Преобразователь постоянного тока для дуговой сварки Советский патент 1993 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано дл| дуговой сварки постоянным током.

Целью изобретения является повыше- ни надежности работы.

Схема мостового варианта преобразователя и системы управления им представлена на фиг. 1; на фиг, 2 приведены динграммы, поясняющие ее работу.

Преобразователь содержит четыре ос- нопных 1.2, 3, 4 и четыре обратных тиристо- ра 5, 6, 7, 8 образующих мостовую схему, act овной 9 и вспомогательный 10 резонан- сние контура, включенные в диагональ переменного тока моста, трансформатор 11, подключенный первичной обмоткой парал- леЛьно вспомогательному контуру, выпрямитель 12, фильтр 13, балластный резистор 14, реле напряжения 15 с гистерезисной характеристикой вход-выход, подключенное входом к выходу преобразователя, формирователь разрешающего сигнала 16, информационным вход которого 17 связан с выходом реле напряжения, а синхронизирующий вход 18с выходом задающего генератора 19, двоичный счетчик 20, счетный вход 21 которого подключен к задающему генератору, а разрешающий 22 - к выходу формирователя разрешающего сигнала, демультиплексор 23 управляемый счетчиком, информационный вход которого 24 подключен к задающего генератору, адресные входы - к выходам счетчика, а разрешающий 25 - к формирователю разрешающего

00

о ю VI о ел

W

сигнала и формирователи отпирающих импульсов для управления тиристорами инвертора 26, подсоединенных к выходам демультиплексора.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Пусть на выходе формирователя разрешающего сигнала 16 высокий уровень напряжения, разрешающий работу счетчика 20 и демультиплексора 23. На выходах демультиплексора 23 последовательно во времени появляются импульсы задающего генератора в результате чего последовательно включаются пары тиристоров инвертора. При каждом очередном включении пары тиристоров конденсаторами основного 9 и вспомогательного колебательных контуров перезаряжаются импульсами тока приблизительно синусоидальной формы, а конденсатор фильтра 13 подзаряжается. Пусть первыми включились тиристоры 1 и 4. Тогда после окончания процесса перезаряда конденсаторов колебательных контуров полярность напряжения на них будет такой как показано на схеме. Так как собственная частота колебательных контуров выше частоты задающего генератора после перехода тока в тиристорах 1, 4 через нуль в диагонали моста возникает бестоковая пауза. Полярность напряжения на обмотках трансформатора, возникающая на интервале открытого состояния 1 и 4, будет поддерживаться конденсатором колебательного контура 10. К тиристорам 1, 4 будет приложено обратное напряжения

U (Uc9 + Uci3-UBX)/2,

где исэ, UC13 напряжения на конденсаторах контура 9 и фильтра 13 в конце интервалапроводимости тиристоров соответственно; UBX - входное напряжение преобразователя.

Появление следующего импульса на выходе задающего генератора приведет к отпиранию пары обратных тиристоров 5,8, в диагонали моста будет протекать противоположной полярности, а конденсатор фильтра снова подзаряжается. К ранее открытым тиристорам 1, 4 будет приложено обратное напряжение равное напряжению на открытых тириеторах 5, 8. Третий импульс задающего генератора вызовет отпирание тиристоров 2, 3, а четвертый - пары 6, 7, после чего процессы в инверторе начнут повторяться, так как счетчик 20 возвратится в исходное состояние. Так .работает преобразователь при наличии нагрузки (при горении дуги), когда выходное напряжение меньше того значения, при котором на выходе реле напряжения 15 возникает напряжение низкого уровня.

Если дуга не горит, то выходное напряжение преобразователя будет расти и в некоторый момент времени достигнет того значения, при котором на выходе реле 15 напряжение скачком уменьшится до уровня логического нуля. Формирователь разрешающего сигнала построен таким образом, что

0 если этот момент попадает на интервал существования импульса задающего генератора, то изменение выходного напряжения формирователя с уровня логической 1 до уровня логического 0 происходит при срезе

5 импульса задающего генератора, включается очередная пара тиристоров, а счетчик увеличивает содержимое на 1 и устанавливается на включение следующей пары. Если момент изменения выходного напряжения

0 реле попадает на интервал между импульсами задающего генератора, то изменение напряжения на выходе формирователя с 1 на О произойдет при возникновении очередного фронта импульса. В этом случае счетчик

5 не изменит своего состояния и очередная пара тиристоров не включится. Таким образом, применение формирователя разрешающего сигнала для счетчика и демультиплексора позволяет в любом слу0 чае подавать на вход формирователей 26 импульс заданной длительности и следовательно, гарантировано включать тиристоры. Если бы разрешающий сигнал на счетчик и демультиплексор поступал непосредствен5 но с выхода реле напряжения, то в случае попадания момента изменения этого сигнала на импульс на вход формирователя 26 поступил бы укороченный импульс. В этом случае очередная пара тиристоров все рав0 но может включиться, в то время как счетчик своего состояния не изменит. Это означает, что в последующем нормальное чередование включения тиристоров нарушится.

