Устройство снижения напряжения холостого хода трансформатора Советский патент 1991 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательным устройствам, решающим вопросы электробезопасности при эксплуатации сварочных трансформаторов в рудничных условиях и предназначено для защиты человека от поражения электрическим током при выполнении ручных электросварочных работ.

Цель изобретения - повышение безопасности путем исключения ударных токов включения сварочного трансформатора в питающую сеть.

Устройство представлено на чертеже.

Устройство снижения напряжения холостого хода сварочного трансформатора содержит два встречно-параллельно включенных тиристора 1 и 2, соединенных с защитным коммутатором и сварочным трансформатором 4, датчики тока 5 и напряжения 6, систему управления тиристорами 1 и 2, включающую последовательно соединенные источник синхронизирующих импульсов 7, фазовращатель 8. первый дифференцирующий элемент 9, промежуточный ключ 10, элемент ИЛИ 11, усилиО 00

ел о 1 ч

тельный ключ 12 и оптронная развязка 13. Кроме того, блок содержит первый элемент совпадения 14 и элемент ПАМЯТЬ 15, включенные последовательно, причем выход элемента 14 дополнительно связан элементом ПАМ.ЯТВ 15 через инвертор 16, а также первый элемент выдержки времени 17, второй элемент совпадения 18 и второй элемент выдержки времени 19, последовательно соединенные ждущий мультивибратор 20, второй дифференцирующий элемент 21 и повторитель 22, Причем вход элемента 21 включен на выход промежуточного ключа 10, а выход повторителя 22 включен на вторую управляющую цепь первого элемента совпадения 14, выход датчика напряжения 6 и инверсный датчик тока 5 включены на вход второго элемента совпадения 18, выход которого через элемент 19 связан с отключающей цепью защитного коммутатора 3, а прямой выход датчика тока 5 через первый элемент выдержки времени 17 связан с первым элементом совпадения 14, дополнительно выход элемента ПАМЯТЬ 15 включен (по схеме ИЛИ) на вход повторителя 22. Устройство работает следующим образом.

При подключении блока к питающей сети и включенном положении коммутатора 3 на выходе источника синхронизирующих импульсов 7 появляются с двойной частотой прямоугольные импульсы, длительность каждого близка половине периода напряжения питающей сети. Указанные сигналы поступают на вход фазовращателя 8,. на выходе которого появляется сигнал с фазовым сдвигом (90°), соответствующим моменту, когда мгновенное напряжение на вторичной обмотке сварочного трансформатора 4 равно безопасному уровню (16,92 В). Сигнал с элемента 8 формируется по длительности первым дифференцирующим элементом 9 длительность сигнала равна 40-70 мкс, фаза появления соответствует

1 6 92

arcslna .. ,. , (здесь 1)цбМ - амплиту- инб

да напряжения (неограниченного) на вторичной цепи сварочного трансформатора в режиме холостого хода, В; 16, 92 - амплитуда нормируемого напряжения холостого хода в этой же цепи),усиливается промежуточным ключом 10 и через элемент ИЛИ 11, усилительный ключ 12, опт- ронную развязку 13 поступает на управляющие электроды тиристоров 1 и 2 на выходе сварочного трансформатора формируются из напряжения питающей

сети биполярные дискреты ограниченного импульсного напряжения Указанные дискреты одновременно поступают на вход датчика напряжения и далее через

элемент совпадения 18 на его вторую управляющую цепь поступает разрешающий (единичный) сигнал управления с инверсного выхода датчика тока 5 При этом уста- новка выдержки времени элемента

0 выдержки 19 превышает длительность дискрет и сигнал на его выходе отсутствует. Одновременно сигнал с выхода промежуточного ключа 10 поступает на вход ждущего мультивибратора 20, частота

5 сигналов которого определяется частотой сигналов элемента 10 (при частоте питающей сети 50 Гц частота элемента 20 (10) равна 100 Гц). Мультивибратор 20 построен на основе двух логических элементов

0 2-2И-2ИЛИ-НЕ. двух транзисторных ключей с резисторно-конденсаторной время- задающей цепью. Фаза выходного сигнала с элемента 20 по переднему фронту соответствует благоприятной зоне

5 (близко к 90°эл.) подачи напряжения на индуктивную нагрузку, в том числе на сварочный трансформатор, а длительность близка половине периода напряжения сети. Сигнал с элемента 20 поступает на вход

0 второго дифференцирующего элемента 21. Здесь происходит преобразование сигнала по длительности, выходной сигнал с элемента 21 равен 30-50 мкс. В элементе 22 пос едний сигнал формируется по фор5 ме (при сохранении длительности) и достигается электрическое совмещение дифференцирующего элемента и элемента совпадения, так как согласно опыту и справочной литературе дифференцирующий

0 элемент и элемент совпадения без повторителя, как промежуточного элемента, работать не могут. При режиме холостого хода трансформатора сигнал с цепи 20-21- 22-14 не вызывает изменения состояния

