Устройство для управления тиристорным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к преобразователям для электродуговой сварки.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения работы преобразователя на без- индуктивную нагрузку при ее изменении от холостого хода до режима короткого замыкания.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для управления тиристорным преобразователем; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы, характеризующие работу устройства при максимальном и минимальном ди- апазонах изменения .угла открывания тиристоров соответственно в релейном режиме; на фиг,4 и 5 - то же, в фазовом режиме.

Устройство для управления тиристорным преобразователем содержит блок 1 сравнения, релейный элемент 2, блок 3 совпадения, формирователь 4 импульсов, тиристорный преобразователь 5, блок 6 обратной связи, источник 7 напряжения задания, пороговый элемент 8, выпрямитель 9 напряжения сети, пороговый элемент 10 интегрирующая цепь 11, нагрузку 12, вспомогательный выпрямитель 13,блок 14 контроля напряжения нагрузки,со стоящий из последовательно соединенных порогового элемента 15 и инвертора 16, дополнительный формирователь 17 импульсов, состоящий из инвертора 18, блок 19 задержки, ждущего мультивибратора 20, блок 21 переключения диапазона изменения угла открывания тиристоров, состоящий из элемента ИЛИ 22 и двух элементов И 23 и 24,

Один из входов блока 1 сравнения подключен к источнику 7 напряжения задания, а другой вход блока 1 сравнения через интегрирующую цепь 11 подключен к выходу блока 6 обратной связи, вход которого подсоединен к одному из выходов тиристорного преобразователя 5 и к нагрузке 12.

.Выход блока 1 сравнения через релейный элемент 2 подсоединен к одному из входов блока 3 совпадения выход которого через формирователь 4 подключен к входу тиристорного преобразователя 5.

Выход выпрямителя 9 напряжения сети подключен к входам пороговых

элементов 8 и 10, рогового элемента

причем выход по- 10 соединен

5

0

5

0

5

0

5

0

5

с входом формирователя 4 импульсов. Выход тиристорного преобразователя 5 подключен к входу вспомогательного выпрямителя 13, выход которого подсоединен к нагрузке 12.

Вход порогового элемента 15 блока контроля напряжения нагрузки подключен к нагрузке 12, а выход порогового элемента 15 - к одному из входов элемента 23, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 22. Причем другой вход элемента ИЛИ 22- соединен с выходом инвертора 16, а выход элемента ИЛИ 22 - с одним входом эл,емента И 24.

При этом выход элемента 24 совпадения подсоединен- к другому входу схемы 3 совпадения, а другой вход элемента И 24 подключен к выходу порогового элемента 8 и к входу инвертора. 18 дополнительного формирователя 17 импульсов.

Выход инвертора 18 соединен с входом блока 19 задержки и с одним из входов ждущего мультивибратора 20, другой вход которого подключен к выходу блока 19 задержки, а выход ждущего мультивибратора 20 соединен с другим входом элемента 23 совпадения.

Блок 1 сравнения предназначен для сравнения проинтегрированного напряжения обратной связи по току нагрузки и напряжения задания с выхода источника 7 напряжения задания. Релейный элемент 2 служит для переключения тиристорного преобразователя 5 с релейного режима на фазовый режим работы с зависимости от соотнощения величин проинтегрированного напряжения обратной связи и напряжения задания.

Блок 3 совпадения предназначен для сравнения во времени напряжения с выхода релейного элемента 2 и элемента И 24. Формирователь 4 импульсов служит для формирования управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5. В качестве нагрузки 12 использована электрическая сварочная дуга, причем в сварочной цепи отсутствует сварочный дроссель, т.е. используется безиндуктивная нагрузка.

Пороговые элементы 8 и 10 формируют прямоугольные импульсы при сравнении выпрямленного двухполу- периодного напряжения сети с выхода выпрямителя 9 напряжения сети с фиксированным пороговым напряжением каждого из пороговых, элементов 8 и 10.

Выпрямитель 9 напряжения сети позволяет синхронизировать во времени работу пороговых элементов 8 и 10, а также тиристорного преобразователя 5. Интегрирующая цепь 11 предназначена для преобразования импульсного напряжения обратной связи, пропорционального току нагрузки, в постоянное напряжение с необходимым коэффициентом пульсации.

