Фазорегулирующая схема Советский патент 1981 года по МПК B23K9/10 

(54) ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩАЯ СХЕМА ЗАПУСКА УПРАВЛЯЕМЫХ ДИОДОВ В СВАРОЧНЫХ АППАРАТАХ

I

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к фазорегулируюш.им схемам запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, и может найти применение при автоматизации и стабилизации процесса сварки.

Известна фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, содержашая основную зарядную цепь и переключающий диод. Принцип работы схемы основан на предварительной зарядке основной зарядной цепи от сварочной дуги с последующим закорачиванием ее переключающим диодом 1.

Недостатком данной схемы является низкое качество ее работы, обусловленное задержкой срабатывания переключающего диода из-за чисто активного характера цепи тока управления диодом.

Известна также фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, содержащая кроме основной накопительной цепи и переключающего диода электрически соединенную с ними вспомогательную зарядную цепь. Данная схема позволяет повысить надежиость работы сварочных аппаратов вследствие того, что наличие в ней дополнительной зарядной цепи обеспечивает точное срабатывание схемы при погасании дуги 2.

Однако данная фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах не приспособлена для стабилизации беспаузного горения дуги переменного тока в полупериоды прямой и обратной полярности, что снижает ее технологические возможности и качество сварки.

Цель изобретения - повышение технологических возможностей и качества сварки.

