Сварочный источник постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к сварочным источникам питания постоянного тока для электродуговой сварки.

Цель изобретения - улучшение пус- . ковых характеристик инвертора сварочного источника питания при зажигании электрической дуги, от осциллятора.

На фиг,1 показана функциональная схема предлагаемого сварочного источника постоянного тока; на фиг,2 и 3 - диаграммы его функгщонированияо

Устройство состоит из тиристора 1 с обратным диодом 2, в цепи которого стоит датчик 3 тока. Тиристор 1 анодом подключен через дроссель 4 к плюсу выпрямителя 5 и конденсатор 6 к коммутирующему конденсатору 7, а через конденсатор 8, которьш включен последовательно с конденсатором 6, к минусу выпрямителя 5 и через катод тиристора 9 с обратным диодом Ю, в цепи которого стоит датчик 11 тока, подключен к катоду тиристора 1 и через первичную обмотку трансформатора 12 к второму концу коммутирующего конденсатора 7. Вторичные обмотки трансформатора 12 через диоды 13 и 14 вьгкодной дроссель 15, а также через датчик 16 выходного тока и осцилля- I тор 17 подключены к нагрузке 18„

Выходы датчиков 3 и 11 тока через I логический элемент ИЛИ 19, разрешаюIщий вход интегратора 20, элемент 21 I сравнения, логический элемент И 22 I логический элемент ИЛИ 23 инверсным :И прямым выходами триггера 24 подклю- i чены к управляющим электродам тирис- iторов 1 и 9, Выход датчика 16 тока iчерез интегратор 25, сумматор 26 подключен к управляющему входу интегратора 20. Разрешающий вход интегратора 25 подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 23 и к выходу логического элемента И 275 кото- рьй перв ьш входом подключен к гфя- мому выходу триггера 28, а вторым : входом к второму входу логического элемента Е 22, к инверсноку выходу . триггера 29 и через элемент 30 задержки - к запускающему входу осциллятора 17, а также подключен ерез элем мент 31 задержки к счетному входу }- триггера 28 и через программный блок 32 к второму входу сумматора 26, Генератор 33 подключен к третьему входу логического элемента И 27„ Триггер 28 инверсным входом соединен с

0

5

0

5

0

0

0

третьим входом логического элемента И 22, а S-входом соединен с прямым выходом триггера 29, у которого S- вход подключен к кнопке 34 Стоп и к R-входу подключена кнопка 35 Пуска, На второй вход элемента 21 сравнения подано напряжение уставки.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии на прямом выходе триггера 29 присутствует сигнал логической единицы, следовательно на инверсном выходе триггера 28 присутствует сигнал логического нуля, в результате этого логический элемент И 27 не пропускает управляющие импульсы с генератора 33, закрыт также логический элемент И 22 исключая возможность включения инвертора. При нажатии кнопки 35 Пуск (фиг,2а) триггер 29 меняет свое состояние и сигнал логической единицы (фиг,28) с инверсного выхода включает логический элемент И 27, так как, на первом его : входе присутствует логическая едини- ца,,и осуществляется пуск инвентора (фиг,2Ь) и пуск осциллятора (фиг,2г) с интервалом работы, определяемой элементом 30 задержки. Работа осциллятора вызывает интенсивную помеху в виде емкостных токов относительно земли, элементов конструкций и монтажа системы управления, которая проникает по монтажным проводам системы стаби- лизации, что приводит к перерегулиро-. ванию в виде броска выходного тока, что недопустимо по условиям технологии из-за образования выброса металла и возникновения кратера на сварочном шве, или же превышения допустимой ча стоты инвертирования из-за сбоя системы пересчета, и как результат сквозной срыв инвертора, что также недопустимо по условиям техноло :: гни. Поэтому на время работы осциллято- ра , 1 7 конденсатор времязадающей цепочки интегратора 2,5 системы стабилизапди выходного тока закорочен логической единицей с логического элемента И 27 н управление инвертором oc5ra ecтвляeтcя . через минимальное количество элементов высокой помехозащищенности. Закорачивание конденсатора времязадающей цепочки интегратора 25 требуется для того,чтобы на выходе сумматора 26 бьио нулевое напряжение и постоянная интегрирования интегратора 20 имела макси- , мальное значение, в результате чего.

частота импульсов с элемента 21 сравнения практически была равной частоте ге-- нератора 33,После выключения осциллятора 17 и зажигания электродуги на минимальном выходном токе инвертора необходима вьщержка для исключения влияния остаточных помех от осциллятора 17, которая определяется элементом 31 задержки (фиг.2|), которая задним фронтом импульса задержки осу- ществляет переброс триггера 28 (фиг.2;k) и включение программного . блока 32 (фиг.2г), в результате чего логический элемент И 27 закрывается и открывается логический элемент И 22, а также раскорачивается конденсатор времязадающей цепочки интегратора 25. Следовательно, работа инвертора те перь определяется основной системой управления, которая работает следующим образом: в момент горения диода

2и 10 (фиг.За) на выходе датчиков

3и 11 (фиг.ЗН) присутствует логическая единица, которая через логический элемент ИЛИ 19 стирает предьщу- щую информацию интегратора 20. Пуск интегратора 20 происходит только после погасания диодов 2 и 10 (фиг„35)

дам и в вькодной цепи возникает тт- пульс выходного тока, во много раз превышающий уровень задания, Следо- вательно, осуществляя закорачивание конденсатора врамязадающей цепочки интегратора 25, практически исключаеи переходньй процесса так как напряже-- кие интегратора 25 и напряжение с

10 nporpai JMHoro блока равны нулю.

