Контактор для управления током контактных сварочных машин Советский патент 1976 года по МПК B23K11/24 

1

Изобретение относится к области сварки и может применяться для управления током контактных сварочных машин.

Известен контактор, содержащий включенные встречно-параллельно силовые тиристоры, вспомогательный тиристор и выпрямительный мост.

С целью повышения энергетических показателей машин в предлагаемом контакторе к вспомогательному тиристору подключена цепочка из двух последовательно соединенных диодов, общая точка которых через сопротивление нрисоединена к выводу питающей сети, причем в режиме включения контактора с частотой тока питающей сети параллельно сопротивлению включена RC-ценочка.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схемы предлагаемого контактора; на фиг. 3 - диаграммы, характеризующие работу устройства.

Схема контактора содержит два силовых тиристора 1 и 2, включенных встречно-параллельно, вспомогательный тиристор 3, сопротивление 4, включенное последовательно с тиристором 3, выпрямительный мост на диодах 5-8, с помощью которого вспомогательный тиристор присоединен к силовым тиристорам и их управляющим электродам, а также активное сопротивление 9, подключенное с помощью диодов 10 и 11 к вспомогательному

тиристору и образующее цепь его дополнительной нагрузки.

Схема контактора работает следующим образом.

Ток i в первичной обмотке сварочного трансформатора 12 регулируется путем изменения угла i|5 (фиг. За) фазового сдвига момента включения силовых тиристоров 1 и 2 относительно напряжения питающей сети U.

Ток i достигает максимального значения при полнофазном режиме, когда очередной силовой тиристор включается в момент окончания полуволны тока через другой тиристор, т. е. во время восстановления напряжения на контакторе.

Управление силовыми тиристорами осуществляется с помощью вспомогательного тиристора 3, включающегося импульсами, приходящими на вход контактора с частотой

100 ГЦ. С помощью выпрямительпого моста импульсы управления поступают на вход того тиристора, напряжение к которому приложено в этот момент в прямом направлении.

При отключенной цепи (сопротивление 9,

диоды 10 и II) напряжение Us на тиристоре 3 (фиг. 3 а) в закрытом состоянии равно напряжению на силовых тиристорах, выпрямленному с помощью моста на диодах 5-8, и потому раньше, чем начнет восстанавливаться напряжение на контакторе, включиться он не

может. Если импульсы управления на вход контактора будут приходить с углом г|з фазового сдвига, меньшим угла ф сдвига тока относительно напряжения в полнофазном состоянии, то очевидно каждый второй импульс управления будет появляться на входе тиристора 3 в момент, когда на нем еще не появилось напряжение, и контактор начнет работать в выпрямительном режиме.

При этом сварочный трансформатор 12 (фиг. 36) насыщается, ток нагрузки работающего тиристора увеличивается, а по окончании времени сварки при размыкании электрода на тиристорах появляется импульс перенапряжения, связанный с разрывом тока, намагничивания трансформатора. В результате этого тиристоры могут выйти из строя.

Сопротивление 9, включенное через диоды 10 и 11, играет роль дополнительной, независимой нагрузки вспомогательного тиристора и обеспечивает надежное включение тиристора 3 при поступлении на его вход импульса управления независимо от напряжения на силовых тиристорах. В зависимости от полярности напряжения сети ток дополнительной нагрузки тиристора 3 проходит по цепи: сопротивление 9 - диод 10 - сопротивление 4 - тиристор 3 - диод 6 или по цепи: диод 5 - сопротивление 4 - тиристор 3 - диод 11 - сопротивление 9.

В результате при поступлении опережающих импульсов управления тиристор 3 надежно включается несмотря на то, что силовые тиристоры в этот момент еще проводят ток нагрузки и напрял ение на них близко к нулю. По окончании полуволны тока нагрузки контактора через заранее открытый тиристор 3 проходит ток, включающий очередной тиристор, и схема работает в обычном полнофазном режиме (фиг. 30).

Таким образом, наличие дополнительной нагрузки вспомогательного тиристора 3 позволяет предотвращать аварийный режим работы коптактора при приходе опережающих импульсов управления, что существенно повыщает качество работы контактора. Появляется возможность устанавливать в машине полнофазный режим работы в сварочном режиме, в то время, как при применении известной схемы контактора минимальный угол oj) включения тиристоров делают несколько больше максимального угла ср нагрузки мап1ины, измеренного нри коротком замыкании электродов. Это позволяет существенно увеличить коэффициент потребляемой мощности и повысить величину сварочного тока или при том же токе снизить габариты сварочного трансформатора. Вследствие сравнительно большой мощности сварочных мащин, достигающей сотен ква в одной единице, и малого коэффициента мощности (равного 0,2-0,5)

применение описаиной схемы может дать значительный технико-экономический эффект.

Благодаря нагрузке на активное сопротивление 9 тиристор 3 после открытия остается во включенном состоянии практически до

окончания полуволны напряжения сети и обеспечивает повторное, многократное за полупериод включение силовых тиристоров при прерывании тока и восстановлении на них напряжения.

Это позволяет использовать данный контактор при нагрузке на стыковую сварочную машину без применения балластного реостата.

На фиг. 2 представлен другой вариант схемы контактора, предназначенный для включения тока в нагрузке в основном по одному разу в каждый полупериод сетевого напряжепия, например, при питании точечных и шовных контактных сварочных мащин. В этом

варианте параллельно сопротивлению 9 включена цепь из последовательно соединенных емкости 13 и сопротивления 14. При этом уменьшается длительность импульса тока i через вспомогательный тиристор (фиг. 3 г) и

потому сокрагцаются тепловые потери в схеме.

Формула изобретения

Контактор для управления током контактных сварочных машин, содержащий включенные встречно-параллельно силовые тиристоры, вспомогательный тиристор и выпрямительный мост, отличающийся тем, что, с целью

повышения энергетических показателей машин, к вс.по.могательному тиристору подключена цепочка из двух последовательно соединенных диодов, общая точка которых через сопротивле) присоединена к выводу питающей сети, причем в режиме включения контактора с частотой тока питаюп1.ей сети параллельно сопротивлению включена С-цепочка.

и

t