Устройство для управления тиристорным преобразователем

Номер патента: 1283912

Авторы: Гололобов, Кениг, Худяков, Шереметьев

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(21) 3870361/24-07 (22) 21.03.85 (46) 15.01.87. Бюл (71) Челябинский по институт им. Ленинс (72) Б.В. Худяков, В.А. Ыереметьев и А (53) 621.316,727(08 (56) Патент США М 4 кл219-130. 21, 197Авторское свидет к: 1123802, кл. В 23 У 2 технический ого комс .И. Кени Д, Голол .8) 00035,ола ов льство СССРК 9/10, 1983. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕГЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к областипреобразовательной техники и можетбыть использовано для управления тиристорными преобразователями, работающими в релейно-фазовом режиме,и для управления процессом дуговойсварки в различных. областях народно-го хозяйства. Целью изобретения является улучшение качества сварки за(5 4 Н 02 М 7/12, 7/155, 7/515 счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции кратковременных коротких замыканий. Цель изобретения достигаетсза счет заполнения пауз в сигнале свыхода третьего порогового элемента13 импульсами селектируемой длительности с выхода одновибратора 14. Приэтом с выхода элемента ИЛИ 15 поступает непрерывный сигнал на входы первого 16 и второго 17 блоков временной задержки, которые осуществляютзадержку информации о начале коротких замыканий, запуск формирователя18 импульсов задним фронтом импульса и задержку информации о конце коротких замыканий и срыва генерацииформирователя 18 задник фронтом импульса соответственно. Поэтому коммутация сварочного тока при кратковременных коротких замыканиях непроизводится, разбрызгивания электродного металла не наблюДается,чтоулучшает качество сварки. 6 ил,12839 12 Ь,В актор А. Долин Тираж б 61сударственного комитета СССм изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д Подписное ород, ул, Нроек яа оизводственно-полиграфическое предприятие ВНИИПИпо дел13035, М Составитель А, МеркуловаТехред В.Кадар Корректор М. Самборская12839 12 45 50 55 Изобретение относится .к сварочной технике и к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями, работающимив релейно-фазовом режиме, и для управления процессом дуговой сварки вэлектротехнической промьппленности,машиностроении и других областяхнародного хозяйства,Цель изобретения - улучшение качества сварки за счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции.кратковременных коротких замыканий,На фиг. 1 приведена функциональрая схема устройства для управлениятиристорным преобразователем; нафиг.2 и 3 - временные диаграммы,характеризующйе работу основного контура управления тиристорным преобразователем по току нагрузки в релейном и фазовом режимах соответственно; на фиг. 4 - временные диаграммы,характеризующие работу контура управления величиной и длительностью импульса тока основной дуги в зависимости от состояния дугового промежутка; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы, характеризующие работу устройства в переходном процессе приизменении уровня напряжения заданияв фазовом и релейном режимах соответственно.Устройство для управления тиристорным преобразователем 1, работающим на сварочную нагрузку 2, содержит блок 3 сравнения, релейный элемент 4, блок 5 совпадения, формирователь 6 импульсов, блок 7 обратнойсвязи по току нагрузки, пороговыеэлементы 8 и 9, выпрямитель 10 напряжения сети, источник 11 напряжения задания, сумматор 12 напряжений,пороговый элемент 13, одновибратор14, элемент 15 ИЛИ, блоки 16 и 17временной задержки, формирователь 18импульсов. Выход выпрямителя 10 напряжения сети подключен к входам пороговых элементов 8 и 9. Выход порогового элемента 8 подсоединен к первому входу блока 5 совпадения, второй вход которого соединен с выходом релейного элемента 4, а выходы блока 5 совпадения и порогового элемента 9 подключены к входу формирователя 6 импульсов. Выход формирователя б импульсов предназначен для подсоединения к тиристорам преобразователя 1,работающего на сварочную нагрузку 2,Первый вход блока 3 сравнения подключен к выходу блока 7 обратной связипо току нагрузки, второй его входсоединен с выходом сумматора 12 напряжений, первый вход которого подключен к выходу источника 11 напряжения задания, а второй его вход - квыходу формирователя 18 импульсов,выход блока 3 сравнения подключен квходу релейного элемента 4. Входыформирователя 18 импульсов соединенысоответственно с выходами блоков 16и 17 временной задержки, входы которых подключены к выходу элемента 15ИЛИ. Первый вход элемента 15 ИЛИ подключен к выходу одновибратора 14,второй его вход и вход одновибратора -к выходу порогового элемента 13.