Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов

Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллельно друг другу,а также блок управления , который выполнен на реле времени , релейном элементе и схеме сравнения , вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход - с входом релейного элемента , который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного трансформатора, о тличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства и одновременно упрощения БИЬ.-1Ьо) - его, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения , база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схеяы сравнения, причем г анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего ресл зисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму с схемы сравнения, при этом эммитер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, ( а общая точка соединения анодаста4 О) билитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения. СО

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Ю (fl) 1 А уШ) В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3567118/25-27 (22) 30.03.83 (46) 30.05.84. Бюл.920 (72) В. Г. Романов и В.И. Фильчаков (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В569412, кл. В 23 К 9/f0, 1974 (прототип). (54).(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллельно друг другу,а также блок управления, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сравнения, вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, а выход — с входом релейного элемента, который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного. трансформатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппепия надежности устройства и одновременно упрощения его, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схеяы сравнения, причем анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму схемы сравнения, при этом эммитер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона, а общая точка соединения анода"стабилитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения.

1094691

Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для улучшения экономических показателей работы трансформаторов, а также для безопасного использования сварочных аппаратов в закрытых сосудах.

Известно устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащее тиристорный коммутатор, установленный в первичной обмотке сварочного трансформатора, токоограничивающий элемент и схему управления коммутатором, выполненную в виде резистивного элемента сравнения, на котором сравнивается напряжение от фазосдвигающего моста, питающегося от независимого источника, с напряжением сварочной Цепи (1).

Однако устройство имеет сложную схему сравнения, для питания которой применен многообмоточный трансформатор. Использование фазосдвигающего моста в схеме сравнения делает устройство чувствительным к из менению режима работы сварочного трансформатора. Например, при переключении обмоток трансформатора с больших токов на малые или наоборот необходимо подстраивать параметры схемы сравнения. Указанные недостатки затрудняют практическое применение известного устройства в сварочном производстве.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и одновременно

его упрощение, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, содержащем тиристорный коммутатор и токоограничивающий элемент, включенные в цепь питания сварочного трансформатора параллель,но друг другу, а также блок управления, который выполнен на реле времени, релейном элементе и схеме сравнения, вход которой через первый выпрямитель соединен с вторичной обмоткой сварочного трансформатора, . а выход - с входом релейного элемента, который подключен также к выходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель и трансформатор связи подключен в цепь питания сварочного трансформатора, схема сравнения выполнена на транзисторе, двух конденсаторах, стабилитроне, трех диодах и трех резисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первого диода, катод которого образует первую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первого резистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схемы сравнения, причем анод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клемму схемы сравнения, при этом эмиттер транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона1 а общая точка соединения анода стабилитрона и второй обкладки второго конденсатора образует вторую входную клемму схемы сравнения.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграмма изменения напряжений на конденсаторах С и и С 1З при

З0 замыкании сварочной цепи.

Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора (фиг.1) содержит тиристорный коммутатор 1, выполненный в виде

З5 трансформатора тока, трансформатор

2 связи, токоограничивающий элемент

3, первичную 4 и вторичную S обмотки сварочного трансформатора и блок б управления.

Блок б управления состоит из пер вого 7 и второго 8 выпрямителей, релейного элемента.9 с контактами 10 и 11, причем конденсаторы 12 и 13> включенные встречно-последовательно в эмиттерно-базовой цепи транзистора

14, стабилитрон 15, шунтирующий конденсатор 12, резистор 16, шунтирующий конденсатор 13, разделительные

50 диоды 1?-19, резисторы 20 и 21 образуют схему сравнения, а резистор 22, разделительные диоды 23 и 24, конденсатор 25 задержки с шунтирующим стабилитроном 26 и резистором 27 составляют реле времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристорный коммутатор 1 закрыт. Первичная об3 10946 мотка 4 сварочного трансформатора подключена к сети через токоограничивающий элемент 3. На вторичной обмот" ке 5 трансформатора напряжение около

12 В. Через выпрямитель 7 в блоке 6 управления заряжаются конденсаторы 12 и 13, причем конденсатор 12 шунтирован стабилитроном 15,а конденсатор

13 — резистором 16.

