Устройство для автоматической коммутации источников сварочного тока

Устройство для автоматической коммутации источников сварочного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3745150/25-27 (22) 28.05,84 (46) 23.02.86. Вюл. 9. 7 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.Г.Сиводедов, В.M.Попов и С.Г.Левин (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 538845, кл. В 23 К 9/10, 21.01.75. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИИ ИСТОЧНИКОВ СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащее силовой коммутирующий элемент в первичной цепи источника, генератор, датчик тока, включенный в сварочную цепь, и блок управления коммутирующим элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения электробезопасности путем исключения ложных срабатываний устройства, в него введены фильтр низкой частоты, пороговое устройство, расширитель, при этом генератор выполнен в виде генератора импульсов, ) ыход которого подключен параллельно вторичной обмотке источника сварочного тока, а выход датчика тока через фильтр низкой частоты, пороговое устройство и расширитель подключен к входу блока управления коммутирующим элементом.

1212729

Изобретение относится к сварочному производству и может использоваться пгч ручной дуговой сварке для коммутации источников сварочного тока.

Цель изобретения — повышение электробезопасности путем исключения ложных срабатываний устройства от наводок через паразитные емкости.

Оцинаковые пробивные свойства оперативного напряжения в.предлагаемом и известных устройствах определяют и одинаковую производительность труда при работе с ними. Таким образом, существует возможность в сотни раз уменьшить действующее значение оперативного напряжения без снижения производительности труда, улучшая тем самым условия безопасности.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит силовой коммутирующий элемент 1, подключенный в цепь первичной обмотки сварочного трансформатора, блок 2 управления элементом 1, генератор 3 импульсов, подключенный параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора, датчик 4 тока, фильтр 5 низкой частг1ы, пороговое УСтройство 6, расширитель 7, включенные последовательно. Кроме того, на схеме показаны источник 8 сварочного тока— сварочный трансформатор, сварочный электрод 9 и свариваемое изделие 10.

Ф

В качестве силового коммутирующего элемента 1 используется контактор, симистор, либо два встречно-параллельно включенных тиристора, а также тиристар, включенный в диагональ моста из четырех диодов.

Блок 2 управления представляет собой усилитель мощности на транзисторах или микросхемах с выходом на оптронах, реле или трансформаторе.Генератором 3 импульсов служит блакинг-генератор или мультивибратор а транзисторах или микросхемах.Датиком .4 тока может быть активное или индуктивное сопротивление,включенное последовательна в сварочную цепь, либо трансформатор тока. Фильтр

5 .низкой частоты выполняют либо активным — на транзисторах или микросхемах, либо пассивным — на RC, ЬС или RL — цепочках. Пороговое устройство б выполняют на ста!

15 образом, чтобы длительность оперативнога импульса была в несколько

25

55

50 билитронах, транзисторах или на микросхемах.

Расширитель 7 строят на основе пикового детектора или ждущего мультивибратора на транзисторах или микросхемах.

Устройство работает следующим образом.

Пока сварочная цепь не замкнута> в ней протекают токи паразитных емкостей сварочного кабеля. Они наводят на выходе датчика тока напряжение. Выходное сопротивление генератора импульсов выбирается таким раз больше продолжительности заряда паразитных емкостей кабеля. Ток заряда емкости имеет экспоненциальную форму, поэтому и напряжение на выходе датчика также. имеет экспоненциальную форму. Ток заряда паразитных емкостей можно не принимать во внимание, потому что он создает а выходе датчика отрицательное напряжение и пороговой схемой не воспринимается.

При замыкании сварочной цепи .ток в ней имеет форму оперативного- импульса — прямоугольную. Известно, что даже. при одинаковых активных длительностях импульсов разной формы активная ширина спектра экспоненциаль ного импульса больше, чем у прямо-, угольного. Поскольку, кроме того, длительность экспоненциального импульса утечки меньше длительности прямоугольного импульса сигнала, разница между величинами активной ширины их спектров получается большой. Частоту среза фильтра низкой частоты выбирают близкой к величине активной ширины спектра прямоугольного сигнала. Таким образам, значительная часть энергии импульса экспоненциальной утечки, сосредоточенная в частотном диапазоне выше полосы прапускания фильтра, не проходит на выход фильтра. Благодаря подавлению высокочастотных гармоник утечки амплитуда сигнала наводки на выходе фильтра уменьшается. В то же время амплитуда полезного сигнала почти не изменяется вследствие прохождения большей части его спектра .через фильтр. Если на входе фильтра амплитуды сигнала утечки и полезного сигнала былы равными, то в результате частотной селекции

1212

Составитель И.Лурье

Редактор Н.Пушненкова Техред О.Ващишина Корректор Е.Сирохмаи

Заказ 700/20 Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 отношение сигнал/наводка удается повысить до 10-15 раз.

Пороговое устройство 6 осуществляет амплитудную селекцию отфильтрованного напряжения. Его порог выбирается большим, чем амплитуда прошедшего через фильтр сигнала утечки.

Таким образом, несмотря на существование емкостных утечек при разомкнутой сварочной цепи, напряжение 10 на выходе порогового устройства равно нулю. Благодаря этому силовой коммутирующий элемент 1 остается отключенным.

Если происходит замыкание между сварочным электродом 9 и изделием 10, на выходе датчика 4 появляется прямоугольный импульс сигнала, который, не изменяя своей амплитуды, проходит через фильтр 5 низкой частоты.

Напряжение полезного сигнала после фильтрации превышает порог срабатывания порогового устройства 6, и на его выходе появляется напряжение. Этим напряжением запускается д расширитель 7, который увеличивает длительность сигнального импульса до 0,5-1 с, чтобы обеспечить необходимую задержку отклонения. Сигнал расширителя усиливается. по мощности в блоке 7 управления и включает силовой коммутирующий элемент 1. Источник 8 сварочного тока подключается к сети и на электроде 9 появляет729 4

cs сварочное напряжение..После обрыва сварочной дуги на выходе .датчика вновь остается экспоненциальный сиг.нал наводки, напряжение на выходе фильтра падает, пороговое устройство отключается и подзаряд времязадающего конденсатора расширителя прекращается, По окончании разряда времязадающего конденсатора расширителя через 0,5-1 с напряжение íà его выходе исчезает, и блок управления отключает силовой коммутирующий элемент.

Использование в предлагаемом устройстве импульсного генератора дает возможность уменьшить действующее значение напряжения той же амплитуды в 7000 раз по сравнению с действующим значением синусоидального напряжения за счет уменьшения длительности им- . пульса до 1 мкс с частотой следования !00 Гц, не снижая амплитуды в

500 раз. Снижение действующего значения оперативного напряжения повышает уровень электробезопасности.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокий уровень электробезопасности по сравнению с известным устройством благодаря сниженному действующему значению оперативного напряжения, при этом производительность труда при работе с предлагаемым устройством-не снижается.