Устройство для автоматического ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 H02H3/00 

Изобретение относится к электротехнике, к системам автоматического контроля экстремальных уровней напряжения, и может быть использовано для снижения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов.

Цель изобретения - повышение электробезопасности работы с электроустановками.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит электроустановку в виде сварочного трансформатора 1, коммутирующий элемент 2, выполненный на тиристорах, токоограничивающий элемент 3, включенный параллельно коммутирующему элементу, однополупериодный выпрямитель 4 с конденсатором 5, датчик 6 контролируемого напряжения, выполненный на первом оптроне, гюдк.чюченный к однополупериод- ному выпря.мнтелю посредством резистора 7, стабилитрон 8 и диод 9, подключенные к датчику, второй тиристорный оптрон 10, конденсатор 1, диод 12, шунтирующий этот конденсатор, исполнительный элемент 13, ограничивающие резисторы 14-16 и разделительные диоды 17, посредством которых исполнительный элемент подключен к датчику и коммутирующему элементу, двухполу- периодный выпрямитель 18 и вспомогательный трансформатор 19.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сетевого питающего напряжения на сварочный трансформатор 1 и вспомогательный трансформатор 19 в сварочной цепи на 1-2 периода частоты питающей сети (0,01-0,02 с) устанавливается напряжение холостого хода. Это обусловлено тем, что датчик 6 контролируемого напряжения, выполненный на тиристорном оптроне, выключен и включен исполнительный элемент 3, разрешающий работу коммутирующего элемента 2.

При подаче напряжения 600 В в течение 0,,08 с кратковременное включение напряжения холостого хода в момент подачи питающего напряжения не снижает электробезопасность. При необходимости в устройство может быть введен элемент, например, реле, включающееся при подаче напряжения, который на короткое время шунтирует стабилитрон 8. В это.м случае подача напряжения холостого хода будет исключена с самого начала.

Напряжение, действующее в сварочной цепи, выпрямляется с помощью однополу- периодного выпрямителя 4 с конденсатором 5 и подается на Датчик 6 контролируемого напряжения через ограничивающий резистор. Как только через стабилитрон 8 по цепи, образованной диодом 12, шунтирующим конденсатор II, потечет ток, тиристорный оптрон 6 включится за счет возникшего тока излучающего диода этого оптро- на. Цепь тока через излучающий диод после

включения тиристора оптрона 6 замыкается на анод последнего, минуя цепь стабилитрона 8, через диод 9, удерживая этот тиристор включенным после ограничения напряжения

в сварочной цепи.

Ограничение напряжения в сварочной цепи до безопасной величины 5,5± 10% обеспечивается тем, что, включившись, тиристорный оптрон 6 выключает исполнительный элемент 13, шунтируя управляющие цепи

последнего, и тем самым прекращает работу тиристоров 2 коммутирующего элемента. В первичную обмотку сварочного трансформатора включается токоограничивающий элемент 3, реализующий необходимое ограничение напряжения.

Поскольку в цепь тиристора первого оптрона 6 включен излучающий диод второго оптрона 10, то 1,осле включения оптрона 6 происходит включение оптрона 10. Тиристор оптрона 10 совместно с однополупериодным

выпрямителем 4 и конденсаторами 5 и 11 образует двухтактный выпрямитель с удвоением напряжения, которое подается на излучающий диод тиристорного оптрона 6. При использовании в устройстве тирис- торных оптронов ток удержания определяется следующим образом. Управляющий ток оптрона этого типа не превыщает 300 мА при температуре окружающей среды 40°С, а ток удержания при той же температуре - 20 мА. В этом случае сопротивление нагрузки в цепи излучающего диода (резистор 7) при минимальном значении напряжения холостого хода равно

f VxxMHH 280 Ом.

Ток удержания при минимальном значе- НИИ ограниченного напряжения равен

V огр.мин.

0,045 А,

т. е. в два раза больше, чем максимальный

ток удержания.

Датчик 6 контролируемого напряжения, выполненный на тиристорном оптроне, остается включенным до момента короткого замыкания в сварочной цепи.

Короткое замыкание сварочной цепи прекращает подачу напряжения на двухтактный выпрямитель с удвоением напряжения, конденсаторы 5 и 11 разряжаются на резистор 7 через излучающий диод оптрона 6, диод 9 и тиристор оптрона 6. Как только

ток через излучающий диод оптрона 6 станет меньше тока удержания, оптрон 6 выключится и выключится оптрон 10, излучающий диод которого совместно с выпрямителем 4 образует двухтактный выпрямитель с удвоением напряжения.

