Устройство Бездетного В.Н. и Бездетного О.В. для снижения напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги Советский патент 1992 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам снижения напряжения холостого хода сварочного трансформатора, предназначено для защиты человека от пооажения электрическим током при выполнении ручных электросварочных работ,

Известно устройство для снижения напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащее вспомогательный источник безопасного напряжения, делитель напряжения, пусковой элемент, защитный и основной коммутаторы, ключевой элемент, дискретный элемент и элемент выдержки времени. Один из выходов основного коммутатора совместно с выходом ключевого элемента конъюктивно включен во входную цепь дискретного элемента защиты, при этом инверсный выход дискретного элемента защиты включен во входную цепь основного контактора, а его прямой выход подключен к управляющему входу защитного коммутатора.

При нормальной работе устройства, дискретный элемент защиты не включает свой

инверсный выход, и основной коммутатор получает через него питание.

Однако в случае выхода из строя одного из элементов схемы, приводящего к ложному включению основного коммутатора, дискретный элемент защиты получает питание через выход ключевого элемента и один из выходов основного коммутатора, и снимает своим инверсным выходом питание с последнего.

Кроме того, дискретный элемент защиты подает сигнал на отключение защитного коммутатора, установленного в первичной цепи сварочного трансформатора. Таким образом, реле защиты осуществляет отключение сварочного трансформатора в случае ложной подачи полного рабочего напряжения в сварочную цепь в результате неисправности в логической части устройства с выдержкой времени, превышающей допустимое время существования.

Реле защиты во всех случаях срабатывает со значительной задержкой во времени (около 0,9 с), т.е. при ложной подаче полного напряжения холостого хода в сварочную

с/

х| «Ч

сь ел

со

цепь, это напряжение существует в течении времени, значительно превышающее допустимое значение (0,5 с).

Кроме того, реле защиты не реагирует на ложную подачу напряжения холостого хода в сварочную цепь при снижении ее г.опоотивления изоляции, что снижает надежность работы. Контакт реле защиты размыкающий -- большой недостаток для таких устройств, ибо выход его или любого элемента в его цепи приводит устройство к незащитоспособности. Вспомогательный источник напряжения 12В имеет выпрями- телькые диоды, при пробое которых напряжение на электроде будет больше 12В.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее коммутатор с системой фазного управления, реле времени, подключенное в цепь трансформатора тока, реле защиты, подключенное к первичной обмотке сварочного трансформатора через тран- зисторный ключ и выпрямитель, времязадающую емкость и разрядный тиристор, включенный параллельно последней, а также подключенные в цепь трансформатора тока стабилитрон, управляемый ключ, резистор, диод и дополнительный транзистор, вход управляемого ключа подсоединен к выходу реле времени, один выход управляемого ключа через стабилитрон подсоединен к эмиттеру транзисторного ключа, а другой через резистор подключен к эмиттеру того же ключа, причем общее соединение выходов управляемого ключа и резистора подключена к катоду диода и базе дополнительного транзистора, анод диода соединен с эмиттером последнего, при этом коллектор дополнительного транзистора подсоединен к управляющему электроду разрядного тиристора.

Недостатками этого устройства являются: сложная конструкция, отсутствие контроля исправности защитного реле напряжения, управляемого ключа и их элементов, что вызывает неудовлетворительность выполнения защитной функции от электротравмы человека, ибо контакт защитного реле напряжения в цепи обмотки защитного контактора нормально замкнутый и при выходе его со строя, он никакого воздействия не окажет на работу сварочного трансформатора, он будет включен. Защитное реле, управляемый ключ не имея обратной связи с системой фазового управления и реле времени не смогут отключить устройство, а тем самым и сварочный транс- Форматор . Практически использовать изобретение, по выше изложенным мотивам, нельзя

Цель изобретения - повышение надежности, улучшение условий техники безопасности , увеличение устойчивости возбуждения сварочной дуги.

Преимуществами предлагаемого устройства над существующими являются: простая конструкция, наличие световой сигнализации контроля состояния изоляции сварочного кабеля, контроль работы нор0 мально разомкнутых контактов основного контактора, который подключает и отключает напряжение питающей сети к первой вторичной обмотке и обмотке защитного реле напряжения, быстрое получение устойчивой

5 сварочной дуги (меньше холостых хлопков контактора).

