Ограничитель напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к ограничителям напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги. Цель изобретения - повышение надежности в работе путем исключения зависимости чувствительности ограничителя от токов утечки. На чертеже изображена схема ограничителя напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги. Ограничитель содержит основной 1 и защитный 2 коммутаторы, включенные между зажимом электросети 3 и и точником 4 питания сварочной дуги, токоограничительный элемент 5, бесконтактный датчик 6 тока, включенны в сварочную цепь между источником 4 и сварочным электродом 7, усилитель .8 сигнала датчика тока, двухполупериодный вьшрямитель 9, дифференцирующую RC-цепь 10, первый пороговый элемент 11, пусковой элемент 12 схему 13 запуска основного коммутатора 1, реле 14 времени, схему 15 контроля, датчик 16 напряжения и второй порбговьй элемент 17. Схема 13 запуска основного комму татора и схема 15 контроля могут быть реализованы на любых элементах дискретной автоматики (реле или циф ровых интегральных микросхемах). Структура узлов определяется алгебрологическими уравнениями, составленными по комбинации сигналов на входах и выходах узлов. Ограничитель работает следующим образом. В исходном состоянии включен .защитный коммутатор 2 и отключен основной коммутатор 1. Напряжение эле тросети снижается элементом 5;, и на электроде 7 напряжение не превышает допустимого ограниченного значения . При з амыкании электрода 7 на свариваемое изделие по сварочной цепи протекает ток, который преобразуется датчиком 6 в сигнал, посту пающий на вход усилителя 8. Указанн сигнал усиливается и преобразуется в однополярный выпрямителем 9, что необходимо во избежание задержки за пуска на полпериода напряжения сети Однополярный сигнал, пропорциональный току в сварочной цепи, поступае с выхода выпрямителя 9 на входы диф ференцирующей КС-цепи 10 и второго порогового элемента 17. При значени тока в сварочной цепи, превышающего уставку на выходе первого порогового элемента 11, появляется перепад напряжения, который включает пусковой элемент 12, который через схему 13 запуска воздействует на основной коммутатор 1. Коммутатор подает на вход источника 4 напряжение электросети. При наличии сварочного тока сигнал с датчика 6 тока поддерживает включенное состояние основного коммутатора 1. После прекращения сварки сигнал поддержки с датчика 6 тока исчезает, включается реле 1,4 времени, после вьздержки времени отключается основной коммутатор 1 и система приходит в исходное состояние. При наличии неисправности ограничителя, выражающейся в отсутствии снижения напряжения в исходном состоянии или несрабатывании основного коммутатора при запуске, схема 15 контроля подает сигнал на защитный коммутатор 2 и система источник питания - ограничитель отключается от электросети. Алгоритм работы схемы 15 контроля (комбинационная схема) приведен в таблице (приведены не все комбинации входных сигналов, а только те, которые приводят к опасной ситуации и требуют включения защитного коммутатора 2). При наличии тока утечки сварочных кабелей, превышающего значение уставки, описанным образом включается основной коммутатор 1, но ввиду отсутствия сигнала поддержки последний отключается через время, определяемое реле 14 времени. При этом в отличие от нормального режима работы без повышенных токов утечки сигнална выходе порогового элемента 17 не исчезает. Схема 15 контроля реагирует на ситуацию, когда при наличии сигнала на выходе порогового элемента 17 отсутствует сигнал на выходе пускового элемента 12, и отключает защитный коммутатор 2. При этом работа элементов 11 и 17 осуществляется следующим образом. В режиме XX без утечки напряжение на входах элементов 11 и 17 равно нулю, управляющие сигналы на выходах элементов 11 и 17 отсутствуют. В режиме XX с наличием тока утечки ниже уставки элементов 11 и 17 введенным в ограничитель датчиком напряжения, установленным со стороны входа источника, третий вход схемы контроля соединен с первым входом схемы запуска, ее четвертый вход соединен с выходом второго поро1268338 гового элемента, вход которого соединен с выходом выпрямителя, причем вход усилителя соединен с датчиком тока и с вторым входом схемы за5 пуска.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для ограничения холостого хода источников питания сварочной дуги, и повьшает безопасность проведения процесса сварки и -надежность работы за счет исключения зависимости чувствительности от токов утечки. В ограничителе исключена возможность невключения при значениях токов утечки сварочных кабелей, близких к уставке, за счет введения порогового I элемента, подключенного к выходу (Л КС-цепи. При токах утечки, превьшающих уставку, включается основной коммутатор, но ввиду отсутствия сигнала поддержки отключается через время, определяемое реле времени. 1 ил., 1 табл. to 00 оэ со 00