После выключения оптрона 6 управляющее напряжение, поступающее с двухполу- периодного выпрямителя 18, подается в цепи управления исполнительного элемента 13.

В качестве исполнительного элемента в схеме устройства используется тиристорный оптрон, излучающий диод которого подключен к датчику 6 контролируемого напряжения и выпрямителю 18, а тиристор посредством разделительных диодов 17 и ограничивающего резистора 16 - к управляющим электродам тиристоров коммутирующего элемента 2. Подача на излучающий диод исполнительного элемента 13 пульсирующего напряжения приводит к включению этого элемента, который включает коммутирующий элемент 2. Производится сварка, во время которой к датчику 6 контролируемого напряжения подводится рабочее напряжение. Действующее в сварочной цепи. Поскольку напряжение стабилизации стабилитрона 8 выбрано больше максимального напряжения дугового разряда, напряжение, приложенное к датчику 6 во время сварки, не оказывает влияния на последний. Но как только при размыкании сварочной цепи на датчик б подано напряжение холостого хода, он срабатывает, выключив коммутирующий элемент 2, переведя схему в режим ограничения напряжения.

Использование автоматического переключения схемы однополупериодного выпрямителя 4 с конденсатором 5 в схему двухтактного выпрямителя с удвоением напряжения, образованного тиристорным оптроном 10 и конденсатором 11, позволяет обеспечить ограничение напряжения в сварочной цепи в режиме холостого хода сварочного трансформатора до безопасной величины 5,5В±10%.

Формула изобретения

Устройство для автоматического ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащее токоограничительныи элемент, включенный в цепь первичной обмотки сварочного трансформатора, коммутирующий элемент, включенный параллельно токоограничивающему элементу, датчик контролируемого напряжения,

однополупериодный выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке сварочного трансформатора, конденсатор, первый вывод которого соединен с выходом однополупериодного выпрямителя, исполнительный элемент,

вход которого подключен к выходу датчика контролируемого напряжения, а выход - к управляющему входу коммутирующего элемента, двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к вспомогательному трансформатору, а выход - на вход

исполнительного элемента, ограничивающий резистор, диоды и стабилитрон, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности, датчик контролируемого напряжения выполнен в виде излучающего

диода тиристорного оптрона, подключенного к своему тиристору через диод и последовательно с которым leHbr ограничивающий резистор и стабилитрон, напряжение стабилизации которого выбрано превыщаю- щим максимальное напряжение дугового разряда, а устройство снабжено вторым тиристорным оптроном и дополнительным конденсатором, зашунтированным диодом, при этом излучающий диод второго тиристорного оптрона включен в анодную .цепь тиристора первого оптрона, тиристор второго

оптрона включен между вторичной обмоткой сварочного трансформатора и одним выводом дополнительного конденсатора, другой вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и с землей, дат чик контролируемого напряжения подключен

параллельно цепочке, образованной указанными конденсаторами, а диод, шунтируюший дополнительный конденсатор, включен встречно контролируемому напряжению.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического контроля экстремальных уровней напряжения, и может быть использовано для снижения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов. Целью изобретения является повышение электробезопасности с электроустановками. Это достигается использованием автоматического переключения схемы однополупериодного выпрямителя 4 с конденсатором 5 в схему двухтактного выпрямителя, образованного тиристорным оптроном 10 и конденсатором 11 с удвоением напряжения, которое подается на излучающий диод тиристорного оптрона 6, который остается включенным до момента короткого замыкания в сварочной цепи. Короткое замыкание сварочной цепи прекращает подачу напряжения на двухтактный выпрямитель с удвоением напряжения, конденсаторы 5 и 11 разряжаются на резистор 7. Как только ток через излучающий диод оптрона 6 станет меньше тока удержания, оптрон 6 выключится и выключится оптрон 10. После выключения оптрона 6 управляющее напряжение будет подано в цепь исполнительного элемента 13, что приведен к его включению, и он включит коммутирующий элемент 2. Производится сварка, во время которой к датчику контролируемого параметра подводится рабочее напряжение, действующее в сваро- ной цепи. Ограничение напряжения в сварочной цепи до безопасной величины 5,5В± ± 10% обеспечивается тем, что включившись, тиристорный оптрон 6 выключает исполнительный элемент 13, шунтируя управляющие цепи последнего, и тем самым прекращает работу тиристоров коммутирующего элемента. В первичную обмотку сварочного трансформатора включается токоограничива- ющий элемент 3, реализующий необходимое ограничение напряжения. 1 ил. i (Л ю 00 00 со IN5