На чертеже представлена схема устройства 1, содержащего сварочный трансформатор 2, основной контактор 3, защитное

0 реле А напряжения, трансформатор тока 5 с первичной 6 и вторичными первой 7, второй 8 обмотками, пусковую кнопку 9, стабилитроны первый 10, второй 11, резисторы первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15,

5 конденсаторы первый 16, второй 17 и третий 18, диоды первый 19, второй 20, мостовой выпрямитель 21, транзистор 22 и заземлитель 23, Конец вторичной обмотки 24 сварочного трансформатора 2 связан с

0 заземлителем 23 и первой выходной клеммой, обмотка защитного реле 4 напряжения зашунтирована первым конденсатором 16, а первый вывод обмотки защитного реле 4 напряжения соединен с первым выводом

5 первого резистора 12, первая вторичная обмотка 7 трансформатора тока 5 подключена к входным выводам мостового выпрямителя 21, первый выходной вывод которого связан с первой обкладкой второго конденсатора

0 17, катод первого стабилитрона 10 соединен с первым выводом второго резистора 13, первый вывод третьего резистора 14 соединен с базой транзистора 22, первый вывод четвертого резистора 15 соединен с анодом

5 первого диода 19. С целью повышения надежности, улучшения условий техники безопасности и увеличения устойчивости возбуждения сварочной дуги устройство снабжено однофазным выключателем 25,

0 предохранителем 26, защитным контактором 27, пусковым реле 28 напряжения, электролампами 29 и 30, терморезисторами ti° и t°2, диодом 31 и реле 32 напряжения, причем трансформатор тока 5 выполнен с экра5 нирующей обмоткой 33, размещенной между первой 7 и второй 8 вторичными обмотками, первая входная клемма 34 через первый нормально разомкнутый контакт 35 защитного контактора 27и первичную обмотку 6 трансформатора тока 5 соединена с

началом 36 первичной обмотки 37 сварочного трансформатора 2, конец которой соединен со второй входной клеммой 38, при этом первая входная клемма 34 через однофазный выключатель 25, предохранитель 26, пусковую кнопку 9, нормально разомкнутый контакт 40 защитного реле 4 напряжения и обмотку защитного контактора 27 соединена с нулевой точкой 41 питающей сети, нормально разомкнутый контакт 42 защитного контактора 27 шунтирует пусковую кнопку 9, а точка соединения последней с предохранителем 26 через первый нормально разомкнутый контакт 43 пускового реле 28 напряжения и обмотку основного контактора 3 связана с нулевой точкой 41 питающей сети, при этом точка соединения пусковой кнопки 9 с предохранителем 26 через первый нормально разомкнутый контакт 44 основного контактора 3 соединена, как с анодом второго диода 20, так и через вторую вторичную обмотку 8 трансформатора тока 5 - с нулевой точкой 41 питающей сети, которая через первый нормально замкнутый контакт 45 реле 32 напряжения, первый резистор 12 и обмотку защитного реле 4 напряжения соединена с катодом второго диода 20, причем обмотка защитного реле 4 напряжения зашунтирована последовательно соединенными первым терморезистором t°i и вторым стабилитроном 11, при этом первая вторичная обмотка 7 трансформатора тока 5 зашунтирована последовательно соединенными первой электролампой 29 и вторым нормально разомкнутым контактом 46 основного контактора 3, причем входной вывод мостового выпрямителя 21 через вторую электролампу 30 и второй нормально разомкнутый контакт 47 реле 32 напряжения соединен с магнитопроводом трансформатора тока 5, заземлителем 23, эмиттером транзистора 22, вторым выводом второго резисторе 13, экранирующей обмоткой 33 трансформатора тока 5 и объединенными выводами входным и выходным мостового выпрямителя

21,при этом первый выходной вывод последнего через второй терморезистор 2 соединен с анодом первого стабилитрона 10, через обмотку пускового реле 28 напряжения и его вторые нормально разомкнутые контакты 48 - с катодом первого стабилитрона 10, через второй конденсатор 17 - с анодом первого диода 19, через третий конденсатор 18 и третий нормально замкнутый контакт 49 основного контактора 3-е анодом первого диода 19. а через обмотку реле 32 напряжения с коллектором транзистора

22,причем обмотка реле 32 напряжения зашунтирована третьим диодом 31, катод первого диода 19 соединен со вторым выводом четвертого резистора 15, через третьи нормально замкнутые контакты 50 пускового реле 28 напряжения и третий резистор 14 - 5 с базой транзистора 22. а через четвертые нормально замкнутые контакты 51 основного контактора 3 - со второй выходной клеммой 52, с которой через пятые нормально разомкнутые контакты 53 основного контак- 10 тора 3 связано начало вторичной обмотки 24 сварочного трансформатора 2.

