Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора Советский патент 1980 года по МПК B23K9/10 

Изобретение отнооттся к сварочной технике, в частности к устройствам для автоматического снижения напряжения холостотх хода сварочного трансформатора до безопасной величины. Известны ограничители напрянданияхолостого хода сварочного трансформатора с коммутирующими элементами в первичной и вторичной цепях, содержацие включенные в цепь первичной обмотки сварочного трансформатора балластные сопротивления, основной и защитный коммутаторы, датчики тока и напряжения, чувствительные пороговью элементы по току и напряжению и связанные через чувствительные элементы с датчиками тока и напряжения каналы управления основным и защитным коммутаторами 1J . Недостатком указанных устройств является малая чувсты1тельность, большая иоерциоввость (большое .время от момента касания алектродом изделия д о появления напряжения на св ючном трансформатореО,О5...О,1с), что воспринимается сварщиКОМ как помеха в работе и, как следствие, малая надежность в работе. Известен ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащий коммутатор, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора, бпок управления коммутатором с формирователем импульсов, РС-цепочку на отключение, датчик тока, включенный во вторичную обмотку сварочного трансформатора, элемент гальванической развязки|j2 Недостатком этоШо устройства являет ся низкая надежгюсть - влияние перепадов температур на величину безопасного напряжения, зависимость от режима сварки н типа сварочного трансформатора. Кроме того, устройство не обеспечивает устойчивого зажигания и горения сварочной дуги, что снижает производительность, Цель изобретения - повышение надежности работы ограничителя путем уменьшения вли$гаия перепадов температуры на величину безопасного напряжения, независимо от режимов сварки и типа сваропгого трансформатора. Эта цепь достигается тем, «гго ограничитель содержит логический элемент ИЛ11 НЕ и элемент гальванической развязки в виде опТрона, причем один вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, другой вход с RC-цепочкой на откпючетше, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входом оптрона, выход которого соединен с коммутатором. На фиг. 1 изображена схема ограничителя напряжения-холостого хода сварочного трансформатора; на фиг. 2 - временные диаграммы работы ограничителя в режиме холостого хода; на фиг. 3 - то же, в ре™ жиме сварки. Ограничитель напряжения холостого хода содержит дзсгчик 1 тока, выполненный в виде трансформатора тока высокой чувст вительности, двухс1Х)ронний ограничитель 2 амплитуды управляющего сигнала, выполненный на диодах, линейный усилитель 3, вьшолненный на полупроводниках триаг дах, двухпол териодный выпрямитель 4 управляюгдего сигнала, вьшолненный на базе выпрямительного блока, безынерционный элемент гвльв аниче ской развязкиоптрон 5, элемент 6 задержки времени на отклкчение, выполненный на базе регулируемой РС-цепочки, логичес1шй элемент 7 ИЛИ-НЕ, элемент задержки 8, формироваггель 9 прямоугольных импульсов , односторонний ограничитель 10 амплитуды вьшрямленного напряжения сети, двухполупериодный вьшрямитепь 11 напряжения питающей сети, оптрон 12, коммутатор, ссютоящий из промежуточнотч коммутирующего элемента 13, вьшрямителя 14 защитных диодов IS: силовых коммутирующих элементов 16 в цепи первичной обмотки сварошого трансформатора 17, питающий трансформатор 18 и блок 19 пита ния схемы. Ограничитель работает следующим образоМоПри включении ограничителя В сеть переменного тока напряжение сети cfjiHK через понижаЕОщий трансформатор 18 подается на 1Шухполупериодный выпрямитель 11. Выпрямлешюе напряжение /у п У иает на односторонний ограничитель 10, где осуществляется ограничение до амплитуды, необходимой для нормальной формировегеля 9, представляющег собой несимметричный триггер. Поступающие на вхопфо|эмирователя отрицательные импульсы трапецеидальной формы формирователь преобразует в прямоугольные импульсы СЛрорм. Так как напряжение отпускания формироваггеля составляет несколько вольт, то задний фронт выходных импульсов сдвинут относ11тельно начала соответствующего по- лупериода синхронизирующего напряжения Сиик . уголсх 180 . Изменяя величину напряжения подавшмого на вход формирователя можно в некоторых пределах менять угол ос . Сформированные таким образом