Устройство для управления электрическим режимом плазмотрона

Устройство для управления электрическим режимом плазмотрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-.УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ПЛАЗМОТРОНА, содержащее мостовой выпрямитель, вход KOTOjporo соединен с выводами вторич-ных . обмоток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, а выход анодной группы через последовательно соединенные резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона, дополнительную группу управляемых вентилей, аноды которых подключены к точке ср1 динения резистора с дросселем, катоды подключены к отводам вторичн1лх обмоток трансформатора, а управляющие электроды соединены с выходом .блока импульсно-фазойргр управления, связанного входом с выходом блока, формирования закона нарастания тока, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД плазмотрона путем снижения потребляемой мощности, оно снабженодатчиком тока, двумя релейными элементами и,блоком сравнения , а анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой , датчик тока включен в цепь питания плазмотрона, его выход |. соединен с входами обоих релейных элементов и одним из входов блока (Л сравнения, включенного между входом блока импульсно-фаэового управления с и выходом блока формирования закона нарастания тока, выход первого из релейных элементов связан с управляющими электродами анодной группы вентилей мостового выпрямителя, а выход второго релейного элемента соединен с входом блока-формирования.закона , нарастанйя тока. . С5: О 4; CD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (i9) (И) з 805 В7/18; Н05 Н1/24

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г

Г .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: I:::," --:- д, И АВтоеСиОмм СаидатЯЛьотем

3Ь

° ° (21). 3440414/24-07 (22) 21.05.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) В. С. Коцюбинский и Г. П. Шейна (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт и Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (53) 621.365.22(088.8) (56) 1 ° Александров A ° Г., Заруба И.И °

Пииьковский И. В. Источники питания для дуговой и электрошлаковой сварки.

Днепропетровск, 1976, с. 125.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 495173 кл. G 05 F 1/02, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ПЛАЗМОТРОНА, содержащее мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторич-. ных обмоток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, а выход анодной группы через последовательно соединенные резистор и дроссель свя— зан с анодом плазмотрона, дополни-. тельную группу управляемых вентилей, аноды которых подключены к точке со единения. резистора с дросселем, катоды подключены к отводам вторичйых обмоток трайсформатора, а управляющие электроды соединены с выходом.блока импульсно-фазоВого управления, связанного входом с выходом блока формирования закона нарастания тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД плазмотрона путем снижения потребляемой мощности, оно снабжено датчиком тока, двумя релейными элементами и,блоком сравнения, а анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой, датчик тока включен в цепь питания плазмотрона, его выход соединен с входами обоих релейных элементов и одним из входов блока сравнения, включенного между входом блока импульсно-фазовol"0 управления и выходом блока формирования закона нарастания тока, выход первого из релейных элементов связан с управляющими электродами анодной группы вентилей мостового выпрямителя, а выход второго релейного элемента соединен с входом блока .формирования. закона нарастания тока.

10бб049

Изобретений относится к электро- . технике и может быть использовано в, мощных установках для плазменно-дугового переплава металлов и сплавов, в устройствах для плазменной сварки, резки, напыления и наплавки и,:,других случаях.

Известно устройство для плавного регулирования тока в установке плазмеина-дугового переплава, содержащее трехобомточный силовой трансформа- 10 тор, управляеьый мостовой выпрями тель и неуправляемый мостовой выпря митель, питающий постоянным током последовательную цепь нагрузки в ви, де заземленной детали и электрода 15 плазмотрона, дросселя и резистора 1 .

Недостатком данного устройства является черезвычайно низкий КПД в связи с протеканием по резистору 2О большого рабочего тока плазмотрона на протяжении всего времени работы плазмотрона. Кроме того, данное

Ф устройство не позволяет получить непрерывный ток в дуге при работе в . 25 режиме малых токов, а также имеет низкий коэффициент мощности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления электрическим режимом плаэмотрона, содержащее мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторичных обмоток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, выход анодной группы через последовательно сое-. диненные резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона, дополнительную группу управляемых вентилей, аноды которых подключены к точке соедине- 40 ния резистора с дросселем, катоды— к отводам вторичных обмоток трансформатора, а управляющие электроды - c выходом:.блока импульсно-фазового управления, связанного входом с выхо- 45 дом блока формирования закона нарастания тока P2g.

Недостатком известного устройства является низкий КПД установки, так как резистор, обтекается током на про- 50 тяжении всего процесса нагрева из-за неполного шунтирования его управляемыми вентилями °

Цель изобретения — повышение КПД плазмотрона путем снижения потребля- емой мощности.