Режим ожидания запуска 3 сигналы на выходах элементов 11 и 17 отсутствуют. В режиме касания электродом свариваемого изделия на входе дифферен цирующей RC-цепи 10 и порогового эл мента 17 появляется перепад напряже ния с достаточно крутым передним фронтом, т.е. на выходе порогового элемента 11 появляется импульс напр жения с амплитудой U, равной ампли туде сигнала на входе дифференцирующей RC-цепи. Если Um U , где Ug, пороговое напряжение элемента 11, т на выходе порогового элемента 11 возникает импульс запуска. При этом не имеет значения возникает или не возникает импульс на выходе элемента 17 (см. таблицу): схема 15 контроля согласно алгоритму не включает защитный коммутатор 2. В режиме сварки имеется сигнал на входах элементов 1C) и 17, причем его величина заведомо превышает порог Uo2. элемента 17, но согласно таблице элемент 15 контроля не воздействует на защитный коммутатор 2. Конденсатор дифференцирующей RC-цепи 10 полностью заряжен, напряжение на выходе RC-цепи 10 отсутствует. I Режим утечки характеризуется наличием медленно изменяющегося во времени тока утечки и линейно с ним связанного напряжения на входе элементов 10 и 17. Таким образом, даже при значительной величине этого напряжения на выходе RC-цепи 10 напряжение будет практически отсутствовать ввиду того, что постоянная времени дифференцирующей цепи много меньше времени изменения тока утечки. Чувствительность устройства по резко изменяющемуся току запуска (через сварочный электрод) определяется порогом UQ) , чувствительность по медленно изменяюш,емуся току утечки - порогом U, Соотношение порогов UQI и Uo2 может быть произвольным. Допустим Uoi Uo , т.е. ток запуска превышает ток утечки. В этом случае устройство отключа ется защитным коммутатором 2 при малых токах в сварочной цепи. Это имеет смысл при желании существенно повысить электробезопасность в ущерб сварочным свойствам. Пусть т.е. ток запуска меньше тока утечки В этом случае запуск происходит при .наличии частично заряженного конден38сатора элемента 10. Устройство остается работоспособным при значительных утечках, что особенно выгодно при сварке в руцнтнъгк условиях, когда наличие рассолов приводит к разъеданию изоляции сварочных кабелей. На практике обычно задается и Uo (оптимальный режим). Для исключения запрещенных ситуаций (приводящих к срабатыванию запщтного коммутатора 2 от схемы 15) время разряда конденсатора элемента 10 должно быть весьма мало (не более 12 мс при частоте сети 50 Гц). В предлагаемой схеме ограничителя исключена возможность незапуска при значе11иях тока утечки сварочньгх кабелей, близких к уставке, за счет введения порогового элемента, подключенного к выходу дифференциальной RC-цепи, Ограничитель подключается только к первичной цепи источника питания сварочной дуги, что обеспечивает удобство при эксплуа-тации. Формула изобретения Ограничитель напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги, содержащий включенный во входную цепь источника питания основной коммутатор, параллельно которому включен токоохраничительный элемент, датчик тока, установленный в сварочной цепи со стороны выхода источника, а также усилитель и пусковой элемент, реле времени, первый пороговый элемент, RC--цeпи, отличающийс я тем, что, с целью повьшшния надежности в работе путем исключения зависимости чувствительности ограничителя от токов утечки, в него введены второй пороговый элемент, выпрямитель, схема запуска основного коммутатора и схема контроля, при этом выход усилителя соединен через выпрямитель, RC-цепь, первый пороговой элемент и пусковой элемент с третьим входом схемы запуска, соединенной в свою очередь через реле времени с первым входом схемы контроля, причем выход последней соединен с входом введенной в ограничитель схемы защиты, установенной последовательно с основным оммутатором со стороны входа, втоой вход схемы контроля соединен с