Остановка инвертора ос тцествляется нажатием кнопки Стоп, в результате, чего триггер 29 устанавливается в исходное состояние (фиг,2В) и возвра-

15 щает в исходное гостояние триггер 28 закрывая логические элементы 22 и 27 (фиг.2&).

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить вес и

20 габариты сварочного источника питания, исключить сквозной срыв инверто-- ра, а также позволяет исключить в на- чальньш момент выброс выходного тока инвертора, приводящего к браку изде25 ЛИЯ.

Формула изобретения

Сварочный источник постоянного тока, содержащий входной выпрямитапь с и гарантирует режим работы инвертора, 30 фильтром, полумостовой последователь- исключающий отсечку тока диода - ный инвертор с обратными диодаг.1И,, (фиг,За). В противном случае происхо- трансформатор, вторичная обмотка ко дам и в вькодной цепи возникает тт- пульс выходного тока, во много раз превышающий уровень задания, Следо- вательно, осуществляя закорачивание конденсатора врамязадающей цепочки интегратора 25, практически исключаеи переходньй процесса так как напряже-- кие интегратора 25 и напряжение с

0 nporpai JMHoro блока равны нулю.

Остановка инвертора ос тцествляется нажатием кнопки Стоп, в результате, чего триггер 29 устанавливается в исходное состояние (фиг,2В) и возвра-

5 щает в исходное гостояние триггер 28 закрывая логические элементы 22 и 27 (фиг.2&).

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить вес и

0 габариты сварочного источника питания, исключить сквозной срыв инверто-- ра, а также позволяет исключить в на- чальньш момент выброс выходного тока инвертора, приводящего к браку изде5 ЛИЯ.

Формула изобретения

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к сварочным источникам питания постоянного тока для электродуговой сварки. Цель изобретения - улучшение пусковых характеристик инвертора сварочного источника питания при зажигании электрической дуги от осциллятора. Сварочный источник постоянного тока содержит полумостовой последователь- ньй инвертор с обратными диодами, два датчика тока тиристоров, трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель с фильтром подключена через осциллятор к нагрузке. В сварочный источник питания дополнительно введены генератор, два триггера, два логических элемента И; два элемента задержки и логический элемент ШШ. Работа сварочного источника питания в момент пуска осуществляется от отдельного генератора при отключенных элементах цепи стабилизации сварочного тока. При этом исключается скво- с зной срыв инвертирования от работаю- щего осциллятора и бросок тока в на- ff чальный момент, что вызывает образо- „ вание кратера или прожог изделия. 3 Сшк ил.

дит выход из строя тиристоров 1 и 9о Программньш блок 32 осуществляет формирование выходного тока по требуемой программе (фиг,2.), через сумматор 26, воздействуя на длительность нарастания выходного напряжения интегратора 20, которое сравнивается на элементе 21 сравнения (фиг.ЗЬ). ив момент его переключения задним фронтом осуществляет переброс триггера , 24, который единичным сигналом включает соответствующую диагональ тора. Сигнал датчика 16 тока через интегратор 25 корректирует в сумматоре 26 сигнал с программного блока 32, тем самым осуществляет стабилизацию вькодного тока на заданном уро-: вне, В случае, когда конденсатор времязадающей цепочки интегратора 25 не закорочен, то за время поджига дуги, когда отсутствует выходной ток, напряжение интегратора вьйдет на максимальный уровень и в момент загорания дуги система настроена на максималь- ньй выходной ток,.что недопустимо, так как переходньй процесс в этом случае равен нескольким миллисекун

Q

торого через вьшрямитель с фильтром подключена через осциллятор к нагруз-- 35 ке два датчика тока тиристоров инвер- тора через первьш элемент IClIHj г-:рвый интегратор поключены к элементу сравне ния, первьй TpHrreps входы которого подключены к уравляющим входам тиристоров инвертора, датчик сварочного то-- ка, которьш через последовательно соединенный второй интегратор и сум - матор подключен к второму входу пер-- j вого интегратора, второй вход сумма- -- g тора подключен к программному блоку. отличающийся тем, что, с целью улучшения пусковых характеристик инвертора при зажигании электри -- ческой дуги от осциллятора, в него введены генератор, два триггера, два

50

55

элемента И, два элемента задержки и элемент ИЛИ а также кнопки Пуск и Стоп, анод первого тиристора под ключен через входной дроссель к плюс входного выпрямителя и также .подклю- чен через первьй конденсатор фильтра к перво 5у концу коммутирующего кон-- денсатора и через второй конденсатор фильтра к минусу входного выпрямителя

5142331

и к катоду второго тиристора, первичная обмотка трансформатора подключена между вторым концом коммутирующего конденсатора и общей точкой тиристо- - ров инвертора, выход элемента сравнения подключен к первому входу первого элемента И, выход которого чер.ез второй элемент ИЛИ подключен к первому триггеру, второй вход второго эле- Q мента ИЛИ подключен к разрешающему входу второго интегратора и к выходу второго элемента И, входы которого соединены соответственно с прямым выходом второго триггера, с генератором 5

и с инверсным выходом третьего тригг. гера, который объединен с входом первого элемента задержки и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу второго триггера, S-вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, а счетньй вход - к программному блоку и к выходу второго элемента задержки, входом подключенного к выходу первого элемента задержки и к входу осциллятора, к входам третьего триггера подключены соответственно кнопки Пуск и Стоп

.

.L.

In

Ащ

I Ml 11

ч 11 M

rilninin

II I I I M

II Mill

I I II I I

I I 11 11

1 JniJn hih

зад

linu

ipaff.d