Пороговый элемент 15 блока 14 контроля напряжения нагрузки служит для сравнения напряжения нагрузки с пороговым напряжением этого элемента. Блок 14 контроля напряжения нагрузки предназначен для вьщачи команды на переключение на минимальный диапазон изменения угла откры- вания тиристоров, которая поступает на блок 21 переключения диапазона изменения угла открьгаания тири - сторов, при величине порогового напряжения порогового элемента 15, большей величины напряжения нагрузки, а при величине напряжения нагрузки, большей величины порогового напряжения порогового элемента 15, на блок 21 переключения диапазона поступает команда на переключение на максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров.

Инвертор 16 блока 14 контроля напряжения нагрузки предназначен для инвертирования напряжения с выхода порогового элемента 15, Инвертор 1.8 дополнительного формирователя 17 импульсов служит для инвертирования последовательности импульсов с вьрсо- да порогового элемента 8, длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров.

Блок 19 задержки выполнен в виде ждущего мультивибратора и служит для формирования импульсов задержки, передний фронт которых совпадает с передним фронтом импульсов с выхода порогового элемента 8, длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, а задний фронт импульсов задержки формируют при установке нижнего предела минимального диапазона изменения угла открывания тири- сторов.

Ждущий мультивиратор 20 предназначен для формирования импульсов, передний фронт которых формируют по заднему фронту импульсов задержки,

а задний фронт - по переднему фронту импульсов с выхода инвертора 18,

Дополнительньм формирователь 17 импульсов служит для формирования им- пульс бв, длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, передний фронт которых формируют с регулируемой временной задержкой относительно переднего фронта импульсов

напряжения, длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, а задний фронт указанных импульсов, длительность которых определяет минимальный диапазон, формируют по заднему фронту импульсов напряжения, длительность которых определяет максимальный диапазон.

Блок 21 переключения диапазона изменения угла открывания тиристоров предназначен для переключения диапазона изменения угла открывания с максимального диапазона на минимальный и наоборот при поступлении на его

входы соответствующих команд с

блока 14 контроля напряжения нагрузки.

Элемент 23 совпадения блока 21 переключения диапазона изменения угла открывания.тиристоров служит для сравнения во времени импульсов с выхода дополнительного формирователя 17 импульсов с командой, поступающей с выхода порогового элемента 15 блока 14 контроля напряжения нагрузки. Элемент ИЛИ 22 предназначен для пропускания на вход элемента 24 совпадения или сигнала с выхода блока 14 контроля напряжения нагрузки,

или сигнала с выхода элемента 23

совпадения,.

Элемент 24 совпадения служит для сравнения во времени импульсов с вы- хода элемента ИЛИ 22с импульсами с выхода порогового элемента 8,длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров.

5128

Вспомогательный выпрямитель 13 предназначен для подачи постоянного напряжения на нагрузку, за счет которого обеспечивается стабильное горение сварочной дуги в интервалы. зремени, когда величина импульсного выходного напряжения тиристорного преобразователя 5 становится меньше величины напряжения на дуге, а также для обеспечения нормальной работы.

Устройство для управления тирие- торным пробразователем работает следующим образом,

К сварочным электродам подключают выходные зажимы тиристорного пре- образователя 5, вспомогательного выпрямителя 1 3 , а также входные зажимы порогового элемента 15, Выпрямитель 9 напряжения сети, тиристорный преобразователь 5 и источник 7 напряже- ния задания подключают к сети,

В зависимости от соотношения величины проинтегрированного напряжения обратной связи U

ос

на выходе

интегрирующей цепи 11 и напряжения задания на выходе источника 7 устройство может работать в релейном режиме (при of. и,) или в фазовом режиме (при U U,).

В переходном режиме,т.е, в процессе возбуждения дуги и нарастания сварочного тока до установившегося значения, устройство работает в релейном режиме. При U

ОС

и.

jg релейный элемент 2 выключен, т,е, на его выходе имеется постоянное напряже

а при Uf,p Ug релейный зле- т,е, на его выходе

2 включен,

нет напряжения.

