового упра ления, содержащее исполнительный блок, включающий три вспомогательных трансформатора, первый из котор предназначен для питания всего регулятора пониженным напряжением, вт рой подключен к сети через одну из вторичных обомоток первого трансфор матора, дополнительный тиристор и тиристорный коммутатор предназначены для включения первичной обмотки сварочного трансформатора на пониженное напряжение в момент его холостого хода, и для питания цепей транзистора, работающего в усилител ном режиме и установленного в плече чувствительного моста, В другом пле че этого моста установлены переменное сопротивление, движок которого связан с валом исполнительного реверсивного двигателя, и транзисторный ключ, с помощью которого во вре мя сварки отключается третий вспомо гательный трансформатор, от которого питается якорная обмотка исполнительного двигателя. Второе переменное сопротивление установлено на входе системы фазового управления и связано с валом двигателя. Блок управления устройства включает задатчик тока, подключаемый к промежутку электрод - изделие для установки необходимого режима в перерыве между сваркой f 1 . Однако известное устройство применимо лишь для источников, у которых управление сварочным током осуществляется по первичному току. Кро ме того, оно обладает значительной инерционностью при обработке команд на увеличение или уменьшение свароч ного тока, так как цепи управления содержат интегрирующий привод. Наличие двух переменных сопротивлений 01 связанных с валом исполнительного двигателя придают устройству низкук надежность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее выносной блок управления для дистанционного регулирования сварочного тока, блок фазового управления, силовой тиристорный выпрямитель, включающий трехфазный трансформатор, соответствующие концы вторичных обмоток которого с одной стороны подключены к блоку силовых тиристоров, катоды которых соединены вместе и образуют положительный полюс выпрямителя, в цепь которого включен магнитный усилитель для получения обратной связи по току нагрузки. С другой стороны концы вторичных обмоток подключены к уравнительному реактору, на выходе которого образуется отрицательный полюс, в цепь которого включен линейный дроссель для сглаживания пульсаций выпрямленного тока С2, Известное устройство, содержащее выносной блок управления для дистанционного регулирования сварочного тока, требует использование специального кабеля управления, что снижает производительность труда. Отсутствие узла для автоматического снижения напряжения холостого хода источника не гарантирует сварщику электробезопасности. Цель изобретения - повышение производительности труда при производстве сварочных работ. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сварки, содержащем источник сварочного тока, выносной блок управления и устройство для дистанционного управления, причем источник включает в себя тнристорный выпрямитель, связанный с блоком фазового управления и магнит-, ным усилителем, сглаживающий дроссель, включенный между отрицательным полюсом тиристорного выпрямителя и отрицательным полюсом источника, устройство дистанционного управления выполнено на запоминающем устройстве, неинвертирующем усилителе, выходном усилителе, разрядной цепочке, инверторе, разделительном диоде, однофазном выпрямителе, устройстве первоначального включения силовых тиристоров, стабилизаторе.

:зп

делителе напряжения, траи исторном ключе, порогоном устройстве и двух диодах, при этом магнитный усилитель содержит дополнительную обмотку, блок фазового управления снабжен дополнительным входом управления, выход запоминающего устройства свя.зан с катодом диода разрядной цепочки, через последовательно включенные неинвертирующий и выходной усилители связан с входом блока фазового управления, через переход анод - катод разделительного диода с выходом инвертора, выход инвертора через переход катод - анод второго связан с входом устройства первоначального включения силовых .тиристоров и через переход катод анод первого диода связан с отрицательным зажимом источника, выход однофазного выпрямителя и выход устройства первоначального включения силовых тиристоров подключены к входу стабилизатора, выход которого, связанный с делителем напряжения, подключен к входу транзисторного ключа и входу порогового устройства выход транзисторного ключа связан с дополнительным входом блока фазового управления, вход однофазного выпрямителя подключен к дополнительной обмотке магнитного усилителя, выход порогового устройства через переход катод - анод третьего диода подключен к разрядной цепочке и входу инвертора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для дистанционного управления источником сварочного тока

