Устройство для подачи сварочной проволоки Советский патент 1992 года по МПК B23K9/12 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к устройствам для подачи сварочной проволоки, и может быть использовано в автоматических и полуавтоматических установках для дуговой сварки.

Известен полуавтомат общего назначения, содержащий симисторные ключи, включенные в цепь двух фаз понижающего трансформатора и. статорные обмотки трехфазного электродвигателя, дополнительный симистор с ограничительным резистором, выпрямитель для цепей управления пуска и торможения электродвигателя, при этом контакты реле подключены к управляющим электродам симисторов и соответствующим фазам понижающего трансформатора через ограничительные резисторы и диоды.

Недостатком данного полуавтомата является отсутствие регулировки скорости вращения электродвигателя электрическим способом, что создает неудобство в эксплуатации и не позволяет использовать данное устройство в условиях массового производства при необходимости частой смены скоростей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подачи сварочной проволоки, содержащее синхронный трех-, фазный двигатель с редуктором и подающими роликами, трехфазный понижающий трансформатор, соединенный с двигателем через тиристорные ключи, источник стабилизированного напряжения и выпрямитель, соединенный ;с трансформатором и промежуточным реле, контакты которого включены в цепь двигателя и в цепь коллектора ключевого транзистора, соединяющего управляющие электроды тиристррных ключей с плюсом источника стабилизированного напряжения.

Недостатком известного устройства является то, что в нем не предусмотрена возможность регулирования скорости подачи проволоки на холостом ходу, что затрудняет настройку автомата на необходимый режим и лишает возможности олерйтора-сварщика визуально определить по скорости подачи проволоки режим сварки. Кроме того, это

VI

S

00

N Л

устройство не дает возможности независимой подстройки тока и напряжения, которые необходимы при заварке различных зазоров в сварных соединениях, что снижает качество сварки.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации и качества сварки.

Указанная цель достигается тем, что устройство для подачи сварочной проволоки содержит асинхронный трехфазный двига- тель с редуктором и подающими роликами, трехфазный понижающий трансформатор, соединенный с двигателем через тиристор- ные ключи, источник стабилизированного напряжения и выпрямитель, соединенный с трансформатором и промежуточным реле, контакты которого включены в цепь двигателя и в цепь коллектора ключевого транзистора, соединяющего управляющие электроды тиристорных ключей с плюсом источника стабилизированного напряжения, и снабжено четырьмя инверторами, конденсатором, диодом и двумя резисторами, постоянным и переменным, при этом инверторы включены в последовательности НЕ, НЕ, 2И-НЕ, НЕ и вход первого инвертора соединен с входами второго, третьего и четвертого инверторов, причем с входом второго - через диод, с входом третьего - через конденсатор, с входом четвертого - через резисторы, соединенные между собой последовательно, при этом переменный резистор механически связан с контактом, замыкающим второй вход третьего инвертора с минусовым выводом источ- ника стабилизированного напряжения.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы напряжений в обмотках двигателя.

Устройство содержит асинхронный трехфазный двигатель 1 с редуктором и подающими роликами, трехфазный понижающий трансформатор 2, вторичные обмотки 3 которого подключены к двигателю через тиристорные ключи: 4 - б и контакты 7 и 8 пускового реле 9, подключенного через выключатель 10 к выпрямителю 11, соединенному с вторичными обмотками 3 трансформатора 2. Параллельно выпрями- телю 11 подключено тормозное реле 12 через замыкающие контакты 13 реле 9. Вторичные обмотки 3 трансформатора 2 соединены с помощью тиристорных ключей 4 - 6 в треугольник, а управляющие электро- ды тиристорных ключей 4-6 через размыкающие контакты 14 промежуточного реле 15 и развязывающие диоды 16-18 соединены в звезду в общей точке 19, которая соединена с плюсовым выводом 20 источника 21 стабилизированного напряжения через ключевой транзистор 22, размыкающие контакты 14 промежуточного реле 15, замыкающие контакты 23 пускового реле 9.

Ключевой транзистор 22 базовой цепью соединен через ограничительный резистор 24 с выходом цепи, состоящей из четырех инверторов 25-28, соединенных в последовательности НЕ. НЕ, 2И-НЕ, НЕ, причем вход инвертора 25 соединен с входом инвертора 26 через диод 29, с входом инвертора 27 - через конденсатор 30 и с входом инвертора 28 - через постоянный резистор 31 и переменный резистор 32. Резисторы 31 и 32 соединены между собой последовательно и переменный резистор 32 механически связан с выключателем 33, замыкающим второй вход инвертора 27 с минусовым выводом источника 21 стабилизированного напряжения.

На диаграмме а (фиг. 2) показано соответствие напряжений на базе ключевого транзистора 22 и в обмотках двигателя 1. На диаграмме б изображено соответствие длительности времени включения и выключения двигателя при наибольшей регулируемой скорости вращения. На диаграмме в изображено напряжение в обмотках двигателя при замыкании входа инвертора 27 с минусовым выводом источника 21 стабилизированного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Замыканием выключателя 10 подводят напряжение от выпрямителя 11 к обмотке пускового реле 9, замыкающие контакты 7 которого подключают двигатель 1 к вторичным обмоткам 3 понижающего трансформатора 2. Замыкающие контакты 23 пускового реле 9 и размыкающие контакты 14 промежуточного реле 15 соединяют общую точку 19 развязывающих диодов 16 - 18с коллектором ключевого транзистора 22, а замыкающие контакты 13 реле 9 включают тормозное реле 12. В это время с выхода инвертора 28 на базу ключевого транзистора 22 поступают импульсы включения двигателя с длительностью, определяемой емкостью конденсатора 30 и сопротивлением резисторов 31 и 32 при взаимодействии с инверторами 25 - 27.

