Устройство для ограничения холостого хода сварочного трансформатора Советский патент 1991 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при производстве сварочных работ для включения-выключения сварочного трансформатора.

Целью изобретения является повышение надежности устройства для ограничения холостого хода сварочного трансформатора за счет исключения ложных включений и увеличение срока службы сварочного трансформатора путем уменьшения динамических ударов при его включении в сеть.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для ограничения холостого хода сварочного трансформатора.

Устройство для ограничения холостого хода сварочного трансформатора содержит включенный в первичную цепь сварочного трансформатора 1 первый коммутирующий элемент 2, в качестве которого используется бесконтактный тиристорный коммутатор, вспомогательный трансформатор 3, первичная обмотка которого подключена к сети, а вторичная - через второй коммутирующий элемент 4 и токоограничивающий резистор 5 соединена

(

00

ел о ел

с вторичной обмоткой сварочного трансформатора 1, к которой через трансформатор 6 тока подключены электрод 7 и свариваемая деталь 8, выпрямитель 9 своим входом по переменному току, подключенный к вторичной обмотке трансформатора 6 тока, стабилитрона 10, катод которого подключен к плюсовому выводу, а анод - к минусовому выводу выхода выпрямителя 9, формирователь 11 сигналов, входы которого подключены параллельно стабилитрону 10, а первый выход соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 4, фазовращатель 12, входы которого соединены с вторичной обмоткой вспомогательного трансформатора 3, а выход через последовательного соединенные формирователь 13 импульсов, ключ 14 и RS - триггер 15 соединен с первым и вторым выходами формирователя 11 сигнала соответственно.

Устройство для ограничения холостого хода сварочного трансформатора работает следующим образом.

В исходном состоянии (когда электрод 7 не замкнут со свариваемой деталью 8) коммутирующий элемент 2 находится в отключенном состоянии, а коммутирующий элемент 4 включен. Вторичная обмотка вспомогательного трансформатора 3 через включенный коммутирующий элемент 4 и токоограничивающий резистор 5 подключена к вторичной обмотке сварочного трансформатора 1. Ток в этом контуре определяется отношением напряжения вторичной обмотки трансформатора 3 к суммарному сопротивлению резистора 5 и вторичной обмотки сварочного трансформатора 1. Так как это суммарное сопротивление переменному току достаточно велико, то ток в контуре сравнительно мал и не вызывает излишнего нагрева токоограничи- вающего резистора 5 и вторичной обмотки сварочного трансформатора 1.

Во вторичной обмотке трансформатора б тока ток отсутствует, на входе формирователя 11 сигналов напряжение также отсутствует и он находится в отключенном состоянии. При этом на его первом выходе сигнал равен нулю, а на втором имеется напряжение, Это приводит к тому, что ключ 14 закрыт, а на выходе RS - триггера 15 напряжение отсутствует.

На вход фазовращателя 12 поступает напряжение с вторичной обмоткой транс- Форматора 3, совпадающее по фазе с напряжением сети. На выходе фазовращателя 12 присутствует переменное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного на угол, равный углу сдвига фаз между напряжением сети и вынужденным током первичной обмотки сварочного трансформатора 1. Тем самым напряжение на выходе фазовращателя 12 совпадает по фазе с вынужденным током первичной обмотки сва рочного трансформатора 1. Параметры фазовращателя 12 могут изменяется в широких пределах и при этом в широких пределах может изменятся угол сдвига фяз

0 между входным и выходным напряжениями фазовращателя 12 Фор- иирователь 13 импульсов преобразует выходное напряжение фазовращателя 12 в последовательность коротких импульсов, частота которых в два

5 раза превышает частоту сети, при этом начало каждого импульса совпадает по времени с моментом перехода выходного напряжения фазовращателя 12 через нуль. При замыкании электрода 7 со сварива0 емой деталью 8 в контуре, состоящем из вторичной обмотки вспомогательного трансформатора 3. коммутирующего элемента 4, токоогранич 1вающего резистора

5, трансформатора 6 тока, электрода 7 и

5 детали 8, возникает ток, определяемый отношением напряжения вторичной обмотки трансформатора 3 к сопротивлению резистора 5 Во вторичной обмотке трансформатора 6 тока также возникает

0 ток, определяемый коэффициентом трансформации последнего. При этом на входе формирователя 11 сигналов появляется напр +сение, величина которого ограничивается напряжением стабилизации стаби5 литрона 10. Формирователь 11 сигналов включается, и на его первом выходе появляется напряжение, а на втором - сигнал становится равным нулю. Это приводит к выключению коммутирующего элемента 4 и

0 открыванию ключа 14, а также подготавливается к переключению RS- триггер. Последовательность импульсов с формирователя 13 импульсов поступает через открытый ключ 14 на первый вход RS- триггера 15,

5 который, первым пришедшим на его вход, импульсом переключается и остается в этом состоянии. На выходе RS-триггера 15 появляется напряжение, которое включает первый коммутирующий элемент 2 (тири0 сторный коммутатор). Последний подключает первичную обмотку сварочного трансформатора 1 к сети. Так как включение тиристорного коммутатора 2 происходит в момент, когда вынужденный ток

5 первичной обмотки сварочного трансформатора 1 проходит через нуль, то в первичной цепи последнего сразу возникает установившийся режим (свободная составляющая тока равна нулю). Это приводит к уменьшению бросков тока и,

следовательно, динамических ударов в первичной обмотке сварочного трансформатора 1 при его включении в сеть.