Причем вход порогового элемента 13 предназначен для подключения к сварочнойнагрузке 2.Блок 3 сравнения предназначен длясравнения напряжения обратной связиП , пропорционального сварочному1 току нагрузки, и суммарного напряжения ЗЯДания Пьых.12 с ВыхОДЯ суммЯторЯ12 напряжений и выполнен в виде резистивного сумматора напряжений.Релейный элемент 4 служит для переключения тиристорного преобразователя 1 с релейного режима работы на 35 фазовый режим в зависимости от соотношения величин напряжения обратнойсвязи Пи суммарного напряжениязадания Пы 12.Блок 5 совпадения предназначен 40 для сравнения во времени напряженияс выхода релейного элемента 4 и порогового элемента 8 и выполнен на интегральной схеме типа К=176.формирователь 6 импульсов служит для формирования управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1, и выполнен в виде блокинг-генератора на транзисторах. Пороговые элементы 8 и 9 Формируют прямоугольные импульсы при сравнении выпрямленного двухполупериодного напряжения сети Пс выхода выпрямителя 10 напряжения сети с фиксированным пороговым напряжением 01 и П каждого из пороговых элементов 8 и 9 соответственно.Релейный элемент 4, блок 7 обратной связи по току нагрузки, пороговые3 12 элементы 8 и 9 выполнены на базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении серии К 140 УЛ 8.Выпрямитель 10 напряжения сети служит для синхронизации во времени работы пороговых элементов 8 и 9 и тиристорного преобразователя 1 и выполнен по мостовой схеме серии КЦ.Пороговый элемент 13 предназначен для формирования прямоугольных импульсов при сравнении напряжения на дуге 119 с фиксированным пороговым напряжением 11 з и для контроля моментов начала и конца коротких замыканий и выполнен на базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении серии К 140 УЛ 8.Блок 16 временной задержки служит для задержания информации о начале коротких замыканий и запуска формирователя 18 импульсов задним фронтом импульса, Блок 17 временной задержки служит для задержки информации о конце коротких замыканий и для срыва генерации формирователя 18 импульсов задним фронтом импульса,Блоки 16 и 17 временной задержки выполнены в виде одновибраторов в интегральном исполнении серии К 176.Формирователь 18 импульсов служит для формирования прямоугольных импульсов напряжения задания тока импульса 0 определяющих величину тока и время горения основной дуги, и выполнен в виде триггера со счетным входом и с регулируемым напряжением питания.Сумматор 12 напряжений предназначен для суммирования постоянного напряжения задания тока паузы 11 с выхода источника 11 напряжения задания с импульсами напряжения Пыс ампли - тудой 11 д с выхода формирователя 18 импульсов и выполнен в виде резистивного сумматора.Источник 11 напряжения задания тока паузы выполнен в виде стабилизированного,регулируемого блока питания Б 5-47.Одновибратор 14 служит для формирования прямоугольных импульсов длительность которых не меньше селектируемого интервала кратковременных коротких замыканий, и выполнен на интегральной схеме серии К 176.Элемент 15 ИЛИ предназначен для пропускания на выход импульсов напряжения, поступающих на его входы 83912 4с выходя порогового элемента 13 и свыхода одновибраторя 14, и выполненна базе дифференциального усилителя в интегральном исполнении еринК 140 УЛ 8.Устройство для управления тиристорным преобразователем работаетследующим образом.К сварочным электродам нагрузки 2 10 подключают выходные зажимы тиристорного преобразователя 1 и входныезажимы порогового элемента 13.Выпрямитель 10 напряжения сетии источник 11 напряжения задания 15 тока.,паузы подключают к сети.В зависимости от соотношения величины напряжения обратной связина выходе блока 7 обратной связи потоку нагрузки и напряжения задания 20 1 м на выходе сумматора 12 напряжении основной контур управления тиристорным преобразователем 1 можетработать в релейном режиме (приЦ,П ; ,) или в фазовом режимеОсновной контур управления тиристорным преобразователем 1 по токунагрузки содержит блок 3 сравнения,релейный элемент 4, блок 5 совпадения, 30 пороговые элементы 8 и 9, выпрямитель 10 напряжения сети, формирователь 6 импульсов, блок 7 обратнойсвязи по току нагрузки, источник 11напряжения задания тока паузы, сумматор 12 напряжений.