5 элемента 15, так как элемент совпадения 14 блокирован нулевым сигналом прямого выхода датчика тока 5. При замыкании цепи сварочный электрод-изделие от формируемых дискрет в последней потечет ток,

0 который переводит датчик тока 5 в другое состояние. В результате нулевым сигналом с инверсного выхода датчика 5 блокируется элемент совпадения 18, а единичный сигнал с прямого выхода с вы5 держкой времени, равной установке элемента 17, поступает на вход первого элемента совпадения 14, на второй вход которого по цепи 10-20-21-22 поступает сигнал, фаза формирования которого соответствует благоприятной зоне включения

сварочного трансформатора в питающую сеть. Выходной сигнал первого элемента совпадения 14 переводит элемент ПАМЯТЬ 15 в другое устойчивое состояние. Соответствующий этому сигнал через элементы 11, 12, 13, 1 и 2 переводят через промежуточную фазу трансформатор 4 на режим полного напряжения, далее идет устойчивый процесс горения электрической дуги. Одновременно сигнал с элемента ПАМЯТЬ 15, поступив на вход повторителя 22, блокирует управляющий сигнал, поступающий по цепи элементов 10, 20, 21. При разрыве сварочной цепи датчик тока 4 возвращается в свое исходное состояние, соответствующее режиму холостого хода и своими сигналами соответственно с прямого и инверсного выходов блокирует элемент совпадения 14 и деблокирует элемент совпадения 18. Указанное приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента 14, а также к вводу в действие элемента 18 для контроля выполнения блоком функции ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора. В свою очередь, сигнал с элемента 14 инвертируется элементом 16, а последний своим сигналом переводит элемент ПАМЯТЬ 15 в его исходное состояние. В результате снимается непрерывный сигнал управления с элемента ИЛИ 11 и блок переводит трансформатор 4 в режим импульсного выходного напряжения, формируемого элементами, 8. 9, 10, 11, 12, 13, 1 и 2. При нарушении заданного алгоритма управления тиристорами 1 и 2, при котором может не осуществляться в течении заданного времени (обычно не более секунды) переход на импульсное формирование напряжения холостого хода сварочного трансформатора, на выходе второго элемента выдержки времени 19 появляется сигнал, который поступает на коммутатор 3 и последний (3) осуществляет защитное отключение, исключая поражение сварщика электрическим током. За счет введения промежуточной фазы при переходе трансформатора от режима холостого хода на режим сварки повышается безопасность сварочных работ.

Формула изобретения Устройствоснижения напряжения холостого хода трансформатора преимущественно свнрочного, содержащее два встречно-параллельно соединенных тиристора, включенных последовательно с первичной обмоткой сварочного трансформатора, источник синхроимпульсов, фазовращатель, первый дифференцирующий элемент, промежуточный ключ, элемент ИЛИ и усилитель-ключ, соединенные последовательно, причем выходы усилителя-ключа подключены через оптронную развязку к управляющим электродам тиристоров, датчиков тока,

датчик напряжения, подключенный параллельно первичной обмотке сварочного трансформатора, первый элемент совпадения и элемент ПАМЯТЬ, второй элементсов- падения, инвертор, первый элемент

выдержки времени, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности путем исключения ударных токов при подключении сварочного трансформатора к сети, оно снабжено ждущим мультивибратором,

вторым дифференцирующим элементом и повторителем, включенным последовательно, вторым элементом выдержки времени и защитным коммутатором, при этом вход ждущего мультивибратора соединен с выходом

промежуточного ключа, выход повторителя подключен к одному из входов первого элемента совпадения, а один из входов повторителя соединен с выходом элемента ПАМЯТЬ и одним из входов элемента ИЛИ,

при этом первый вход элемента ПАМЯТЬ соединен с выходом первого элемента совпадения непосредственно, а второй вход элемента ПАМЯТЬ соединен с тем же выходом через инвертор, причем датчик тока

установлен во вторичной обмотке сварочного трансформатора, прямой выход датчика тока соединен через первый элемент выдержки времени с другим входом первого элемента совпадения, а инверсный выход датчика тока через второй элемент совпадения и второй элемент выдержки времени соединен с входом коммутатора, установленного на защитного входе непосредственно с одним из входов второго

элемента совпадения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательным устройствам, решающим задачу защиты человека от поражения током при выполнении ручных электросварочных работ в рудничных условиях. Цель изобретения - повышение безопасности путем исключения ударных токов включения сварочного трансформатора в питающую сеть. Устройство содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора в первичной обмотке сварочного трансформатора, источник синхроимпульсов, фазовращатель, дифференцирующий элемент, промежуточный ключ и усилитель-ключ, датчики тока и напряжения, элемент совпадения и элемент ПАМЯТЬ, инвертор, элемент выдержки времени. Устройство дополнительно снабжено ждущим мультивибратором, дифференцирующим элементом и повторителем, дополнительным элементом выдержки времени и защитным коммутатором. Безопасность труда повышается за счет введения промежуточной фазы при переходе трансформатора от режима холостого хода на режим сварки. 1 ил. fe