При разомкнутой сварочной цепи, т,е, в режиме холостого хода (фиг,2) проинтегрированное напряжение обратной связи Ugg на выходе интегрирующей цепи 11 равно нулю. При зтом на вход блока 1 сравнения подается только напряжение задания Uj от источника 7, релейный элемент 2 находится в состоянии Выключено , Постоянное напряжение Upg с выхода релейного элемента 2 поступает на один из входов блока 3 совпадения, Одновременно с выпрямителя 9 напряжения сети поступает двух- полупериодное выпрямленное напряжение сети Uf на входы пороговых элементов 8 и 10, имеющих фиксированные значения пороговых напряжений и. и и соответственно, которые сравниваются с напряжением с.ъ.

5 0

5

0

5

0

5

На выходах пороговых элементов 8 и 10 появляются прямоугольные импульсы U.g, и . соответственно, длительность которых определяется соответствующими величинами пороговых напряжений U ,- и и, . Длительность прямоугольных импульсов, бых nt выходе порогового элемента 8 близка к полупериоду напряжения сети и,- и определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров преобразователя (от 1 - 3 до 175 - 177).

Импульсы Ugj,; с выхода порогового элемента 8 поступают на вход инвертора 18 дополнительного формирователя 17 импульсов и на один из входов элемента 24 .совпадения блока 21 переключения диапазона изменения угла открывания тиристоров.

Задний фронт импульсов с выхода инвертора 18 запускает блок 19 задержки, выполненньш в виде ждущего мультивибратора. Блок 19 задержки формирует импульсы и- адерж, длительностью, равной времени задержки относительно переднего фронта импульсов 1 , длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров преобразователя.

Импульсы задержки , поступают на один из входов ждущего мультивибратора 20, Задний фронт импульсов задержки ,ц, с выхода блока 19 задержки запускает ждущий мультивибратор 20, а передний фронт импульсов с выхода инвертора 18 срывает генерацию импульсов ждущего мультивибратора 20. При этом последний формирует импульсы Уд длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров (от 90 - 100 до 175 177°),

Импульсы идвд„ „ - с выхода ждущего мультивибратора 20 поступают на один из входов элемента 23 совпаде50 ния блока 21 переключения диапазона угла открывания тиристоров. Одновременно с выхода вспомогательного выпрямителя 13 на нагрузку поступает .постоянное напряжение U - , а также н

55 вход порогового элемента 15,

В результате сравнения достоянного напр5гжения нагрузки U с пороговым напряжением порогового элемента 15 при Uj Upm, на вы

7

ходе порогового элемента 15 отсутствует напряжение, что соответствует логическому О, который поступает на другой вход элемента 23 совпадения, на первый вход которого поступают импульсы U.j с выхода ждущего мультивибратора 20, длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров.

При этом на выходе элемента И 23 отсутствует напряжение, что соответствует логическому О, которьй поступает на один из входов элемента РШИ 22, на другой вход которого одновременно поступает постоянное напряжение, что соответствует логической 1, с выхода инвертора 16 блока 14 контроля напряжения нагрузки.

На выход элемента ИЛИ 22 проходи

постоянное напряжение, что соответствует логической, которая поступает на другой вход элемента 24 совпадения, на первый вход которой поступают импульсы Ugjj,, с выхода порогового элемента 8, длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров. Прц этом указанные импуль

сы Ugbix. ni выхода порогового элемента 8 проходят на выход элемента ,24 совпадения и поступают на другой вход блока 3 совпадения, на первый вход которого поступает постоянное напряженна Up,, с выхода релейного элемента 2.

На выход блока 3 совпадения проходят импульсы UpQgj, , длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, и поступают на вход формирователя 4 импульсов. Одновременно с этими импульсами на вход формирователя 4 импульсов поступают прямоугольные импульсы Ugt.ix.n z хода второго порогового элемента 10, длительность которых меньше импульсов и

BblX.m

поступающих с выхода

порогового элемента В соответствии с

8 импульсами

ЙЫУ.П, ьь,.-, поступающими с выхода пороговых элементов В и 10, формирователь 4 импульсов формирует импульсы и про , подаваемые на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и ограничивающие минимальный и максимальный Lb углы открьгоания тиристоров.