При 03,основной контуруправления по току нагрузки работает в релейном режиме дсм.фиг.2).1 а первый вход блока 3 сравнения 40 поступает напряжение обратной связиЦ с выхода блока 7 обратной Связипо току нагрузки, а на второй входблока 3 сравнения поступает суммарное напряжение задания Ь ы с выхода 45 сумматора 12 напряжений. Репейныйэлемент 4 при 11 ( 11 вы находится всостоянии Выключено, и постоянноенапряжение с его выхода 11 ьцпоступает на первый вход блока 5 совпадения. Одновременно с выпрямителя 10напряжения сети поступает двухполупериодное выпрямленное напряжениясети 11 цы.дона входы пороговых элементов 8 и 9, имеющих фиксированные значения пороговых напряжений 0 и 11 д 2соответственно. На выходах пороговыхэлементов 8 и 9 появляются прямоугольные импульсы, длительность которыхопределяется величинами пороговыхнапряжений У и Б соответственно,и 1 , д которого поступают прямоугольные имДлительность прямоугольных импульсов пульсы Быз с выхода пороговогоУ на выходе порогового элемента 8ВЬе ВВ ез льтате совпа ения во времениблизка к полупериоду напряжения сети В РезУльтате совпадениЯ во времи соответствует величине порогового 5 импульсов, поступивших на оба входынапряжения Б, Импульсы Б ц с вы- блока 5 совпадения, на его выходхода порогового элемента 8 поступают прохоДЯ импУльсы 11 ьых с выхода рена второй вход блока 5 совпадения и лейного элемента 4. Эти мпУлсы попроходят через него на вход формиро- ступают на вход формирователя 6 имвателя 6 импульсов. 1 О пульсов, который формирует запускаюОдновременно с этими импульсами щие импульсы 3 ых, подаваемые нана вход формирователя 6 импульсов управляющие электроды тиристоров препоступают прямоугольные импульсы образователя 1. При этом устанавлиЦ с выхода порогового элементаЬЫх 9 вается угол открывания тиристоров,9, длительность которых меньше дли соответствующий заданию по току.тельности импульсов Б , поступаю- Случайное изменение сварочного тоьым Ьфщих с выхода порогового элемента 8. ка 1 , например в сторону уменьшеВ соответствии с импульсами Бцыния,вызовет уменьшение напряженияи Б поступающими с выхода поро- обратной связи Б . Иомент равенстваьых 9 фговых элементов В и 9, фоРмиРователь 20 П = Бых, поЯвление импУльсов Уь,х6 импульсов формирует импульсы 11,в, на выходе релейного элемента 4 наступоступающие на управляющие электроды пит раньше, что приведет к уменьшетиристоров преобразователя 1 и огра- нию угла открывания тиристоров иничивающие минимальный и максимальный увеличению напряжения Б ы, на выхоуглы открывания тиристоров. Причем 25 де тиристорного преобразователя 1.Припо переднему фронту прямоугольных этом сварочный ток 19 практическиимпульсов 0 ы формируются запускаю- за 2-3 полупериода питающего напрящие импульсы Быхв, которые ограничи- жения вновь достигает заданной веливают минимальный угол открывания ти- чины. В фазовом режиме так же, как иристоров. При поступлении импульсов ЗО в релейном режиме, на тиристоры преЦ н управляющие электроды тирис- образователя 1 поступают запускающиеЬЫ бторов преобразователя 1 на его выхо- импульсы Быь, сформированные формиде появляется практически полное рователем б импульсов по заднему фронВыпрямленное напряжение Бы,кото- ту импульсов Б,ы з, поступившихрое прикладывается к сварочным элект выхода порогового элемента 9. ПричемРодам нагрузки 2, эти запускающие импульсы ограничи. -По заднему фронту прямоугольных вают максимальный угол открывания7 йОимпульсов Бы э формируются запускаю- тиристоров в пределах 160-170щие импульсы, ограничивающие макси- Рассмотрим работу устройства смальный угол открывания тиристоров в 40 контуром управления величиной и длипределах 160-1700 для достижения ус- тельностью импульса тока основной дутойчивой работы преобразователя 1 при ги (см. фиг. 4).