Устройство для регулирования режима работы установки сильноточного тлеющего разряда Советский патент 1986 года по МПК H05B7/16 

-Л., ffj/елг Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электрическим,, температурным и газовым режимами установки, в которых нагрев и термообработка деталей производится с поменяю сильноточного тлеющего разряда. Цель изобретения - повьшение надежности в работе установки путем снижения возможности дугообразования утри повторных включениях. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы; на фиг.З - характеристика вход-выход логического блока; на фиг.4 - схема логического блока. Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, входы которого соединены с выходами задатчика 2 и датчика 3 температуры, а выход - с прямым входом операционного усилителя 4. Выход операционного усилителя 4 соединен с входом регулятора 5 тока, на второй вход которого подключен выход быстродействующего блока 6 дугогашения, Входы интегратора 7 связаны через логический блок 8 операционного усилителя 4 с выходом устройства 6 дугогашения. Выход интегратора 7 подключен к инвертирукицему входу операционного усилителя 4. Интегратор содержит задающий генератор 9, частота которого изменяется в зависимости от положения задатчика 10 скорости нагрева, реверсивный счетчик 11 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12. Связь ин тегратора с логическим блоком осуществляется через логические элемен ты 2И 13 и 2ШШ 14: Логический блок содержит компара тор 15, генератор 16 импульсов, два логических элемента ЗИ 17-и 18, инвертор 19, интегрирующую КС-цепь 20 логический элемент ОТРИЦ ИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ 21, триггер 22 и одновибратор, 23. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии рассогласов ние между заданной и действительной температурами имеет максимальное зн чение (лИ макс.) . Реверсивный счетчик 11 находится в неопределенном состоянии, поэтому на выходе оп рационного усилителя 4 есть какой-т .сигнал (положительный или отрицател 6 ,2 ый). До подачи сигнала Пуск вход егулятора 5 тока выключен. Подается игнал Пуск, при этом в зависимоси от знака на первом входе логичесoro блока 8 на первом или втором ыходе появляются импульсы, следующие с высокой частотой. При положительном сигнале на выходе операционного усилителя 4 импульсы поступают с первого выхода, а при отрицательном с второго выхода логического блока 8. Эти импульсы далее поступают соответственно на суммирующий или вычитающий вхсды реверсивного счетчика интегратора. Сигнал с выходов счетчика I1 в двоичном коде поступает на выходы 12 ЦАП, далее аналоговый сигнал поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 4. После того, как сигнал с выхода интегратора 7 сравняется с сигналом разбаланса температуры на выходе операционного усилителя 4, устанавливается нулевой сигнал. При этом подача импульсов с выходов логического блока прекращается. Работа логического блока видна из его принципиальной схемы (фиг.4). Логический блок вьтолняет две. задачи: начальная балансировка сигна-.. ла управления на,входе регулятора тока при пуске и при повторных запусках установки после ее кратковременного выключения; выдача сигнала за прета увеличения тока при часто возникающих дуговых сигналах. Начальная балансировка сигнала управления на входе регулятора 5 TO-J ка производится следующим образом. В момент пуска триггер 22 устанавливается в единичное состояние. Генера-; тор импульсов (ГИ) 6 постоянно включен. Возависимости от знака сигнала на выходе операционного усилителя 4 на выходе компаратора 15 имеется низкий или высокий логический потенциал . Если U g, 1 О, то на выходе компаратора высокий логический потенциал. При этом открыт логический элемент I7 и импульсы с выхода ГИ поступают на первый выход логического блока, которые далее идут на суммируАщий вход реверсивного счетчика II, что приводит к увеличению положт-ельного сигнала на инвертирующем входе операционного усилителя 4. При этом выходной сигнал операционного усилителя изменяется в сторону уменьшения. При уменьшении Ug 1 ДО нуля на вых де компаратора 15 появляется низкий логический уровень. При этом за сче наличия элемента 20 задержки оба вх да логического элемента 21 некоторо время находятся под потенциалом логического нуля, следовательно, на выходе 21 и на R-входе триггера воз никает положительный импульс, котор переводит триггер в нулевое положение , при этом оба логических элемен та ЗИ закрываются Если в момент пуска О, то импульсы с выхода ГИ через логический элемент 18 поступают на второй выход логического блока и далее на вычитающий вход реверсивного счетчика. Частота ГИ подобрана таким об разом, что время балансировки систе мы при любом состоянии реверсивного счетчика в момент включения составляет доли секунды. Одновибратор 23 при дуговом импульсе вьщает односекундный сигнал нулевого логического уровня. Если дуг мало, то наличие одиночных импульсов нулевого уровня почти не сказывается на скорости нагрева. Если же идут сплошные дуговые импуль сы, то при этом сигнал логического нуля на входе логичес1 ого элемента 13 превалирует, тем самым дается вре менный запрет на увеличение тока до прекращения дуг. Одновременно с включением кнопки Пуск включается вход регулятора тока, но так как балансировка проходит в течение долей секуидеа, а регулятор тока выполнен в виде ПИрегулятора с небольшим временем интегрирования, то броска тока в момент включения и балансировки не на ,блюдается; Скорость нагрева изделий зависит от частоты задающего генератора 9, которую можно регулировать задатчиком 10 скорости нагрева. При отсутствии дуговых сигналов на третьем вы коде 3 логического блока 8 имеется рысокий логический уровень,, поэтому импульсы с выхода задающего генера тора через элемент 13 и далее элемент 14 свободно поступают на вычитакшщй вход реверсивного счетчика 11. Содержимое счетчика уменьшается, следовательно, уменьшается сигнал с выхода интегратора. При этом на выходе операционного усилителя появляется по164ложительный сигнал, который вызывает появление тока тлеющего разряда на деталях. Появление тока, в свою очередь, сопровождается разогревом деталей, следовательно, уменьшается сигнал разбаланса температуры. Таким образом, устанавливается динамическое равновесие и разогрев деталей ведется строго линейно. Если иа каких-либо участках деталей в процессе разогрева начинаются дуги, то на втором входе логического блока появляются импульсы. На третьем выходе логического блока 8 при этрм появляется низкий логический потенциал, который закрывает элемент 2И 13 и подача импульса на вход реверсивного счетчика 13 временно прекращается до прекращения дугообразований. Вследствие дугообразований на некоторых участках кривой разогрева возможно появление небольших горизонтальных участков, что ведет к некоторому увеличению общего времени нагрева деталей, но с применением данной схемы полностью исключается вероятность появления даже небольших участков нагрева с наклоном выше заданной нормы. Применение быстродействующих средств гашения дуги практически исключает появление горизонтальных полочек на кривой разогрева и нагрев идет строго линейно с заданной скоростью. Применение предлагаемого устройст ва позволяет автоматически вести нагрев деталей с любой заданной скоростью и обеспечивает возможность автоматического включения устройства после кратковременных или длительных выключений напряжения сети в любой промежуток времени ведения технологического процесса, что отвечает современным требованиям безлюдных технологических процессов. Формула изобретения Устройство дпя регулирования режима работы установки сильноточного тлеющего разряда, содержащее дифференциальный усилитель, к входам кокоторого подключены датчик и задатчик температу изделия, а выход свясвязан с первым входом регулятора тока разряда, к второму входу которого подключен выход блока дугогашения, интегратюр, логический блок и