По переднему фронту прямоугольO

0

5

0

ных импульсов и

ВЫК.П

пришедших с

выхода порогового элемента 8, формируют импульсы и 1,„ , которые ограничивают минимальньм угол (йц 1 - 3°)| открывания тиристоровГПри поступлении этих импульсов на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 на его выходе появляется практически полное выпрямленное напряжение, которое прикладывается к сварочным электродам.

По заднему фронту прямоугольных импульсов , j ,прищедших с выхода другого порогового элемента 10, формируются импульсы Ъ цпр , ограничивающие максимальный угол открывания тиристоров в пределах..g 160+170 для достижения устойчивой работы преобразователя при изменении нагрузки вплоть до короткого замыкания.

При возбуждении дуги касанием электродом свариваемых .конструкций напряжение на дуговом промежутке падает практически до нуля (фиг.З), т.е. режим нагрузки изменяется от холостого хода до короткого замыкания. При сравнении напряжения нагрузки U 0

пороговым напряжением U,.

порогопор. 5

вого элемента 15 на его выходе появляется напряжение, что соответствует логической 1, которая поступает на вход инвертора 16. На выходе последнего напряжение отсутствует, что 5 соответствует логическому О.

Одновременно с выхода порогового элемента 15 напряжение, соответствующее логической 1, поступает на один из входов элемента 23 совпадения, а на другой его вход поступают импульсы ид,,,, с выхода ждущего мультивибратора 20, длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров (от 90 - 100°до 175 - 177°).

В результате совпадения во вре- мени указанных сигналов на выход эле- мента 23 проходят импульсы Uд,g„ „, , длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, и поступают на один из входов элемента ИЛИ 22, на другой вход которого поступает напряжение, соответствующее логическому О, с выхода инвертора 16 блока 14 контроля напряжения нагрузки.

С выхода элемента ИЛИ 22 импульсы , длительность которых определяет минимальный диапазон, поступают на один из входов элемента И 24, на.другой вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 8 и . , длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров,

В результате совпадения во време- :ни указанных импульсов на выход элемента И 24 проходят импульсы ,ц

длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла от крывания тиристоров и которые поступают на другой вход блока 3 совпадения. На первый вход последнего поступает постоянное напряжение U с выхода релейного элемента 2, как при UQJ, «1 Ug устройство работает в релейном режиме.

В результате совпадения во времени указанных сигналов U,o,j, ,,ц и и на вьгход блока 3 совпадения проходят импульсы (, , длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, и поступают на вход формирователя 4 импульсов. Последний по переднему фронту указанных импульсов Upgg формирует управляющие импульсы и ц р, поступающие на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и ограничивающие снизу минимальный диапазон

f- так

изменения угла открывания тиристоров .(о(н 90 - 100°).

Одновременно.на вход формирователя А импульсов с. выхода порогового элемента 10 поступают прямоугольные импульсы Ugyj( , по заднему фронту которых формирователь 4 импульсов формирует управляющие импульсы и,

поступающие на уп упр .

равляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и ограничивающие сверху минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров в пределах «Б 160 - t70° для достижения устойчивой работы тиристор кого преобразователя.

При поступлении управляющих импульсов Uunp, на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 на его выходе появляется ограниченное импульсное напряжение , , которое прикладывается к сварочным

электродам, т.е. к нагрузке. При этом к сварочной цепи начинает протекать импульсный ток 1 , практически повторяющий форму приложенно- го к нагрузке импульсного напряжения Ugjjij,. с выхода тиристорного преобразователя 5.

На выходе блока 6 обратной связи появляется напряжение обратной свя- эй UQJ. , пропорциональное мгновенному значению тока нагрузки 1. Напряжение обратной связи U поступает на вход интегрирующей цепи 11, которая интегрирует напряжение до необходимого коэффициента пульсации. Проинтегрированное напряжение обратной связи Up поступает на один из входов блока 1 сравнения.