В момент замыкания сварочной цепи 10 напряжение на обмотке 5 уменьшается до нуля (здесь рассматривается случай короткого заьп|кания сварочной цепи).

Конденсатор 13 разряжается через резистор 16. tS

Время включения устройства зависит от постоянной времени С 1 6@(6 @ - сопротивлениее резистора 16; C1 - емкость конденсатора 13) и от сопротивления сварочной цепи. Конденсатор 12 начинает разряжаться, когда его напряжение станет больше напряжения на конденсаторе 13. Разряд идет по цепи эмиттер-база транзистора 14 и резистор 16. При этом образуется основная цепь разряда: эмиттер"коллектор транзистора 14, разделительный диод 17, релейный исполнительный элемент 9 .

Реле 9 срабатывает и включает своим контактом 10 коммутатор 1, а контактом 11 вводит в цепь заряда конденсаторов 12 и 13 дополнительный резистор. Коммутатор открывается. Начинается режим сварки. На выходе трансфор" матора 2 тока возникает напряжение, 35 которое через выпрямитель 8 прикладывается к релейному элементу, шунтированному конденсатором 25, стабилитроном 26 и резистором 27. Тем самым поддерживается открытое состояние коммутатора.

Резистор 27 служит для регулировки напряжения отпускания реле в режим холостого хода. Стабилитрон 26 необходим для огРаничения напРяжения на 45 катушке реле в рабочем режиме. Конденсатор 25 обеспечивает задержку закрывания коммутатора при размыкании сварочной цепи. В момент размыкания сварочной цепи коммутатор 1 эакрывает50 ся с выдержкой времени, зависящей от времени разряда конденсатора 25 через катушку реле 9.

Краткий расчет цепи управления тиристорного коммутатора выполняется 55 исходя из следующих начальных условий.

1. В качестве исполнительного элемента выбираем реле РЭС 22 (рабочее

91 ф напряжение 12 В„ напряжение Ч тяговое =5 В; напряжение Ч отпускайия

=43; сопротивление R катушки 180 Ом, ток .1 срабатывания «ЗОЧ ) ..

2. Постоянная времени С, должна быть такой, чтобы напряжение на конденсаторе С во время холостого хода было не меньше 12 В.

3. Резистор 0 а должен иметь значение нескольких сотен ом для обес" печения высокой чувствительности схемы (транзистор должен открываться при минимальном значении управляющего напряжения);

4. Емкость конденсатора С12 такова, чтобы время разряда его через ка-, :тушку реле 9 было не меньше О, 1 с.

Выбираем конденсатор С12 емкостью

1000 мкФ. Постоянная времени ос

R<»< С„< 180 0,001 =0,18 с.

5. Строим несколько пробных графиков разряда конденсатора 13 с разными значениями 6 С1 > определяя наименьшую возможную постоянную времени (фиг.2).

Принимаем С > 100 мкФ,R 250 Ом.

6. Напряжение Ч с„„ (разряд)

« -Цаво 1м, <à 0 025 с с для 4 0,0125 с Чс, =10,25 В для 4 0,025 с Vcä =6,2 В для 0,05 с Itc 2,3 В, Э где — время.

7. На основании расчетных данных строим диаграмму изменения напряже ния на конденсаторе С при замыкании сварочной цепи (фиг.2).

8. Выбираем транзистор ИП26Б с коэффициентом усиления р> 30.

9. Иэ графика видно,что в момент времени t напряжение между эмиттером и

7 базой транзистора равно 0,4 В.

Ток базы Эр Л м/К(e = 1,6 мА. . Ток коллектора ) к = 3 6 =48 мА.

Этот ток обеспечивает уверенное срабатывание реле.

По сравнению с базовым объектом— прототипом предлагаемое устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов обладает повышенной надежностью в работе за счет более стабильного зажигания дуги н нечувствительности к изменению режима работы свач рочного трансформатора. Кроме того, предлагаемая схема проще, так как в ней отсутствуют дополнительные источники питания, многообмоточный .трансформатор и т.д.

1094691

Составитель В. Ганюшин

Редактор В. Петраш Техред A.Вабинец Корректор Н. Бобкова

Заказ 3490/6 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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