Устройство для дистанционного управления источником сварочного тока по сварочному кабелю состоит из источника 1 сварочного тока и подключенных к нему выносного блока 2 управления и блока 3 памяти. Источник 1 сварочного .тока содержит силовой тиристорный выпрямитель 4, блок 5 фазового управления, имек)1ций выход двуполярного источника питания, вход 6 фазового управления и дополнительный вход 7 управления, магнитный усилитель 8, состоящий из включенных встречно-последовательно рабочих обмоток 9 и 10 и дополнительной обмотки 11, линейный сглаживающий дроссель 12,

Блок 2 управления содержит резистор 13 как огра}1ичитель тока и пе3801

ременное регулировочное сопротинление 14, служащее для установки необходимого режима сварки в перерыве между сваркой или в момент сбоев 5 в горении дуги, которые соединены последовательно и подключены параллельно дуговому промежутку. Блок 3 памяти содержит выходной усилитель 15, неинвертирующий усилитель 16

10 постоянного тока с большим входным сопротивлением, делитель напряжения на резисторах 17 и 18, транзисторный ключ 19, стабилизатор 20 напряжения, однофазный выпрямитель 21,

15 инвертор 22, вклк)чающий резисторы 23-25 и транзистор 26, два последовательно соединенных .диода 27 и 28, разделительный диод 29, разрядную цепочку, состоящую из диода 30 и

20 резистора 31, диод 32, запоминающее устройство 33, устройство 34 первоначального включения силовых тиристоров, состоящее из резистора 35 - ограничителя тока, трансфор5 матора 36 с двумя обмотками 37 и 38, стабилитрона 39 и диода 40, пороговое устройство 41.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на силовой вход источника 1 сварочного тока напряжения сети одновременно запитываются силовой тиристорный выпрямитель 4 и блок 5 фазового управления, от которого в свою очередь запитывается линейным напряжением сети магнитный усилитель 8 и от выхода его двуполярного источника питания блок 3 памяти. При этом общая шина двуполярного источника питания, также и отрицательные вводы 6 фазового управления и дополнительного входа 7 управления непосредственно соединены с положительным зажимом

источника 1 сварочного тока. От обоих выходов двуполярного источника питания запитываются выходной усилитель 15, неинвертирующий усилитель 16 и инвертор 22, требую0 пще двуполярного питания, а от его положительного выхода запитывается делитель напряжения на резисторах 17 и 18 и от отрицательного выхода запитываются стабилизатор 20, запоми5 нающее устройство 33 и пороговое