По мере увеличения сварочного

тока 11 в переходном режиме увеличивается и проинтегрированное напряжение обратной связи U

о,с.

поступающее на один из входов блока

1 сравнения, в котором это напряже- сравнивается с напряжением

о,с,

задания Uj, поступающим от источника 7 напряжения задания. Напряжение рассогласования, равное разности между мгновенными значениями проинтегрированного напряжения обратной связи U(j и напряжением задания. Ug, подается на релейный элемент 2, где сравнивается с его порогом срабатывания,

Далее устройство работает, как описано при коротком замыкании в релейном режиме при минимальном диапазоне изменения угла открывания тиристоров преобразователя 5, до тех

пор, пока сварочный ток не достигает установившегося значения, т.е. в течение 0,5 - 1,0 полупериода питающего напряжения сети U.

45

В течение 0,5 - 1 полупериода выС,6.

вепрямленного напряжения сети U личина проинтегрированного напряжения обратной связи U по току наUa, Напряжения U

грузки 1ц достигает величины.напрязадания

и

ЖеНИЯ ci ct JjCtmrlrt Ug . ль|.« лл/1х ПГ

и поступают на соответствующие входы блока 1 сравнения, где указанные напряжения сравниваются. Полученный на выходе блока 1 сравнения сигнал рассогласования поступает на вход релейного элемента 2, в котором сигнал рассогласования сравнивается с порогом срабатывания релейного элемента 2, В моменты равенства проинте-т

111288860

грированного напряжения обратной связи UQJ с напряжением задания Uj релейный элемент 2 включается. На выходе релейного элемента 2 появляются импульсы напряжения U р, с частотой 5 пульсаций проинтегрированного напряжения обратной связи (для однофазной схемы преобразователя f 100 Гц), Таким образом, устройство переходит в фазовый режим О (фиг.4)

В фазовом режиме нагрузка соответ ствует короткому замыканию. При сравнении напряжения нагрузки U, О

12

ный диапазон изменения угла открывания тиристоров и которые поступают на другой вход элемента 3 совпадения. На первый вход последнего поступают импульсы Up с выхода релейного элемента 2. В результате совпадения во времени указанных импульсов идиап. /мин рэ выход блока совпадения проходят импульсы Uj-g с выхода релейного элемента 2.

Импульсы поступают на вход формирователя 4 импульсов, который формирует по переднему фронту имс пороговым напряжением Uf, i (8-10 В). 5 пульсов , управляющие импульсы

25

порогового элемента 15 на его выходе появляется напряжение, что соответствует логической 1, которая поступает на вход инвертора 16. На выходе инвертора 16 напряжение отсутствует, 20 что соответствует логическому О, Одновременно с выхода порогового элемента 15 напряжение, соответствующее логической 1, поступает на один из входов элемента 23 совпадения, а на другой ее вход поступают импульсы диап. мин выхода ждущего мультивибратора 20, длительность которых определяет минимальный диапазон из- менения угла открывания тиристоров (от 90 - 100 до 175 - 177°).

В результате совпадения во времени указанных сигналов на выход элемента 23 совпадения проходят импульсы идц0п, мин длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, и поступают на один из входов элемента ИЛИ 22, на другой вход, которого поступает напряжение, соответствующее логическому О, с выхода инветора 16 блока 14 контроля напряжения нагрузки.

.

С выхода элемента ИЛИ 22 импуль- сы ид„д„ , длительность которых определяет минимальньй диапазон,поступают на один из входов элемента 24 совпадения, на другой вход котоUunp J которые поступают на управляющие электроды тиристоров преобразо вателя 5 и регулируют углы открывания тиристоров в пределах минимального диапазона изменения угла открывания тиристоров (от 90-100 до 175-177 ). Одновременно на вход фор мирователя А импульсов с вых ода по рогового элемента 10 поступают прямоугольные импульсы ( , по зад нему фронту которых формирователь 4 импульсов формирует управляющие импульсы Uynp 5поступающие на управляющие электроды тиристоров преобразо

30 вателя 5 и ограничивающие сверху минимальный диапазон изменения угла открывания тирис,торов в пределах oi g 160 - 170 для достижения устой чивой работы тиристорного преобра35 зователя 5.