Длительность импульсов отключения двигателя определяется взаимодействием инверторов 25 и 26, конденсатора 30 и диода 29 и остается практически неизменной во всем диапазоне регулировки скоростей.

В результате ключевой транзистор 22 периодически открывается и закрывается через равные промежутки времени, при этом длительность импульсов отключения

двигателя нормированная, а длительность импульсов включения - варьируемая, так как основной ток разряда конденсатора 30 проходитчерез диод 29 и внутреннее сопротивление выхода инвертора 25 и не зависит от сопротивления резисторов 31 и 32. Для получения максимальной скорости двигателя суммарная величина максимальных сопротивлений резисторов 31 и 32 вводится полностью, замыкается выключатель 33, при этом потенциал на входе инвертора 28 приобретает единичное значение, а на выходе - нулевое, и транзистор 22 открывается, включая двигатель на максимальную скорость.

Сначала, в первом такте включаются фазы А и В тиристорными ключами 4 и 5, второй такт начинается с включения фаз В и Г С тиристорными ключами 6 и 5. а фазы А и В остаются выключенными. В результате ротор двигателя 1 поворачивается на определенный угол за время первого такта. В начале включения второго такта ротор двигателя сначала затормаживается, а затем поворачивается на тот же угол, что и в пер- вом такте. Таким образом, ротор двигателя постоянно поворачивается на определенный угол с подтормаживанием, что дает возможность получить устойчивую скорость вращения двигателя при минимальных обо- ротах. Это происходит в том случае, когда длительность импульсов включения двигателя равна длительности пауз и составляет две полуволны трехфазной сети, а скважность импульсов равна двум. В момент по- ступления на базу ключевого транзистора 22 логического О включаются тиристорные ключи 5 и б, подключенные анодами к фазам В и С, затем отключаются тиристорные ключи 4 и 5, соединенные с фазами А и В и т.д.

При увеличении времени включения ти- ристорных ключей в каждом такте (фиг. 2, диаграмма б) увеличивается скорость вращения двигателя пропорционально увели- чению длительности импульсов включения двигателя. Минимальная скорость вращения двигателя достигается при наименьшей длительности включения двигателя (фиг. 2, диаграмма а).

Вращение двигателя с максимальной асинхронной скоростью (фиг. 2, диаграмма в) осуществляется за счет того, что один вход инвертора 27 соединяется с минусе- вым выводом источника 21 стабилизирован- ного напряжения, при этом инверторы 27 и 28, взаимодействуя с выключателем 33, открывают ключевой транзистор 22 и двигатель включается постоянно на максимальные обороты.

Выключение осуществляется выключателем 10, при этом отключается пусковое реле 9, контакты 8 которого изменяют чередование фаз в обмотках двигателя 1, а контакт 23 отключает коллектор транзистора 22 от развязывающего диода 18. В это время размыкающие контакты реле 9 в цепи промежуточного реле 15 замыкаются и подключают реле 15 к выпрямителю 11 через замыкающие контакты тормозного реле 12. Замыкающий контакт 14 промежуточного реле 15 подключает коллектор транзистора 22 к развязывающим диодам 16 и 17. В результате этого происходит торможение двигателя на время, определяемое емкостью конденсатора, включенного параллельно катушке тормозного реле 12.

Формула изобретения Устройство для подачи сварочной проволоки, содержащее асинхронный трехфазный двигатель, трехфазный .понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к двигателю через контакты реверса пускового реле, подключенного через первый выключатель к выпрямителю, соединенного с вторичными обмотками понижающего трансформатора, параллельно на выход выпрямителя подключены источник стабилизированного напряжения, промежуточное реле и тормозное реле через замыкающие контакты пускового реле . вторичные обмотки понижающего трансформатора соединены в треугольник посредством тиристорных ключей, управляющие электроды которых соединены с катодами развязывающих диодов, аноды двух из них соединены через размыкающиеся контакты промежуточного реле с анодом третьего развязывающего диода в общую точку, которая через параллельно соединенные замыкающие контакты пускового и промежуточного реле и последовательно соединенный с ними ключевой транзистор подключены к плюсовому выводу источника стабилизированного напряжения, а база ключевого транзистора соединена с ограни- чительным резистором, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки, оно снабжено последовательно соединенными первым инвертором, вторым инвертором, элементом 2И-НЕ и третьим инвертором, конденсатором, диодом, добавочным и переменным резисторами и вторым выключателем, при этом вход первого инвертора соединен через диод с входом второго инвертора, через конденсатор - с первым входом элемента 2И-НЕ и через последовательно соединенные добавочный и переменный резисторы с входом третьего инвертора, выход которого связан

с вторым выводом ограничительного рези- щим второй вход элемента 2И-НЕ с минусо- сторз, переменный резистор механически вым выводом источника стабилизированно- связан с вторым выключателем, связываю- го напряжения.

Изобретение может быть использовано в автоматических и полуавтоматических установках для дуговой сварки. Цель изобретения - повышение качества сварки. Устройство содержит асинхронный двигатель, сопряженный с редуктором и подающими роликами, а также узлы управления частотой вращения/Малые устойчивые обороты двигателя обеспечиваются его импульсным питанием, а регулирование скорости подачи проволоки - изменением скважности импульсов. 2 ил.

CDS

LЈ-cb

фиг.1

С

С АА В.

па ori t

{ХХ|

№ № t

f A 8 С А В С А В С А В

А В С