Устройство для управления источником питания сварочной дуги Советский патент 1987 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочному производствУэ а именно к управлению источниками питания сварочной ДУГИ5 и может быть использовано для управления электромашинными сварочными преобразователями, сварочными выпрямителями или сварочными трансформаторами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем использования его для источников постоянного и переменного тока, а также упрощение устройства путем исключения датчика напряжения и трансформатора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства} на фиг. 2 - функциональная схема устройства для управления электромашинным преобразователем, вариант; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство может быть использовано как при управлении однопосто- выми, так и многопостовыми источниками питания сварочной дуги.

Устройство содержит силовой коммутатор 1, выход которого соединен с входом источника-2 питания сварочной дуги, а управляющий вход - с выходом блока 3 управления коммутатором 1, автогенератор 4 напряжения повышенной частоты,к выходу которого подключена первичная обмотка 5 трансформатора 6,конденсатор У КЗ-триггер 8, элемент 9 задержки, первая 10 и вторая 11 вторичные обмотки трансформатора 6, пороговый элемент 12, формирователь 13 импульсов, элемент ЗАПРЕТ 14, причем первая вторичная - обмотка 10 трансформатора 6 подключена через конденсатор 7 к дуговому промежутку сварочный электрод 15 - изделие 16 и к выводам источника 2 питания сварочной дуги, вторая вторичная обмотка 11 трансформатора 6 подключена к входу порогового элемента 12, выход которого соединен с S-входом RS-триггера 8, инверсными входами .элементов 9 задержки через формирователь импульсов 13 подключен к прямому входу элемента ЗАЛРЕТ 14, выход которого соединен с R-BXO- дом RS-триггера 8, а выход последне- .го - с входом блока 3 управления силовым коммутатором 1 (фиг. 1).

Помимо указанных элементов и узло устройство для управления электромашинным сварочным преобразователем постоянного тока может содержать дополнительно тиристор 17, ключ 18, резистор 19 и стабилитрон 20, причем катод тиристора 17 соединен с отрицательным выводом сварочного генератора электромашинного преобразователя 2, анод - со сварочным электродом 15, а его управляющий

электрод через ключ 18 подключен к катоду стабилитрона 20 и одному вы- воду резистора 19, второй вывод которого соединен с положительным, а анод стабилитрона 20 - с отрицательными выводами сварочного генерато- ра электромашинного преобразователя 2, управляющий вход-ключа 18 соединен с прямым выходом RS-триггера 8 (фиг. 2) .

Устройство работает следующим образом.

Частота автогенератора 4, индуктивность первой вторичной обмотки 10 трансформатора 6 и емкость конденсатора 7 выбираются такими, что при замыкании дугового промежутка в LC-контуре наступает резонанс напряжений, сопровождающийся возрастанием напряжения на первой вторичной обмотке 10 трансформатора 6 по сравнению с напряжением на ней при разомкнутом дуговом промежутке приблизительно в два раза. I

При управлении сварочньк трансформатором или электромашинным сварочным преобразователем размыкание дугового промежутка приводит.к тому, что вследствие введения в контур

большой индуктивности выходной цепи источника 2 питания индуктивное сопротивление колебательного LC-контура становится намного больше емкостного. В случае управления сварочным выпрямителем при размыкании дугового промежутка в контур вводятся силовые диоды. Как в первом, так и во втором случаях режим LC-контура дгшек от резонанса напряжений, и напряжение .

на первой 10 и второй 11 вторичных

обмотках трансформатора 6 соответст- вует их коэффициентам трансформации. При этом амплитудное значение напряжения на второй вторичной обмотке

11 трансформатора 6 меньше порога срабатывания порогового элвгмента 12 (фиг. 3). Замьжание дугового проме- ясутюа путем соединения сварочного электрода 15 с изделием 16 приводит

к резкому возрастанию напряжения на первой 10 и, следовательно, на второй 11 вторичных обмотках трансформатора 6. В момент времени t, (фиг.З) когда напряжение U достигает величи- ны напряжения включения порогового элемента 12, последний включается, с его выхода на установочный вход RS-триггера 8 поступает логическая 1,на прямом выходе RS-триггера 8 устанавливается 1, поступающая на вход блока управления 3.силовым коммутатором 1, в результате включаемся силовой коммутатор 1, и иа вход ис- точника 2 питания сварочной дуги подается напряжение электрической сети. При размыкании дугового про- |межутка амплитудное значение напряжения на второй вторичной обмотке 11 трансформатора 6 уменьшается до ве

личины, меньшей напряжения отключения порогового элемента 12, при этом на его выходе после момента времени t,j (фиг. 3), сохраняется логический О, поступающий на инверсный вход элемента 9 задержки. Элемент 9 задержки начинает отсчитывать заданную I уставку времени, определяемую правилами техники безопасности или же необходимую для замены электрода, и по истечении этой уставки подает сигнал на формирователь 13 импульсов, кото- рьш формирует импульс 1, поступающий на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 14. Если в момент прихода 1 на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 14 на выходе порогового элемента по-прежнему остается О, то с выхода элемента ЗАПРЕТ 14 на вход сброса RS- триггера 8 поступает 1, на прямом выходе RS-триггера устанавливается О, что приводит к отключению силового коммутатора 1 блоком 3 управления. Если же к моменту прихода импульса на прямой вход элемента . ЗАПРЕТ 14 с формирователя 13 импульсов на выходе порогового элемента 12 опять установилась 1, то сигнал сброса с элемента ЗАПРЕТ 14 на R-вход RS-триггера не пройдет-, и отключения источника 2 питания сварочной дуги не произойдет. В процессе сварки, когда дуговой промежуток замкнут дугой, включение и отключение порогового элемента 12 происходит с частотой напряжения на его входе, но отключения источника 2 питания сварочной дуги не происходит

вследствие того, что уставка времени элемента 9 задержки выбирается большей периода напряжения на второй вторичной обмотке 11 трансформатора

6, т.е. t,o,, 7 Т (фиг. 3) .