При поступлении импульсов

на управляющие электроды тиристоров

преобразователя 5 на его выходе по,является ограниченное импульсное на40 пряжение УЗЫХ.ПР величина которого регулируется в пределах от 22-27 до 2 - 3 В, определяемых импульсами

ограничения снизу и сверху минимального диапазона изменения уг ла откры- 45 вания тиристоров (от 90 - 100 до 160 - 170°). Напряжение с выхода преобразователя 5 Ущ,,, р- поступает на нагрузку 12, т.е. на сварочные электроды.При этом в сварочной цепи

рого поступают импульсы с выхода по- Q протекает импульсный ток 1, повторогового элемента 8 Ug|j| j, , длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров (от 1 - 3 до 175 - 177). В результате совпадения во времени указанных импульсов на выход элемента 24 совпадения проходят импульсы ид|,д , длительность которых определяет минималь55

ряющий форму приложенного к нагруз- ке импульсного напряжения U, , с выхода тиристорного преобразователя 5 (фиг,4).

Устройство работает в фазовом режиме до тех пор, пока напряжение на нагрузке UH меньше порогового напряжения и„.,5 порогового элемента 15,

0

12

ный диапазон изменения угла открывания тиристоров и которые поступают на другой вход элемента 3 совпадения. На первый вход последнего поступают импульсы Up с выхода релейного элемента 2. В результате совпадения во времени указанных импульсов идиап. /мин рэ выход блока совпадения проходят импульсы Uj-g с выхода релейного элемента 2.

Импульсы поступают на вход формирователя 4 импульсов, который формирует по переднему фронту им. 5 пульсов , управляющие импульсы

25

20

Uunp J которые поступают на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и регулируют углы открывания тиристоров в пределах минимального диапазона изменения угла открывания тиристоров (от 90-100 до 175-177 ). Одновременно на вход формирователя А импульсов с вых ода порогового элемента 10 поступают прямоугольные импульсы ( , по заднему фронту которых формирователь 4 импульсов формирует управляющие импульсы Uynp 5поступающие на управляющие электроды тиристоров преобразо30 вателя 5 и ограничивающие сверху минимальный диапазон изменения угла открывания тирис,торов в пределах oi g 160 - 170 для достижения устойчивой работы тиристорного преобра35 зователя 5.

При поступлении импульсов

на управляющие электроды тиристоров

преобразователя 5 на его выходе по,является ограниченное импульсное на40 пряжение УЗЫХ.ПР величина которого регулируется в пределах от 22-27 до 2 - 3 В, определяемых импульсами

ограничения снизу и сверху минимального диапазона изменения уг ла откры- 45 вания тиристоров (от 90 - 100 до 160 - 170°). Напряжение с выхода преобразователя 5 Ущ,,, р- поступает на нагрузку 12, т.е. на сварочные электроды.При этом в сварочной цепи

55

ряющий форму приложенного к нагруз- ке импульсного напряжения U, , с выхода тиристорного преобразователя 5 (фиг,4).

Устройство работает в фазовом режиме до тех пор, пока напряжение на нагрузке UH меньше порогового напряжения и„.,5 порогового элемента 15,

13128

т.е. до момента возбз ждения дуги. При возбуждении сварочной дуги напряжение на дуговом промежутке резко возрастает до рабочего напряжения на дуге, которое поступает на вход порогового элемента 15 (фиг.5), При сравнении напряжения нагрузки UH с пороговым напряжением Up,, на выходе порогового элемента 15 при и„ напряжение отсутствует, что соответствует логическому О, который поступает на другой вход элемента совпадения, на первый вход которого поступают импульсы с выхода ждущего мультивибратора 20 Идудр ин , длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров преобразователя 5.