Это достигается тем, .что в фазорегулирующую схему запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах дополнительно введены выпрямительный мост и активное сопротивление, при этом основная и вспомогательная зарядные цепи соединены последовательно и подключены к дуговому промежутку, активное сопротивление подключено параллельно вспомогательной зарядной цепи, вход выпрямительного моста подключен параллельно основной зарядной цепи, а к его выходу подключен переключающий диод.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема фазорегулирующей схемы запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах. Схема содержит входящий в основную, зарядную цепь конденсатор 1, входящие во вспомогательную цепь резистор 2 и конденсатор 3. С упомянутыми зарядными цепями электрически соединен переключающий диод 4. В схему введены активное сопротивление 5, включенное параллельно вспомогательной зарядной цепи, и выпрямительный мост 6, вход которого подключен параллельно основной зарядной цепи и к выходу которого подключен переключающий диод 4. Основная и вспомогательная зарядные цепи клеммами 7 и 8 должны быть подключены к дуговому промежутку сварочного аппарата (на чертеже не показан). Схема также содержит щунтирующую переключающий диод 4 RC-цепочку, состоящую из резистора 9 и конденсатора 10, импульсный трансформатор 11 и диод 12. На входные клеммы 7 и 8 схемы подается напряжение от источника питания дуги, а именно с дугового промежутка. Входящий в основную зарядную цепь конденсатор 1 заряжается до напряжения срабатывания переключающего диода 4. При срабатывании переключающего диода 4 происходит разряд конденсатора 1 через выпрямительный мост 6 на первичную обмотку импульсного трансформатора И. Сработав, переключающий диод закорачивает конденсатор 1 по цепи, которая вследствие наличия конденсатора 3 вспомогательной заряд-ной цепи носит реактивный характер. Величина сопротивления конденсатора 3 для частоты 50 Гц выбирается много больщей суммарного сопротивления цепи, состоящей из выпрямительного моста 6, переключающего диода 4 в открытом состоянии и сопротивления первичной обмотки импульсного трансформатора 11. Поэтому при величине сопротивления регулируемого резистора 2 близкой к нулю, ток в цепи переключающего диода опережает напряжение на входе схемы практически на 90 эл.град. После перехода входного напряжения через максимум конденсатор 3, зарядивщийся до максимальной величины напряжения, начинает разряжаться, т.е. ток в цепи переходит через нуль и меняет направление, поэтому после запирания переключающего диода 4 конденсатор 1 заряжается на обратную полярность. Время заряда конденсатора 1 зависит от величины сопротивления регулируемого резистора 2. Если величина последнего близка,к нулю, то конденсатор 1 заряжается за сравнительно короткое время и импульс управлений поступает на вентиль устройства возбуждения и стабилизации дуги практически в момент перехода тока дуги через нуль. Благодаря выпрямительному мосту 6 ток через переключающий диод протекает в одном направлении независимо от полярности напряжения на входе и на конденсаторе 1, что позволяет формировать импулыс управления в каждыи полупериод питающего напряжения с опережением по фазе относительно момента перехода входного напряжения через нуль. Для нормальной работы схемы и стабилизации дуги необходимо выполнить условие, заключающееся в том, что переклю яющий диод должен быть открыт во время ния дуги, и запираться только после перехода тока дуги через нуль. В противном случае на управляющий электрод вентиля устройства возбуждения и стабилизации дуги поступает ложный импульс управления. Если в начальный момент горения дуги имеет место пик напряжения, вызванный переходными процессами в источнике питания, то при величине регулируемого резистора 2 близкой к нулю, схема реагирует на этот пик напряжения. При этом ток в цепи переключающего диода 4 снижается до нуля, однако последний поддерживается в открытом состоянии за счет разряда конденсатора 10 через резистор-9. Конденсатор 10 предварительно заряжен по цепи: конденсатор 3 - активное сопротивление 5 - регулируемый резистор 2 - выпрямительный мост 6 - резистор 9 - первичная обмотка трансформатора 11. Параметры цепи 9-10 подбираются таким образом, чтобы в начальный период горения дуги сформировать переходный процесс тока через переключающий диод без переходов через нуль. Во время горения дуги переключающий диод 4 поддерживается в открытом состоянии током, протекающим по цепи: конденсатор 3 - активное сопротивление 5 - регулируемый резистор 2 - выпрямительный мост б - первичная обмотка трансформатора 11. Если кривая напряжения на дуге близка по форме к прямоугольному импульсу, то конденсатор 3, зарядивщись до максимума, не пропускает через себя ток, в этом случае переключающий элемент поддерживается в открытом состоянии током, протекающим через активное сопротивление 5. При величине сопротивления регулируемого резистора 2 равной нулю, переключающий диод запирается после пика напряжения при погасании дуги, когда алгебраическая сумма тока обратного раз ряда конденсатора 3 и прямого тока через активное сопротивление 5 станет равной нулю. Емкость конденсатора 3 и сопротивление 5 подбираются таким образом, чтобы переключающий диод запирался практически сразу после пика напряжения при погасании дуги, которому соответствует переход тока дуги через нуль. Если величина сопротивления регулируемого резистора 2 соизмерима или больще сопротивления конденсатора 3 для частоты 50 Гц, то угол сдвига фазы в цепи переключающего диода 4 относительно напряжения на входе меньще 90 эл.град., т.е. переключающий диод закроется с задержкой относительно момента перехода тока дуги через нуль. Величина этой задержки, а также продолжительность заряда конденсатора 1 до напряжения срабатывания переключающего диода 4 находятся в прямой зависимости от величины сопротивления резистора 2. Дополнительное введение в фазорегулирующую схему запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах активного сопротивления, включенного параллельно вспомогательной зарядной цепи, и выпрямительного моста, вход которого подключен параллельно основной зарядной цепи и к выходу которого подключен переключающий диод, а также последовательное соединение и подключение параллельно дуговому промежутку основной и вспомогательной зарядных цепей, позволяет повысить технологические возможности схемы и качество сварки. Формула изобретения Фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах. содержащая электрически соединенные между собой основную и вспомогательную зарядные цепи и переключающий диод, отличающаяся тем, что, с целью повыщения технологических возможностей и качества сварки за счет обеспечения беспаузного горения дуги переменного тока, в нее дополнительно введены выпрямительный мост и активное сопротивление, при этом основная и вспомогательная зарядные цепи соединены последовательно и подключены к дуговому промежутку, активное сопротивление подключено параллельно вспомогательной зарядной цепи, вход выпрямительного моста подключен параллельно основной зарядной цепи, а к его выходу подключен переключающий диод. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 375760, кл. В 23 К 9/10, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 448094, ..кл. В 23 К 9/10, 14.02.72.