Устройство 1 для снижения напряжения холостого хода имеет конец вторичной обмотки 24 сварочного трансформатора 2 свя- 15 занный с заземлителем 23 и первой выходной клеммой, обмотка защитного реле 4 напряжения зашунтирована первым конденсатором 16, а первый вывод обмотки защитного реле 4 напряжения соединен с 0 первым выводом первого резистора 12, первая вторичная обмотка 7 трансформатора тока 5 подключена к выходным выводам мостового выпрямителя 21, первый выходной вывод которого связан с первой обкладкой 5 второго конденсатора 17, катод первого стабилитрона 10 соединен с первым выводом второго резистора 13, первый вывод третьего резистора 14 соединен с базой транзистора 22, первый вывод четвертого 0 резистора 15 соединен с анодом первого диода 19. причем трансформатор тока 5 выполнен с экранирующей обмоткой 33, размещенной между вторыми обмотками первой 7 и второй 8, первая входная клемма 5 34 через первый нормально разомкнутый контакт 35 защитного контактора 27 и первичную обмотку 6 трансформатора тока 5 соединена с началом 36 первичной обмотки 37 сварочного трансформатора 2, конец ко- 0 торой соединен со второй входной клеммой 38, при этом первая входная клемма 34 через однофазный выключатель 25. предохранитель 26, пусковую кнопку 9, нормально разомкнутый контакт 40 защитного реле 4 5 напряжения и обмотку защитного контактора 27 соединена с нулевой точкой 41 питающей сети, нормально разомкнутый контакт 42 защитного контактора 27 шунтирует пусковую кнопку 9. а точка соединения послед- 0 ней с предохранителем 26 через первый нормально разомкнутый контакт 43 пускового реле 28 напряжения и обмотку основного контактора 3 связана с нулевой точкой 41 питающей сети, при этом точю соедине- 5 ния пусковой кнопки 9 с предохранителем 26 через первый нормально замкнутый контакт 44 основного контактор-i З соединена, как с анодом второго диода 20, так и через вторую вторичную обмотку 8 трансформатора 5 - с нулевой точкой 41 питлющей сети,

которая через первый нормально замкнутый контакт 45 реле 32 напряжения, первый резистор 12 и обмотку защитного реле 4 напряжения соединена с катодом второго диода 20, причем обмотка защитного реле 4 напряжения зашунгирована последовательно соединенными первым терморезистором г° и вторым стабилитроном 11, при этом первая вторичная обмотка 7 трансформатора тока 5 зашунтирована последовательно соединенными первой электролампой 29 и вторым нормально разомкнутым контактом 46 основного контактора 3, причем первый входной вывод мостового выпрямителя 21 через вторую электролампу 30 и второй нормально разомкнутый контакт 47 реле 32 напряжения со- единенсмагнитопроводом

трансформатора тока 5, заземлителем 23, эмиттером транзистора 22, вторым выводом второго резистора 13, экранирующей обмоткой 33 трансформатора тока 5 и объединенными выводами входным и выходным мостового выпрямителя 21, при этом первый выходной вывод последнего через второй терморезистор 2 соединен с анодом первого стабилитрона 10, через обмотку пускового реле 28 напряжения и его вторые нормально разомкнутые контакты 48 - с катодом первого стабилитрона 10, через второй конденсатор 17 - с анодом первого диода 19, через третий конденсатор 18 и третий нормально замкнутый контакт 49 основного контактора 3-е анодом первого диода 19, а через обмотку реле 32 напряжения с коллектором транзистора 22, причем обмотка реле 32 напряжения зашунтирована третьим диодом 31, катод первого диода 19 соединен со вторым выводом четвертого резистора 15, через третьи нормально замкнутые контакты 50 пускового реле 28 напряжения и третий резистор 14 - с базой транзистора 22, а через четвертые нормально замкнутые контакты 51 основного контактора 3 - со второй выходной клеммой 52, с которой через пятые нормально разомкнутые контакты 53 основного контактора 3 связано начало вторичной обмотки 24 сварочного трансформатора 2.