В результате сравнения во време- ни указанных сигналов на выходе блока 23 совпадения напряжение отсутствует, что соответствует логическо му О, который поступает на один из входов элемента ИЛИ 22. На другой вход последнего поступает постоянное напряжение, что соответствует логической 1 , с выхода инвертора 16. При этом на выход элемента ИЛИ 2 проходит постоянное напряжение, что соответствует логической 1, которая поступает на один из входов элемента 24 совпадения, на другой вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 8 ,, Дли тельность которых определяет максимальный диапазон изменения угла от- крыв.ания тиристоров. При этом в результате совпадения во времени указанных сигналов на выход элемента 24 совпадения проходят импульсы Ugj, , длительность которых определяет максимальный диапазон, и поступают на другой вход блока 3 совпадения.

В моменты равенства проинтегриро- ванного напряжения обратной связи UOP и напряжения задания U на выходе блока 1 сравнения появляется сигнал, который поступает на вход релейного элемента 2. На выходе по- следнего появляются прямоугольные импульсы Upg, которые поступают на один из входов схемы 3 совпадения, на другой вход которой поступают прямоугольные импульсы с выхода элемента 24 совпадения, В результате совпадения во времени импульсов, поступивших на оба входа схемы 3 совпадения, на ее выход проходят

14

импульсы Up с выхода релейного элемента 2. Эти импульсы поступают на вход формирователя 4 импульсов, который по переднему фронту импульсов формирует импульсы U unp ; которые поступают на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и регулируют углы открывания тиристоров в пределах максимального диапазона изменения угла открывания тиристоров (от 1, - 3 до 175 - 177 )

Одновремено на вход формировател 4 импульсов с выхода порогового элемента 10 поступают прямоугольные импульсы Ugbix-na по заднему фронту которых .формирователь 4 импульсов фор мирует управляющие импульсы мр поступающие на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 и ограничивающие сверху максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров в пределах cig 160 - 17 для достюкения устойчивой работы ти ристорного преобразователя 5.

При поступлении импульсов Uynp на управляющие электроды тиристоров преобразователя 5 на его выходе появляется импульсное напряжение вых пр бличина которого регулируется в пределах, определяемых импульсами ограничения снизу и сверху максимального диапазона изменения угла открывания тиристоров (от 1-3 до 160-170°).

Напряжение с вькода преобразователя 5 Ugjj|j j поступает на нагрузку., 12, т.е. на сварочные электроды. При этом в сварочной цепи протекает импульсный ток 1ц, повторяющий форму приложенного к нагрузке импульсного напряжения (nn с выхб- да преобразователя 5 (фиг.5). При этом устанавливается угол открывания тиристоров, соответствующий заданию по току Ij. При плавном изменении напряжения задания U с выхода источника 7 также плавно изменяется угол открывания тиристоров, а (следовательно, и сварочный ток 1, .

Случайное изменение тока I, например, в сторону уменьшения вызывает уменьшение напряжения обратной связи UQJ, . При этом момент равенства и и и, и появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает раньше, что приводит к уменьшению угла открывания тиристоров, и увеличению напряжения на выходе тиристорного преобразователя 5 по Сварочный ток 1 практически через 0,5 - 1 пЬлупериода напряжения сети Up достигает тока задания I,. Случайное изменение тока нагрузки 1, например, в сторону увеличения, вызывает увеличение напряжения обратной связи Ug , При этом момент равенства U и U

и

появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает позже, что приводит к увеличению угла открывания тиристоров и уменьшению напряжения на выходе тиристорного преобразователя 5 Ugi,,n . Сварочный ток 1 практически через 0,5 - 1 полупериода напряжения сети U, достигает тока задания I,.