O

j

5

0

В случае использования в качестве источника 2 питания сварочной дуги электромашинного сварочного преобразователя с выходом на постоянном токе напряжение генератора преобразователя после отключения силового коммутатора 1 уменьшается по мере торможения приводного двигателя. Время торможения двигателя может оказаться значительно большим требуемой выдержки времени после отрыва электрода 15 от изделия 16, особенно если эта выдержка определяется соображениями техники безопасности. Для ня- тия напряжения со сварочного электрода 15 в момент отключения силового коммутатора предлагается вариант устройства, функциональная схема, ко- jToporo изображена на фиг. 2. Это

5 устройство работает следующим образом. Соединение сварочного электрода с изделием как. и в первом варианте, приводит к установке на прямом выходе RS-триггера 8 1, которая досту0 пает на вход блока 3 управления силовым коммутатором 1, а также на уп- равляющий вход ключа 18. В результате при включении источника 2 питания сварочной дуги на управляющий элек5 трод тиристора 17 через ключ 18 по- дается отпирающее положительное напряжение относительно катода тиристо- .ра 17, и последний готов к работе. В период сварки сварочный ток проте0 кает через тиристор 17. Когда же после разрыва дугового промежутка и истечения требуемой выдержки времени на прямом выходе RS-триггера 8 устанавливается О, поступающий как

5 на вход блока 3 управление силовым коммутатором 1, так и на управлякиций вход ключа 18, отключается силовой коммутатор 1, размыкается ключ 18 и предотвращается -попадание напряже0 ния сварочного генерато ра на электрод 15 цри разомкнутом дуговом промежутке . Стабилитрон 20 служит для ограничения напряжения управления тиристора 17, а резистор 19 выполняет

5 роль балластного резистора.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить управление всеми тицами источников питания сварочной дуги, а также повысить надежность, упростить устройство и улучшить его массогабаритные показатели путем уменьшения количества элементов и узлов.

Формула изобрет е-н и я

1. Устройство для управления источником питания сварочной дуги,содержащее силовой коммутатор, выход которого соединен с входом источника питания, а управляющий вход - с выходом блока управления коммутатором,

.автогенератор повьшенного напряжения к выходу которого подключена первичная обмотка трансформатора., при этом вторичная его обмотка одним из выводов подключена к одной из выходных клемм устройства через конденсатор, RS-триггер, пороговьш элемент и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования устройства для источников питания постоянного и переменного тока, а также упрощения устройства, в него введены формирователь импульсов и элемент ЗАПРЕТ, а трансформатор выполнен трехобмоточ(Hbw, при этом другой вывод указан

0027, 6

|Ной первой вторичной обмотки подключен к другой выходной кле мме устройства, другая вторичная обмотка трансформатора подсоединена к входу 5 порогового элемента, выход которого соединен.с S-входом RS-триггера,инверсными входами элемента задержки . через формирователь импульсов подключен к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, О выход которого соединен с R-входом

З-триггера, а прямой вход последнео - с входом блока управления силоым коммутатором.

2,.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что, с целью снятия напряжения с электрода при использовании его для эдектромашинных преобразователей, в, него дополнительно введены тиристор, ключ, резистор и стабилитрон, при этом цепь из последовательно соединенных стабилитрона и резистора подключена параллельно выходу генератора, анод тиристора соединен с одной из выходных

клемм, устройства, катод - с анодом стабилитрона, а управляющий электрод тиристора через ключ соединен с общей точкой катода стабилитрона и резистора, при этом управляющий вход

ключа соединен с прямым выходом RS-триггера.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к управлению источниками питания свароч- . ной. дуги. Оно м.б. использовано для управления электромашинными сварочными преобразователями, выпрямителями или трансформаторами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, а также его упрощение. Устройство содержит силовой коммутатор, автогенератор повышенного напрялсения, трансформатор, конденсатор, RS-триггер, пороговый элемент и элемент задержки. Б- устройство введены формирователь импульсов, элемент ЗАПРЕТ, а трансформатор выполнен трехобмоточным. В процессе сварки включение и отключение порогового элемента 12 происходит с частотой напряжения на его входе. Отключения источника 2 питания сварочной дуги не происходит, т.к. уставка элемента задерласи выбирается большей напряжения на второй вторичной обмотке трансформатора 6. При размыкании дуги отключения источника 2 питания не произойдет, если к моменту прихода импульса на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 14 с формирователя 13 импульсов на выходе порогового элемента 12 устанавливается 1. Источник отключается, если на выходе порогового элемента 12 установится О. При управлении электромашинными преобразователями дополнительно вводятся тиристор, ключ,, резистор и стабилитрон. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. иэ г 1 .1 О.Р ; О - at «М

I От л/сегли

фуе,2

Uf

Составитель И. Лурье Редактор Э, Слиган Техред М. Ходанич

Заказ 2561/13 Тираж 975Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I 1 - j -I -U. 1-L Ul.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(pui.3

Корректор С.Шекмар