Формула изобретения Устройство для снижения напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги, содержащее сварочный трансформатор, основной контактор, защитное реле напряжения, трансформатор тока с первичной и двумя вторичными обмотками, пусковую кнопку, два стабилитрона, четыре резистора, три конденсатора, два диода, мостовой выпрямитель транзистор и заземли гель, причем конец вторичной обмотки сварочного трансформатора связан с заземлителем и с первой выходной клеммой, обмотка защитного реле напряжения

зашунтирована первым конденсатором, а первый вывод обмотки защитного реле напряжения соединен с первым выводом первого резистора, при этом первая вторичная обмотка трансформатора тока подключена к

0 входным выводам мостового выпрямителя, первый выходной вывод которого связан с первой обкладкой второго конденсатора, катод первого стабилитрона соединен с первым выводом второго резистора, первый

5 вывод третьего резистора соединен с базой транзистора, первый вывод четвертого резистора соединен с анодом первого диода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, улучшения усло0 вий техники безопасности и увеличения устойчивости возбуждения сварочной дуги, оно снабжено однофазным выключателем, предохранителем, защитным контактором, пусковым реле напряжения, двумя электро5 лампами, двумя терморезисторами, диодом и реле, причем трансформатор тока выполнен с экранирующей обмоткой, размещенной между первой и второй вторичными обмотками, первая входная клемма через первый

0 нормально разомкнутый контакт защитного контактора и первичную обмотку трансформатора тока соединена с началом первичной обмотки сварочного трансформатора, конец которой соединен с второй входной

5 клеммой, при этом первая входная клемма через однофазный выключатель, предохра- нитепь, пусковую кнопку, нормально разомкнутый контакт защитного реле напряжения и обмотку защитного контакто0 ра соединена с нулевой точкой питающей сети, причем второй нормально разомкнутый контакт защитного контактора шунтирует пусковую кнопку, а точка соединения последней с предохранителем через пер5 вый нормально разомкнутый контакт пускового реле напряжения и обмотку основного контактора связана с нулевой точкой питающей сети, при этом точка соединения пусковой кнопки с предохранителем через

0 первый нормально замкнутый контакт основного контактора соединена как с анодом второго диода, так и через вторую вторичную обмотку трансформатора тока - с нулевой точкой питающей сети, которая

5 через первый нормально замкнутый контакт реле, первый резистор и обмотку защитного реле напряжения соединена с катодом второго диода, причем обмотка защитного реле напряжения зашунтирована последовательно соединенными первым терморезистором и вторым стабилитроном, при этом первая вторичная обмотка трансформатора тока зашунтирована последовательно соединенными первой электролампой и вторым нормально разомкнутым контактом основного контактора, причем первый входной вывод мостового выпрямителя через вторую электролампу и второй нормально разомкнутый контакт реле соединен с маг- нитопроводом трансформатора тока, зазем- лителем, эмиттером транзистора, вторым выводом второго резистора, экранирующей обмоткой трансформатора тока и объединенными вторыми входными и выходными выводами мостового выпрямителя, при этом первый выходной вывод последнего через второй терморезистор соединен с анодом первого стабилитрона, через обмотку пускового реле напряжения и его вторые

0

5

нормально разомкнутые контакты - с катодом первого стабилитрона, через второй конденсатор - с анодом первого диода, через третий конденсатор и третий нормально замкнутый контакт основного контактора - с анодом первого диода, а через обмотку реле - с коллектором транзистора, причем обмотка реле зашунтирована третьим диодом, катод первого диода соединен с вторым выводом четвертого резистора, через третьи нормально замкнутые контакты пускового реле напряжения и третий резистор - с базой транзистора, а через четвертые нормально замкнутые контакты основного контактора -со второй выходной клеммой, с которой через пятые нормально разомкнутые контакты основного контактора связано начало вторичной обмотки сварочного трансформатора.

Использование: устройство относится к сварочному производству, в частности к устройствам снижения напряжения холостого хода сварочного трансформатора. Устройство предназначено для защиты человека от поражения электрическим током при выполнении сварочных ручных работ. Сущность изобретения: устройство содержит сварочный трансформатор, основной контактор и систему управления. Световая сигнализация позволяет контролировать состояние изоляции сварочного кабеля. Система управления обеспечивает быстрое получение устойчивой сварочной дуги. 1 ил.

П

23