Формула из.обретения 20

t5

го хода до режимя короткого замыкания, в него введены интегрирующая цепь, вспомогательный выпрямитель, блок контроля напряжения нагрузки, ,состоящий из последовательно соединенных дополнительного порогового элемента и инвертора, дополнительны формирователь импульсов, состоящий |Из инвертора, блок задержки и ждуще го мультивибратора, а также блок пе реключения диапазона угла открывани тиристоров, состоящий из элемента ИЛИ и двух элементов И, выход первого которых подключен к второму t5 входу блока совпадения, один из вхо дов - к выходу элемента ИЛИ, а другой вход - к выходу второго порогового элемента и к входу инвертора дополнительного формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов ждущего мультивибратора и с входом блока задержки, выход которого подключен к другому входу ждущего мультивибратоУстройство для управления тирис- торным преобразователем, содержащее блок сравнения, один из входов кото- -25; ра дополнительного формирователя им- рого подключен к выходу источника напряжения задания, первый вход ко- торого подключен к клеммам для подключения сети, а второй вход - к клемпульсов, а выход ждущего мультивибратора подключен к одному из входов второго элемента И блока переключения диапазона угла открывания тириме для подключения сигнала задания, 30 сторов, другой вход которого соеди- релейный элемент, вход которого под- нен с выходом порогового элемента

блока контроля напряжения нагрузк выход второго элемента И блока пе реключения диапазона угла открыва ния тиристоров подключен к одному из входов элемента ИЛИ того же бл

ключен к выходу блока сравнения, выход релейного элемента подключен к первому входу блока совпадения, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и выходу первого порогового элемента, вход которого соединен с выходом вьшрямителя напряжения сети и входом второго порогового элемента, выход формирователя 40 полнительного порогового элемента предназначен для подключения к входам этого блока предназначен для под- тиристорного преобразователя, вход блока обратной связи предназначен для подключения к выходу преобразока, другой вход которого подключе к выходу инвертора блока контроля напряжения нагрузки, причем вход д

ключения к выходу преобразователя вход вспомогательного выпрямителя предназначен для подключения к

вателя, отличающееся, тем, 45 входу преобразователя, а выход к

что, с целью расширения области при-, менения за счет обеспечения работы преобразователя на безиндуктивную нагрузку при ее изменении от холосто

го хода до режимя короткого замыкания, в него введены интегрирующая цепь, вспомогательный выпрямитель, блок контроля напряжения нагрузки, ,состоящий из последовательно соединенных дополнительного порогового элемента и инвертора, дополнительный формирователь импульсов, состоящий |Из инвертора, блок задержки и ждущего мультивибратора, а также блок пе - реключения диапазона угла открывания тиристоров, состоящий из элемента ИЛИ и двух элементов И, выход первого которых подключен к второму входу блока совпадения, один из входов - к выходу элемента ИЛИ, а другой вход - к выходу второго порогового элемента и к входу инвертора дополнительного формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов ждущего мультивибратора и с входом блока задержки, выход которого подключен к другому входу ждущего мультивибратора дополнительного формирователя им-

ра дополнительного формирователя им-

пульсов, а выход ждущего мультивибратора подключен к одному из входов второго элемента И блока переключения диапазона угла открывания тириблока контроля напряжения нагрузки, выход второго элемента И блока переключения диапазона угла открыва- ния тиристоров подключен к одному из входов элемента ИЛИ того же бло40 полнительного порогового элемента этого блока предназначен для под-

полнительного порогового элемента этого блока предназначен для под-

ка, другой вход которого подключен к выходу инвертора блока контроля напряжения нагрузки, причем вход дополнительного порогового элемента этого блока предназначен для под-

ключения к выходу преобразователя, вход вспомогательного выпрямителя предназначен для подключения к

его выходу, вход интегрирующей цепи соединен с выходом блока обратной связи, а ее выход - с вторым входом блока сравнения.

/

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристор- ными преобразователями. Целью изобретения является расширение области применения, В зависимости от соотношения величины напряжения обратной связи на выходе интегрирующей цепи 11 и напряжения задания устройство может работать в релейном или фазовом режиме. С выхода порогового элемента 8 импульсы поступают в дополнительный формирователь 17, формирующий импульсы, длительность которых определяет минимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров, и поступающие на первый вход элемента И 23 блока 21 переключения диапазона изменения угла открывания тиристоров, на другой вход которого поступает сигнал блока 14 контроля напряжения нагрузки. С выхода элемента ИЛИ 22 импульсы, длительность которых определяет минимальный диапазон, поступают на один из входов элемента И 24, на другой вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 8, длительность которых определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров. 5 ил. i (Л с 1Риг. f

и „

иС.

фиг.З

фигА

фиг.