Указанная цель достигается тем, чта устройство для управления электрическим режимом плазмотрона, содержащее мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторичных 60 обм .ток трехфазного силового трансформатора, выход катодной группы выпрямителя соединен с заземленным катодом плазмотрона, а выход анодной группы через последовательно соединенные 65 резистор и дроссель связан с анодом плазмотрона, -дополнительную группу управляемых вентилей, аноды которых подключены к точке соединения резистора с дросседем, катоды подключены к отврдам вторичных обмоток трансформатора, а управляющие электроды соединены с выходом блока импульсно-фазового управлеЫя, связанного входом с выходом блока формирования закона нарастания тока, снабжено датчикам тока, двумя релейными элементами и блоком сравнения, а анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой, датчик тока включен в цепь литания плаэмотрона, его выход соединен с вяодами обоих релейных элементов и одним из вхо.дов блока сравнения, включенного между входом блока импульсно-фазового управления и выходом блока формирования закона нарастания, тока, выход первого из релейных элементов связан с управляющими электродами анадной группы вентилей мостового выпрямителя, а выход второго релейного элемента. соединен с входом бло-. ка формирования закона нарастания тока.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для плавного регулирования тока содержит трансформатор

1, выводы вторичной обмотки. которого соединены с входом мостового выпрями-! теля с катодной группой 2 вентилей и управляемой анодкой группой 3 вентилей, а отводы Фаз вторичных обмоток с катодами дополнительной группы 4 управляемых вентилей. Выход постоянного тока мостового выпрямителя замкнут цепью из последовательно соединенных заземленного изделия 5, электрода 6 плазмотрона, дросселя 7, датчика 8 тока и нерегулируемого резис тара 9.

Выход датчика 8 тока соединен с входами первого 10 и второго 11 релейных элементов и первым входом блока 12 сравнения, второй вход которого соединен с выходси блока 13 формирования закона нарастания тока плазмотрона. Выход первого релейного элемента 10 соединен с управляющими электродами анодной группы 3 управляеьых вентилей, выход второго ре.-. лейного элемента 11 соединен с входом блока 13 формирования закона нарастания тока плазмотрона, выход..блока 12 сравнения соединен с входом блока 14 импульсно-фазового управления, соединенного выходом с управ-ляющими электродами дополнительной группы 4 управляеьых вентилей, Устройство работает следующим образом. этого закона обеспечивается обратной связью по току, осуществляемой датчиком 8 тока и блоком 12 сравнения.

При токе плазмотрона, превышающем минимальный на некоторую заранее заданную величину (например, на 10

20% и достаточном для устойчивого горения дуги,,релейный элемент ;10 снимает сигнал с управлякицих электро-. дов анодной группы 3 управляемых . вентилей. Последние закрываются и протекание тока по резистору 9 прекращается, а потери в установке уменьшаются на величину потерь в резисторе 9. Ток плазмотрона при этом будет протекать только через вентильные группы 2 и 4, а его пульсации будут сглаживаться дросселем 7, что повышает устойчиэость горения дуги и работы установки. При срыве дуги плазмотрона (по любой причине сигнал на выходе датчика 8 тока становится равным нулю, поэтому релейный элемент 11 приводит в исходное состояние. блок 13, релейный элемент

10 вновь включает группу 3 вентилей, и цикл плазмотрона повторяется..

При изменении тока плазмотрона в процессе испытаний в диапазоне 2001200 A и мощности дуги плазмотрона

55 кВт потребляемая мощность у предлагаемого устройства составляет

57,8, а у известного 66,8 кВт, что обеспечивает повышение КПД процесса плазменно-дугового переплава с 82% у прототипа до 95% у предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство может найти применение в установках плазменно-дугового переплава, плазменно- го напыления, плазменной резки и т.п . на металлургических, машиностроительных предприятиях, где требуется стабилизация или регулирование тока цепи с переменными параметрами.

3 1066049

Силовой трансформатор включается при закрытых вентилях анодной группы

3 управляемых вентилей мостового выпрямителя и закрытых вентилях дополнительной группы 4 управляемых венти- лей. Так как ток плазмтрона при атом равен нулю, сигнал на входе релейных элементов 10 и 11 и на входе блока 12 сравнения, поступающий с датчика 8 тока, также равен нулю. Реаейнвюй элемент 11, представляющий собой 10 э простейшем случае контактное йли бескоптактиое реле максимального тока, выдает сигнал запрета на блок

Формирования закона нарастания тока лазмотрона, поэтому сигнал на вы- 35 ходе последнего также будет равен нулю. Релейный элемент 10 (контактное или бесконтактное реле минимального тока. )подает напряжения управления на управляющие электроды анодной группы 3 управляемых вентилей, последние, открываются и к промежутку изделие 5 - электрод б плазма;трона прикладывается максимально возможное В данной схеме ВыпрямленнОе напряжение достаточное для зажигания дуги. В промежутке загорается дуга и и цепи изделие 5 - электрод 6дроссель 7 — датчик 8 тока — резис тор 9 щ2отекает минимальный ток, ограничиваемый величиной сопротивления30 .резистора.9. При этом токе релейный элемент 11 срабатывает и запускает блок 13 формирования закона нарастания тока плазмотрона, Сформированный блоком 13 сигнал через блок 12 .срав- 35 .нення подается на вход блока 14 им- пульсно-Фазового управления, и умень; шает угол открывания дополнительной группы 4 упр.авляемых. вентилей. Последние открываются и через.плазмо- 40 трон начинает протекать нарастающий ток, изменяющийся по задаваемому бло-ком 13 закону. Точность реализации

1066049

Ю м ХО/ ц

Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11061/59

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Тараканова

Редактор Ю. Ковач Техред С,Легеза Корректор Ю. Макаренко.