задатчик скорости нагрева, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности установки в работе путем снижения возможности дугообразования при повторных включениях, в устройство введен операционный усилитель, через один из входов которого осуществлена указанная связь дифференциального усилителя с регулятором тока, интегратор содержит задающий генератор, выход которого подключен к первому входу элемента 2И, связанного выходом с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединенного выходом с входом цифреаналогового преобразователя, выход которого, слжащий выходом интегратора,соединен с другим входом операционного усилителя, причем первым входом интегратора служит суммирующий вход реверсивного счетчика, вторым - второй вход элемента ИЛИ, третьим - второй вход элемента 2И, а четвертым - управляющий вход задающего генератора

соединенный с выходом задатчика скорости нагрева, первые три входа интегратора соединены с одноименными выходами логического блока, содержащего компараторj первьй вход которого, служащий первым входом логического блока, соединен с выходом операционного усилителя, а выход подключен к первому входу первого элемента ЗИ, к первому входу элемента ОТРИЦАНИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ и к входу инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ЗИ и через интегрирующую цепочку - с вторым входом элемента ОТРИЦАНИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ связанного выходом с . R-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к вторым входам элементов ЗИ, третьи входы которых соединены с выходом генератора импульсов , а выходы служат первым и вторым выходами логического блока, третьим выходом которого служит выход одновибратора, вход которого, служащий вторьм входом логического блока, подключен к выходу блока дугогашения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к установкам для нагрева тлеющим разрядом. Цель изобретения - повьппеиие надежности установки в работе. Устройство для регулирования режима работы установJ гзе 2 ки содержит регулятор тока (PTJ 5 тлеющего разряда, задатчик скорости нагрева 10, который по разности сигнала датчика 3 и зддатчика 2 температуры управляет РТ 5. При возникновении дуги блок дугогашения 6 подает сигнал на отключение установки с помощью РТ 5. Логический блок ЛБ 8 балансирует сигнал управления на входе РТ 5 при пуске и повторном запуске установки. Кроме того ЛБ 8 выдает сигнал запрета увеличения тока при частовозникающих дугах. Интегратор 7, выполненный на цифроаналоговых микросхемах, связан через ЛБ 8 с блоком дугогашения 6. Устройство для регули(Л рования позволяет вести нагрев с заданной скоростью и автоматически С включает в работу установку после выключения напряжения сети. 4 ил. лг/

Ufj

тзад г т.и.

II

1II

мз и1 I hnrL I II ir1J

Риг.2 ,