Устройство для запуска и питания плазменно-дуговой установки постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК B23K9/00 

со

со

Изобретение относится к резке металлов и может быть использовано при проектировании источников питания плазменно-дуговых установок. Цель - повышение надежности работы. Устройство содержит силовой источник тока (сит), источник питания дежурной дуги (ИТЩЦ) и осциллятор для возбуждения дуги. В питающие цепи СИТ, осциллятора и ИПДЦ включены силовые коммутаторы, а в выходные цепи ИПДЦ и СИТ включены датчики тока. Устройство содержит мультиплексоры, выходные шины которых соединены с управляющими электродами силовых коммутаторов, и устройства гальванической развязки, включенные между датчиками тока и входными шинами мультиплексоров. Информация о рабочем и нерабочем состояниях ИПДЦ и СИТ поступает от датчиков тока к мультиплексорам, которые по заданному алгоритму вырабатывают сигналы управления силовыми коммутаторами. Последние подключают к питающей сети на минимально необходимое для работы время СИТ, осциллятор и ИПДЦ. 1 ил. с W

00 ND

Изобретение относится к резке металлов и может быть использовано при проектировании источников питания плазменно-дуговых установок.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и повышение долговечности элементов плазменной горелки.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для запуска и питания плазменно-дуговой установки.

Устройство содержит силовой источник 1 тока, выполненный в виде регу лируемого статического преобразователя, выход которого подключен к межэлектродному промежутку 2. Установка содержит также источник 3 питания дежурной дуги, вьисод которого подключен к катоду 4 и соплу 5 плазменной горелки, и ОС1ЦШЛЯТОР 6, выполненный в виде высокочастотного генератора с высоковольтным выходным трансформатором 7, вторичная обмотка которого включена последовательно в цепь катод 4 - сопло 5. Параллельно выходным клеммам источника питания дежурной дуги включен конденса-,. тор 8. В выходной цепи источника 3 питания дежурной дуги включен датчик 9 тока, выполненный в виде шунта, к которому подключены базовая и эмми- терная цепи транзистора 10, содержащего в коллекторной цепи светоизлу- чающий диод оптрона.11 и сопротивление 12 нагрузки, а в базовой цепи - ограничительное сопротивление 13. Параллельно выходным клеммам источника 3 питания дежурнойдуги включена так же цепь из последовательно соединенных резистора 14 и стабилитрона 15 для стабилизации питаюп его напряжения на коллекторе транзистора 10.

Аналогичным образом в выходной цепи силового источника 1 тока включен датчик 16 тока,к нему Подключены входные цепи транзистора 17с ограничительным сопротивлением 18, све тоизлучающим диодом оптрона 19 и сопротивлением 20 нагрузки, а также цепочка стабтшза щк напряжения с сопротивлением 21 и стабилитроном 22.

Устройство содержит силовые коммутаторы 23-25 в цепях питания осциллятора 6, источника 3 питания дежурной дуги и силового источника 1 тока, выполненные, например, в виде

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

встречно-включенных силовых тиристоров, к цепям управления которых подключены выходные шины мультиплексоров 26-28. Кроме того, устройство содержит маломощньй источник 29 питания системы управления силовыми коммутаторами 23-25, к выходным клеммам которого подключены питающие и входные шины пультиплексоров 26-28 и управляющие цепочки, содержащие кнопку 30 запуска установки, фотодиоды опт- ронов 11 и 19 и токоограничительные сопротивления 31-33. Средние точки управляющих цепочек соединены с адресными шинами мультиплексоров 26-28.

В предлагаемом устройстве в качестве силовых коммутаторов могут быть применены встречновключенные тиристоры, например, серии ТЛ, ТВ. Мультиплексорами могут служить, например, микросхемы серии К155КП5, К155КП7. В качестве датчиков тока применяются шунты. Дпя устройств гальванической развязки могут быть использованы диодные оптопары серии АОД или ЗОД.

Устройство работает следующим образом .

При подключении плазменно-дуговой установки к питающей сети силовые коммутаторы 23-25 разомкнуты, следовательно, сетевое напряжение подается только к источнику 29 питания системы управления, фотодиоды оптронов 11 и 19 закрыты. При замыкании кнопки 30 запуска установки на адресные шины мультиплексоров 26-28 поступает от управляющих цепочек такая комбинация сигналов высокого и низкого уровня, которая обеспечивает появление сигналов высокого уровня на выходных шинах мультиплексоров 26 27. Эти управляющие сигналы включают силовые коммутаторы 23 и 24, следовательно, питающее напряжение прикладьшается к осциллятору 6 и источнику 3 питания дежурной дуги. На выходе мультиплексора 28 вырабатывается сигнал низкого уровня, который не позволяет включать силовой коммутатор 25.