прямоугольные импульсы поступают на вход элемента 8 временной задержки на выходе которого импульс 1/даа появляется одновременно с исчезновением сигнала на его входе , длительность импульса Ujag. выбрана исходя из времени, необходимого для включения основных коммутирующих элементов (силовых тиристоров), и ограничивается временем окончания соответствующего полупериода (импульс . дол)дан оканчиваться раньше или в момент окончания полупериода). В режиме холостого хода цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора 17 разомкнута и, следовательно, СЙГНРЛ от датчика тока 1 отсутствует, соотвегственно отсутствует сигнал Uупр на первом входе логического элемента 7 ИЛИ-НЕ. В этом случае элемент ИЛИ-НЕ в момент поступления на его второй вход импульсов t/зар, открьшается на время, равное длительности этих импульсов, и на его выходе появляются инвертирующие импульсы иинв В момент открывания элемента ИЛИНЕ срабатывает элемент гальванической развязки - тиристорный оптрон 12, который замыкает цепь анод-управляющий электрод промежуточного коммутирующего элемента (тиристора) 13, включенного в диагональ выпрямительного моста 14. Промежуточный тиристор 13 включает ся и остается включенным до конца полупериода ( С/т ). Следовательно, через тиристор 13 и выпрямительный мост 14 на управляюдие электроды силовых коммутирующих элементов 16 будут поступать положительные (по отношению к их катодам) импульсы напряжения сЛт и -Лт, , которые 6yzvr их открьшатьв соответствующие моменты полупериоаов, определяемые углом оС. Таким образом, на первичную обмотку сварочного трансформатора 17 будет проходить только часть сетевого напряжения и, тем самым, напряжение оказывается сниженным до безопасной в&пичины. При переходе в режим сварки в момент касания сварочным электродом (Э) изделия (И), на выходе датчика 1 тока появляются импупьсы напряжения, которые после предварительного ограничения, усиления и выпрямления (см. фиг. 1, поз. 2-4 поступают на тиристорный оптрон 5, в котором из этих импульсов формируется по тенциальный сигнал , поступающий на первый вход элемента ИЛИ-НЕ. В этом случае элемент ИЛИ-НЕ откры вается и остается в открытом состоянии на все время сварки. Напряжение Ly на промежуточном тиристоре 13 в начале каждого полупериода возрастает до величины его открывания и резко падает при его включении. Таким образом, на управляющие электроды силовых коммутирующих эпементов 16 в начале соответствующего,попуперио-. да подаются положительные импульсы управления и УГП . которые обеспечивают включение силовых коммутирующих эпементов и подачу на первичную обмотку сварочного трансформатора 17 полного напряжения сети. При прерывании процесса сварки полное напряжение на сварочном трансформаторе исчезает не сразу, а через 1 с поове обрьша дуги, .что задается временной задержкой. Потом ограничитель переходит на работу в режим холостого хода. Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора, кроме повышения безопасности при производстве сварочных работ, обеспечивает повышение производительности труда за счет уменьше 7 76 ния инерционности на включение до 0,01 с; экономию электроэнергии в количестве 50О-700 кВт/год на каждом трансформаторе и улучшение коэффициента мощности (CO-d ). Формула изобретения Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащий коммутатор, включенный в иерви« ную обмотку сварочного трансформатора, блок управления коммутатором с формирователем импульсов, RC-цепочку на отключение, датчик тока, включенныйво вторичную обмотку сварочного трансформатора и элемент гальванической развязки, о т лич ающийся тем, «гто, с целью повышения надежности работы ограничителя {хутеМ уменьшения влияния перепадов температуры на величину безопасного напряжения, независимо от режимов сварки и типа сварочного трансформатора, в ограничитель введен логический элемент ИЛИ-НЕ, а элемент гальванической развязки выполнен в виде оптрона, причем один вход элемента ИЛИ-НЕ, соединен с выходом формирователя импульсов, другой вход - с RC - цепочкой на отключение, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входом оптрона, выход которого соединен с коммутатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР NO , кл. В 23 К 9/10, 1973. 3.Патент Японии № 376648, кя. 12 В 1/12, 1971 (прототип).

W

CLIHUtt

x

Фор j.

JL

L

и

UHl

t/t/n/a.

v

ХЧ

XV

i L

JL

и

и

JL

JL

Фиг.