устройство 41. Причем, от появившегося положительного напряжения на выходе делителя напряжения транзисторSный ключ 19, работающий в ключевом режиме, полностью насыщен и его зы ходное сопротивление близко к нулю. В результате этого положительное напряжение на дополнительном входе управления 7 отсутствует, что соответствует практически полному закры тию силовых тиристоров в блоке силового тиристорного выпрямителя 4, Поскольку транзистор 26 инвертора 2 заперт положительным напряжением, поступающим в цепь базы через резис тор 24 с положительного выхода двуполярного источника питания, то кол лекторное сопротивление 23 транзистора 26 и блок 2 управления образую регулируемый делитель напряжения, плечи которого соединяются двумя от крытыми, последовательно соединенными диодами 27 и 28. Ток образовав шегося регулируемого делителя напря жения, который оказывается подключенным к отрицательному выходу двуполярного источника питания, проходя по нему создает падение напряжения на блоке 2 управления, которое является напряжением управления и величина его зависит от переменного регулировочного сопротивления 14 Это напряжение управления отрицательной полярности, суммируясь с незначительным напряжением, падающи на открытых диодах 27 и 28, подается через открытый разделительный диод 29 на вход - выход запоминающего устройства 33 и на вход неииве тирующего усилителя 15 постоянного тока, имеющего большое входное сопр тивление, одновременно это напряжение подается на разрядную цепочку, включающую диод 30 и резистор 31. При этом, ток управления отрицатель ной полярности, поступающий на вход нейнвертирующего усилителя 16 постоянного тока, усиливается и подает ся на вход выходного согласукяце го усилителя 15 как для его сравнения с током положительной полярности, так и для его усиления сравнение необходимо как для согласования вхо да фазового управления с первым выходом блока 3 памяти, так и для .получения полной глубины регулирования сварочного тока . Вы;ходное сопротивление выходного усилителя 15, величина которого зависит от величины тока управления, определяет ве личину задающего напряжения положи1тельной полярности нт входе 6 фазового управления и тем самым определяет угол отпирания силовых тиристоров в момент сварки. При замыкании сварочной цепи входная цепь устройства первоначального включения силовых тиристоров 34 оказьгаается подключенной через открытый диод 27 к отрицательному входу двуполярного источника питания вследствие нулевого сопротивления на дуговом промежутке. В результате чего пробивается стабилитрон 39 и на выходе обмотки 38 трансформатора 36 появляется всплеск напряжения отрицательной полярности, который через переход катод - анод диода 40 подается на вход стабилизатора 20. С выхода последнего ограниченнное напряжение в отрицательной полярности подается для сравнения с выходным напряжением положительной полярности, снимаемым с делитеЛя напряжения на резисторах 17 и 18. Поскольку величина выходного напряжения стабилизатора 20 выбирается несколько вьппе по абсолютной величине, чем на выходе делителя напряжения на резисторах 17 и 18, то в результате сравнения напряжение положительной полярности, присутствующее до этого как на входе транзисторного ключа 19, так и на входе порогового устройства 41, сменит свой знак. Это приводит к одновременному запиранию транзисторного ключа 19 и срабатыванию порогового устройства 4If Вследствие этого с одной стороны, от появившегося лавинообразно на выходе порогового устройства 41 отрицательного напряжения с нулевого значения откроется транзистор 26 инвертора и диод 32, а это в свою очередь приведет к запиранию диода 28, который исключает переключение входной цепи устройства первоначаль1. ного включения силовых тиристоров 34 в коллекторную цепь транзистора 26, разделительного диода 29 и диода 30. За счет того, что отрицательный потенциал общей точки соединения катода разделительного диода 29 и диода 28 уменьшится из-за подключения ее через открытый транзистора 26 к общей шине двуполярного источника питания, отрицательный потенциал общей точки соединения анода диода 30 и резистора 31, входящих в состав

7.

разрядной цепочки, возрастет, так как выходное напряжение на выходе порогового устройства 41 выбирается так, чтобы оно всегда было больше максимально возможного напряжения на входе - выходе запоминающего устройства 33. С другой стороны, запиранию транзистороного ключа 19 соответствует значительное увеличение его выходного сопротивления с нулевого значения. В результате чегона дополнительном входе 7 управления появляется положительное напряжение, сразу после появления которого блок 5 фазового управления начинает формировать управляющие импульсы и отпирать в необходимой последовательности силовые тиристоры в силовом тиристорном вьтрями еле 4. При этом, как только отопрется один из шести тиристоров в силовом выпрямителе 4, то с этого момента на смену напряжения управления на дуговой промежуток проходит сварочное напряжение, от которого запирается диод 27 и в сварочной цепи появляется сварочный ток. Появление тока в сварочном кабеле, который является обмоткой управления магнитного усилителя 8, работающего в режиме трансформатора тока, вызывает появление переменного напряжения на его дополнительной обмотке 11, которое подается на однофазный выпрямитель 2 а с его выхода на вход стабилизатора 20 напряжения на смену следующему импульсу отрицательной полярности, поступающему с выхода устройства 24 первоначального включения силовых тиристоров 34, Таким образом, транзисторный ключ 19 в момент сварки остается закрытым и этим самым осуществляется последующее включение силовых тиристоров в блоке 4 силового тиристорного вы- прямителя, А запоминающее устройство 33, служащее для поддержания на своем входе - выходе напряжения с высокой точностью и в течение продолжительного времени, остается связанным с подключенным на его вход выход неинвертирующим усилителем 1 постоянного тока. Благодаря тому, что последний, обладая большим входным сопротивлением, не нарушает сложившегося устойчивого состояния в запоминающем устройстве 33, выходное сопротивление выходного согла238018

сующего усилителя 15, которое он имел в перерыве между сваркой, остается неизменным. После окончания

процесса сварки - при размыкании .