высокое переменное напряжение, генерируемое осциллятором 6 и развиваемое во вторичной обмотке трансформатора 7, прикладывается через конденсатор 8 к катоду 4 и соплу 5 плазменной горелки и вызывает злектрический пробой воздушного промежутка, при этом загорается дежурная дуга от источника 3 питания дежурной дуги.

Постоянный ток протекает через датчик

9тока и вызывает падение напряжения на нем, которое открьшает транзистор 10. В коллекторной цепи транзистора

10начинает протекать ток, вызьшаю- щий свечение светоизлучающего диода оптрона 11 и открывание фотодиода данного оптрона. При включении фотодиода оптрона 11 комбинация напряже- НИИ низкого и высокого уровня, поступающих на адресные входы мультиплексоров 26-28, изменяется таким образом, что на выходе мультиплексора

26 появляется сигнал низкого уровня, который выключает силовой коммутатор 23, следовательно, осциллятор 6 отключается от питающей сети. Выходной сигнал мультиплексора 27 остается без изменений, на выходе мультиплек- сора 28 появляется сигнал высокого уровня, включающий силовой коммутатор 25, при этом питающее напряжение прикладывается к силовому источнику 1 тока. Дежурная дуга, которая горит мезеду катодом 4 и соплом 5, выдувается плазмообразуняцим газом из плазменной горелки. При касании дежурной дуги обрабатываемого изделия замыкается выходная цепь питания силового источ- ника 1 тока и в межзлектродном промежутке 2 возникает основная дуга. Постоянный ток протекает через датчик 16 тока. Падение напряжения на датчике открывает транзистор 17, при этом срабатывает оптрон 19 и входная ком- бинация сигналов на адресных шинах мультиплексоров .26-28 изменяется. В результате выключается силовой коммутатор 24 и питакяцее напряжение сети остается приложенный только к силовому источнику 1 тока. В случае срыва горения дуги процесс запуска возобновляется в том же порядке автоматически и самопроизвольно. При разомкнутой кнопке 30 запуска установки независимо от уровня сигналов, снимаемых с управляющих цепочек от фотодиодов оптронов 11 и 19, на выходных пшнах мультиплексоров 26-28 вырабатываются сигналы низкого уровня, вклю чающие силовые коммутаторы 23-25.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности по сравнению с известными техническими реше ниями за счет автостабилизации запу

д

0 5 Q

0

5

0

ска при возможных срывах горения плазменной дуги, а также за счет введения устройств гальванической развязки, препятствующих негативному распространению высокого уровня радиопомех по электрическим цепям установки, вызываемых работой осциллятора и плазменной дуги. Автоматическое включение на минимально необходимое для работы устройства время осцилля- i тора, источника питания дежурной дуги и силового источника тока значительно повьш1ает долговечность элементов плазменной горелки, сводит к минимуму расход электрической энергии, которая потребляется отдельными бло- , ками установки, следовательно, сни- ;жаются эксплуатационные затраты по сравнению с существующими устройствами.

Формула изобретенитя

Устройство для запуска и питания плазменно-дуговой установки постоянного тока, содержащее плазменную горелку прямого действия, силовой источник тока, выход которого подг ключен к межэлектродному промежутку, источник питания дежурной дуги, выход которого подключен к катоду и соплу плазменной горелки, осциллятор, источник питания систе1 1Ы управления и датчик тока, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения надежности работы, оно снабжено тремя силовыми коммутаторами, дополнительным датчиком( тока, тремя мультиплексорами и двумя оптронами, при этом силовые коммутаторы включены в цепи I питания силового источника тока, источника питания дежурной дуги и осциллятора, датчики тока включены в выходных цепях источника питания дежурной дуги и силового источника тока, светоизлучающие диоды оптро- нов включены в цепи управления, соединенные с датчиками тока, а фотодиоды оптронов включены в выходную цепь источника питания системы управления, катоды фотодиодов оптронов соединены с входными шинами мультиплексоров, выходные шины которых соединены с управляющими электродами силовых коммутаторов.