При производстве сварочных работ во вторичной обмотке сварочного трансформатора 1 появляется сварочный ток. Этот ток через трансформатор 6 тока удерживает формирователь 11 сигналов во включенном состоянии. При этом практически весь ток вторичной обмотки трансформатора 6 тока протекает через стабилитрон 10 и напряжение на входе формирователя 11 сигналов ограничивается напряжением стабилизации стабилитрона 10. При отсутствии стабилитрона 10 напряжение на входе формирователя 11 сигналов достигло бы недопустимо большой величины (за счет входного сопротивления формирователя 11 сигналов) при протекании сварочного тока через первичную обмотку трансформатора 6 тока.

При обрыве дуги сварочный ток становится равным нулю и входное напряжение формирователя 11 сигналов также становится равным нулю. Формирователь 11 сигналов отключается и возвращается в исходное состояние, по не мгновенно, а с некоторой выдержкой времени (может регулироваться в заданном интервале) Сигнал на его первом выходе становится равным нулю, на втором - появляется напряжение. Это привод к включению коммутирующего элемента 4, закрытию ключа 14 и переключению RS-триггера 15. Напряжение на выходе последнего становится равным нулю, тиристорный коммутатор 2 выключается и отключает первичную обмотку сварочного трансформатора 1 от сети. Устройство переходит в исходное состояние.

При повторном замыкании электрода 7 со свариваемой деталью 8 процесс повторяется.

По сравнению с известным предлагаемое устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора имеет повышенную надежность, так как в нем исключены ложные включения сварочного трансформатора при регулировании сварочного тока. Более надежная работа устройства обусловлена введением стабилитрона и формирователя сигналов, причем переключение формирователя сигналов обеспечивается во всем рабочем диапазоне сварочного тока.

Так как токоограничивающим резистором устанавливается минимально необходимый для переключения формирователя сигналов ток при замыкании электрода со свариваемой деталью, то напряжение на вторичной обмотке вспомогательного

трансформатора может иметь малую величину (до 12 В), что повышает электробезопасность сварочных работ.

Введение в предлагаемое устройство

фазовращателя, формирователя импульсов, ключа и RS-триггера обеспечивает включение первичной обмотки сварочного трансформатора в сеть в момент, когда вынужденная составляющая тока равна нулю.

При этом уменьшаются динамические удары в первичной обмотке сварочного трансформатора, что в конечном итоге приводит к увеличению срока службы сварочного трансформатора.

Благодаря повышенной надежности работы устройства обеспечивается более четкое включение сварочного трансформатора и зажигание дуги и тем самым облегчается работа сварщика. Кроме того,

использование в предлагаемом устройстве бесконтактного коммутатора исключает шумовые эффекты при включении и выключении сварочного трансформатора, что устраняет дискомфортные условия работы обслуживающего персонала.

Формула изобретения

1. Устройство для ограничения холостого хода сварочного трансформатора, содержащее первый коммутирующий элемент в первичной цепи сварочного трансформатора,вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети, трансформатор тока, включенный последовательно с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, выпрямитель, вход которого по переменному току подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и увеличения срока службы сварочного трансформатора, в него дополнительно введены стабилитрон, формирователь сигналов, второй коммутирующий элемент, фазовращатель, формирователь импульсов, ключ, RS-триггер и резистор, причем катод стабилитрона подключен к плюсовому выводу, а анод - к минусовому выводу выхода

выпрямителя по постоянному току, входы формирователя сигналов подключены параллельно стабилитрону, а первый выход соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента, входы фразовращателя подключены к вторичной обмотке вспомогательного трансформатора, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов, ключ и RS- триггер подключен к управляющему входу первого коммутирующего элемента,

при этом вторичная обмотка вспомогательного трансформатора через последовательносоединенныевторойкоммутирующий элемент и резистор подключена к вторичной обмотке сварочного трансформатора, а управляющий вход ключа и второй вход RS-триггера соединены с первым и вторым выходами формирователя сигналов соответственно.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что первый коммутирующий элемент выполнен в виде бесконтактного коммутатора на двух встречно параллельно включенных тиристорах.

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при производстве сварочных работ для включения-выключения сварочного трансформатора. Цель изобретения - повышение надежности устройства и увеличение срока службы сварочного трансформатора. Устройство содержит включенный в первичную цепь сварочного трансформатора первый коммутирующий элемент (КЭ), в качестве которого используется бесконтактный тиристорный коммутатор. Первич- ная обмотка вспомогательного трансформатора подключена к сети, а вторичная - через второй КЭ и токоограничи- вающий резистор соединена со вторичной обмоткой сварочного трансформатора. Сварочная цепь через трансформатор тока связана со схемой управления, состоящей из выпрямителя, стабилитрона, формирователя сигналов, фазовращателя, формирователя импульсов, ключа и RS - триггера. Схема управления обеспечивает включение первичной обмотки сварочного трансформатора в сеть в момент, когда вынужденная составляющая тока равна нулю. При этом уменьшаются динамические удары в первичной обмотке сварочного трансформатора, что в конечном итоге увеличивает срок службы сварочного трансформатора 1 з п ф-лы, 1 ил ё