5 сварочной цепи напряжение на выходе дополнительной обмотки 1I магнитного усипителя 8 становится ранным: нулю, вследствие чего устройство возвращается в исходное состояние,

О т.е. на смену сварочному напряжению на дуговой промежуток приходит на- пряжение, управления, величина максимально возможного которого не превьш1ает 10 В. Если в перерыве между

5 сваркой уменьшить напряжение на входе - выходе запоминающего устройства 33, а значит и выходное сопротивление выходного усилителя 15, что соответствует уменьшению сварочноо го тока при работе на падающих внешних характеристиках и уменьшению , сварочного напряжения - на жестких внешних характеристиках источника 1 сварочно.го тока, то величину напря5 жения управления отрицательной полярности уменьшают переменным регулировочным сопротивлением 14. Когда отрицательное напряжение на входе - выходе запоминающего устроит0 ства 33 уменьшится, разделительный диод 29 закроется, так как отрицательный потенциал на его аноде ста:нет больше, чем на катоде.Ко входу выходу запоминающего устройства 33

5 кроме усилителя 16 постоянного тока подключена также и разрядная цепочка, входное сопротивление которой в перерыве между сваркой определяется ее резистором 31, величина сопро0 тивления которого значительно меньше входного сопротивления неинвертирующего усилителя 16 постояннного тока и выходного сопротивления за- поминаеющего устройства 33. При этом5 напряжение на входе - выходе, уменьшаясь, установится и станет равным новому значению - уменьшенному напряжению управления отрицательной полярности падающему на блоке 2

0 управления. Если в перерыве между сваркой требуется увеличить напряжение на входе - выходе запоминакицего устройства 33,то следует увеличить величину напряжения управления отри-

J цательной полярности переменным регулировочным сопротивлением 14 блока 2 управления. При этом отрицательное напряжение на входе - выхо

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ, содержащее источник сварочного тока, выносной блок управления и устройство для дистанционного управления источником, причем источник включает в себя тиристорный выпрямитель, связанней с блоком управления и магнитным усилителем, сгла живающий дроссель, включенный между отрицательным полюсом тиристорного выпрямителя и отрицательным полюсом источника,-о т л и ч a ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения производительнос,ти труда при производстве сварочных работ, устройство дистанционного управления , выполнено на запоминающем устройстве, неинвертирующем усилителе, выходном усилителе, разрядной цепочке, инверторе, разделительном диоде, двух диодах, однофазном вып Мигеле, устройстве первоначальнор включения силовых тиристоров, стабилизаторе, делителе напряжения, транзисторном ключе, пороговом усстройстве, при этом магнитный уси- литель содержит дополнительную обмотку, блок фазового управления снаб- жен дополнительным входом управления, выход запоминающего устройства связан с катодом диода разрядной цепочки, через последовательно вклю-; ченные неинвертирующий и выходной уси лители связан с входом блока фазового управления, через переход анод катод разделительного диода - с выходом инвертора, выход инвертора через переход катод - анод второго диода связан с входом устройства первоначального включения силовых тиристоров и через переход катод анод первого диода связан с отрицательным зажимом источника, выход однофазного выпрямителя и выход ус- стройства первоначального включе ния силовых тиристоров подключены к входу стабилизатора, выход которого, связанный с делителем напряжения, подключен к входу-транзисторного ключа и входу порогового устройства, выход транзисторного ключа связан с дополнительным входом блока фазового управления, вход однофазного выпрямителя подключен к дополнительной обмотке магнитного усилителя, выход порогового устройства через переход катод - анод третьего диода подключен к разрядной цепочке и входу инвертора.