Устройство для регулирования режима установки сильноточного тлеющего разряда Советский патент 1982 года по МПК H05B7/16 G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ УСТАНОВКИ СИЛЬНОТОЧНОГО ТЛЕЮЩЕГО

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электрическим и температурным режимами установки, в которых нагрев и термообработ ка деталей производятся с помощью сильноточного тлеющего разряда.

Известно устройство автоматического управления и контроля пускового периода и работы процесса термообработки с помощью тлеющего разряда, содержащее блок определения частоты дугообразования, связанный с разрядной камерой, программный регулятор, соединенный с регулируемым источтисом питания, и регулятор режима обработки. В начальный период обработки напряжение источника питания повышается по программе, заданной программным регулятором. При возникновении дугового разряда источник питания отключается на время, достаточное для деионизации разрядного промежутка. В зависимости от частоты дугообразовшия программа может оставаться иа достигнутом уровне, возвращаться на предыдущую ступень или к исходному состоянию. По окончании програмРАЗРЯДА

мы программный регулятор отключается, и далее продесс обработки может производиться вручную или автоматически с помощью регулятора режима обработки f1.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что ход программы зависит только от частоты дугообразования и не учитывает скорости изменения температуры деталей, которая при уменьщении частоты дугообразования может превысить предельные значения, при которых возникают деформации деталей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования режима установки тлеющего разряряда ..содержащее дифференциальный усилитель, входы которого соединены с задатчиком и датчиком температуры, а выход через второй диффереициальный усилитель связан со входом регулятора тока, причем выход датчика температуры через днфференпируюидай усилитель связан со вторым входом второго дифференциального усилителя. Кроме того, регулятор тока снабжен дополни тельным входом для подключения, например. 3 к быстродействующему выключателю, выдаю щему импульсы при возникновении дуговых разрядов. Это устройство позволяет произво дать нагрев изделий до заданной температуры со скоростью, не превышающей заданное значение 2. Недостаток указанного устройства заключа ется в том, что для определения скорости изменения температуры, которая в начальный период обработки растет очень медле шо (), используется дифференцирующее звено. Устройство для дифференцирования меняющихся величин реализовать достаточно сложно. Кроме того, устройства дифференщ1рования весьма чувствительны к помехам. Целью изобретения является упрощение схемы и повышение помехозащищенности устройства. Для достижения этой цели устройство содержит интегратор, подключенный входом к выходу дифференциального усилителя, а выходом - к первому входу блока сравнения второй вход которюго соединен с выходом датчика температуры, а выход - с входом логического блока, первый выход которого связан с вторым входом второго дифференц ального усилителя, а второй - с управляющим входом интегратора. . На фиг. 1 представлена , блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные характерис тики; на фиг. 3 - характеристика входвыход логического блока. Устройство содеряшт дифферен1{иальньш у литель 1, входы которого соединены с выходами задатчика 2 и датчика 3 температуры, а выход - с первым входом второго дифференциального усилителя 4, подключенного выходом к входу регулятора 5 тока, последовательно соединенные интегратор 6, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя I, блок 7 сравнения второй вход которого соединен с выходом датчика 3 температуры, и логический блок 8, подключенный первым выходом к второ му входу дифференциального усилителя 4, а вторым - к управляющему входу интегр тора 6. Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии на выходе регулятора 5 тока устанавливается нулевой сигнал или сигнал, соответствующий некоторому начальному значению тока разряда. Поскольку рассогласование между заданной и действительной температзфой велико, то на выходе дифференциального усилителя 1 установится постоянный сигнал, соответству ющий напряжению насыщения усилителя. Этот сигнал, поступая на вход интегратора 6, обуславл шает нарастагше его выходного сигнала и у по линейному закону со скоростью, соответствующей заданному значению скорости нагрева, что определяется настройками регулятора. В то же время выходной сигнал регулятора 5, выполненного в виде ПИ-регулятора с большим временем интегрирования, под воздействием выходного сигнала дифференциального усилителя 4 также будет возрастать, вызывая нагрев изделий. Если в момент времени ts сигнал U.J. , пропорциональный температуре изделий, станет больше сигнала UtjCUg O) , что произойдет в том случае, когда скорость нагрева деталей превысит заданное значение, то на первом выходе логического блока 8 появится сигнал 1Гд,ь1Х- который, поступая на вход второго дифференциального усилителя, вызовет уменьшение его выходного сигнала и уменьшение скорости нарастания или снижения выходного сигнала регулятора тока 5. В начальный период обработки вследствие большой частоты следования дуговых разрядов скорость нагрева может бьггь значительно ниже заданной предельной скорости, в результате чего сигнал Uy станет значительно больше сигнала U .В этом случае до момента равенства сигналов U ц и U rjвозможен нагрев изделий со скоростью, большей заданной. Чтобы избежать этого, логический блок 8 выполнен таким образом, чтобы при превышении сигналом Uj- на выходе схемы сравнения заданной величины и «г ц (момент времени tj) па его втором выходе появляется сигнал 1}выХ2- который, поступая на управляющий вход интегратора 6, уменьшает скорость нарастания сигнала 1 (или меняет знак скорости) до тех пор, пока выходной сигнал схемы сравнения Uj- уменьигатся до величины 1)2 (момент времени - 12)-Таким образом, неконтролируемая скорость изменения температуры деталей возможна только при разности сигналов . которая может быть сделана достаточно . малой. Характер изменения сигнала U л в этом случае показан на фиг. 2. При достижении заданной температуры сигнал с выхода усилителя 1 станет равным О, что обуславливает прекращение роста -сигнала с выхода интегратора. Устройство позволяет осуществить ограничение скорости нагрева, не прибегая к операции дифференцирования сигнала, .пропорционального температуре, что повышает помехозащищенность. Формула изобретения Устройство для регулирования режима работы установки сютьноточного тлеющего разр да, содержащее дифференциальный усилитель, входы которого соединены с датчиком и задатчиком температуры, а выход - с первым входом второго дифференциального усилителя, выход которого связан с входом регулятора тока установки, отличающееся тем, что с целью повышения помехозащищенности, устройство содержит интегратор, подключенный входом к выходу дифференциального усилителя, а вь{ходом - к 9 6 первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика температзфы, а выход - с входом логического блока, связанного первым выходом с вторым входом второго дифференцнального усилителя, а вторым вьиодом - с управляющим входом интегратора.: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Швейцарии N 349283, кл. 21 h 16/60, 1963. 2. Авторское свидетельство СССР М 753373, кл. Н 05 В 7/16, 1976.

j-7

% /ГХ

ивш.г

UftiK.1

Фке.