После того, как на разрешающих входах

5 демультиплексора и счетчика установятся низкие уровни, счетчик будет сохранять свое содержимое, а на выходах демультиплексора будут поддерживаться низкие напряжения, поэтому на один из тиристоров

0 инвертора открываться не будет. Выходное напряжение преобразователя будет уменьшаться, так как конденсатор фильтра 13 будет разряжаться на балластный резистор 14. В какой-то момент напряжение достиг5 нет уровня при котором выходное напряжение реле 15 скачком увеличится до уровня логической 1.,Если момент изменения напряжения реле 15 попадает на интервал существования импульса задающего генератора 19, то изменение уровня на вы

ходе формирователя разрешающего сигнала 16 произойдет при срезе импульса, а сцетчик 20 сможет изменить свое состояние в f/юмент прихода следующего среза, после включения пары тиристоров. Если момент изменения состояния реле приходится на между импульсами задающего гене- раЧора, то с приходом очередного импульса включится очередная пара тиристоров, ко- тфая была зафиксирована счетчиком 20 при прекращении работы инвертора, а на срезе импульса содержимое счетчика изменится на единицу. Если бы формирователь разрешающего сигнала 16отсутствовал бы, то при попадании момента появления логи- чфкой 1 ha выходе реле 15 на интервал существования импульса генератора де- мультиплексор 23 на одном из выходов сформировал бы укороченный импульс, который может включить тиристоры. Так как длительность импульса тока в колебатель- н.см контуре почти постоянная, включение тиристоров с запаздыванием означает уменьшение длительности паузы, и, следовательно, создает предпосылки к срыву инвертирования.

; Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность коммутации тиристоров и обеспечить правильное чередование включаемых тиристоров, что предотвращает одностороннее намагничивание трансформатора -В отличив от прототипа оно позволяет приложить к иристорам большее обратное напряже- и увеличить интервал времени в течение которого запираемые тиристоры находятся по}д обратным напряжением. Управляющая чарть преобразователя проще-чем у прототипа, так как не содержит ряда узлов (датчики тока, формирователи импульсов фиксированной длительности и др.). Практически все узлы управляющей части предлагаемого преобразователя являются стандартными узлами цифровой электроники не требующие настройки.

Формула изобретения Преобразователь постоянного тока для

дуговой сварки, содержащий последовательный резонансный инвертор с основным и вспомогательным резонансным контуром, трансформатор, выпрямитель, емкостной фильтр, балластный резистор и схему управления, включающую реле напряжения, задающий генератор и два формирователя импульсов отпирания тиристоров инверто- ра, причем встречно параллельно тиристо- рам инвертора включены обратные

полупроводниковые вентили, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения схемы управления, обратные полупроводниковые вентили выполнены в виде обратных тиристоров, входы формирователей импульсов отпирания основных и обратныхтиристоров подключены к выходам демультиплексора, адресные входы которого подключены к выходам двоичного счетчика, а информационный вход - к выходу задающего генератора, счетный вход счетчика подключен к выходу задающего генератора, выход реле напряжения соединен с информационным входом формирователя разрешающего сигнала,

синхронизирующий вход этого формирователя подключен к выходу задающего генератора, а выход - к разрешающим входам счетчика и демультиплексора.

Использование: преобразователь постоянного тока может быть использован для ручной и автоматической дуговой сварки на постоянном токе. Сущность изобретения: в преобразователе постоянного напряжения с последовательным резонансным инвертором, имеющим основной-и вспомогательный резонансные контуры, силовой трансформатор, выпрямитель, фильтр, балластный резистор и реле выходного напряжения, обратные диоды заменены тири- сторами. Формирователи импульсов управления основными и обратными вентилями подключены к выходам демультиплек- сора, адресные входы которого подсоединены к выходам двоичного счетчика, а информационный вход- к выходу задающего генератора. Счетный вход счетчика подключен к выходу задающего генератора, а выход реле напряжения соединен с информационным входом формирователя разрешающего сигнала. Синхронизирующий вход этого формирователя подключен к выходу задающего генератора, а выход - к разрешающим входам счетчика и демуль- типлексора,2 ил. (Л С