изменении сварочной нагрузки вплоть При включении подачи сварочнойдо короткого замыкания, проволоки со скоростью Ч = 1,5-3 см/сПри ББосновной контур 45 устанавливается режим полуавтомати 0 С ЬЫх 12управления тиристорным преобразова- ческой сварки с короткими замыканиятелем 1 по току нагрузки работает ми дугового промежутка в среде углев фазовом режиме (см, фиг. 3). В мо- кислого газа, характеризующийся средменты равенства напряжений обратной ним напряжением на дуге ПР,9 = 18 -свЯзи Ц и заданиЯ УьыхтпостУпающих 50 20 В и сРедним током на дУге 1 Р = 7 на входы блока 3 сравнения, на выхо А при диаметре сварочной проволоде релейного элемента 4 формируются ки 08 ммепрямоугольные импульсы Бщх 4 . Процесс сварки с короткими замыВ установившемся режиме релейный каниями дугового промежутка характеэлемент 4 периодически переключает с 55 Риэуется чередованием периодов гоРечастотой пульсации сварочного тока 1. ния дуги, в течение которых происхоИмпульсы Б с выхода релейного дит плавление электрода и короткихалых.дэлемента 4 поступают на второй вход замыканий, во время которых образуетблока 5 совпадения, на первый вход ся перемычка и осуществляется перенос128397расплавленного металла в шов. При этом напряжение на дуговом промежутке меняется соответственно ат напряжения на дуге Бс цо нуля и поступает на вход гарагового элемента 13, где это напряжение сравнивается с пороговым напряжением 13, (см. Фиг. 4),В начале короткого замыкания в момент времени 11 11 мпульс П , с выходаЫ 1 Ь порогового элемснта 13 поступает на 10 второй вход элемента 15 ИЛИ и проходит на его выход, Одновременна по заднему фронту импульса Бь 1 х с выхода порогового элемента 13 запускается адновибратор 14, который 15 фоРмиРУет импУльс 11 ь 1 х с Длительнац" нстью (П, - С,) па меньшей длительности селектируемых кратковременных коротких замыканий, Импульс Бьых с выхода одновибратара 14 поступает на первый вход элемента 15 ИЛИ и проходит на его выход. При этом на выходе элемента 15 ИЛИ имеется импульс Ьпцх . , длительность которого15определяется суммарной длительностью 25 импульсов, поступив 1 пих на его входы.В момент времени С, запускается блок 16 временной задержки по заднему фронту импульса Бьь 1 х с выхода эле мента 15 ИЛИ. 30Одновременно импульс Б 1 хь 1 х, с выхода блока 16 временной задержки поступает на первый вход формирователя 18 импульсов, на не запускает ега, так как этот Формирователь 18 запускается только задним фронтом импульса Бпь 1. , Поэтому выходное напряже 1 Х .1ние Уьь 1 х равно нулю.Одновременно напряжение задания 11 тока паузы с выхода источника 11 4 О напряжения задания тока паузы поступает на первый вход сумматора 12 напряжений. Затем с,выхода сумматора 12 напряжений напряжение задания Бпц = Б постУпает на втоРой вход 45 ЬЦХ 12блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение обратной связи Ц по току нагрузки с выхода блока 7. В соответствии с величиной напряжения задания тока паузыв сварочной цепи протекает ток короткого замыкания величиной 5 - 6 А, и устройство продолжает работать в фазовом режиме (при ь ъ Бпых ), как было описано вьппе (см. Фиг. 3).55За период короткого замыкания от момента времени С 1 до момента времени С 5 капля электродного металла перетекает в сварочный шов под действием сил поверхностного натяжения иинерционных сил массы капли. В момент времени и окончания короткогоззамыкания происходит разрыв перемычки жидкого металла под действиемуказанных сил и возбуждение вспомогательной дуги, напряжение на дугеБ,1 скачком увеличивается,Напряжение на дуге Б поступаетна вход порогового элемента 13, гдесравнивается с пороговым напряжениемБ. Б момент времени С, на выходепорогового элемента 13 появляется импульс напряжения Ппь 1 х который посУтупаат на второй вход элемента 15 ИЛИи проходит на его выход. Одновременна импульс ГЫхс выхоДа псроговогОэлемента 13 поступает на вход одновибратора 14, но не запускает егопередним своим франтом, поэтому напряжение,Бпых 1 На ВЫХОДЕ ОДНОВИбратара14 равно нулю. Таким образом, сигналс выхода одновибратора 14 на первыйвход элемента 15 ИЛИ не поступает,На выход элемента 15 ИЛИ проходиттолько импульс Бых с выхода пороЪгавага элемента 13, поступивший навторой вход элемента 15 ИЛИ. ИмпульсПьых с выхода элемента 15 ИЛИ постуы" 15пает на вход блока 17 временной задержки и запускает его передним фронтом в момент времени СПРи этом импУльс Ппь 1 х с выхоДалблока 1 временной задержки поступает на второй вход формирователя 18импульсов, но не запускает его своимпередним Фронтам. Поэтому выходноенапРЯжение Цых ФоРмиРователЯ 18 им 18пульсов равно нулю.При этом напряжение задания токапаузы Б с выхода источника 11 напряжения задания тока паузы продолжаетпоступать на первый вход сумматора 12напряжений. Затем с выхода сумматора12 напряжений напряжение задания0 ьых = Б, поступает на второй вход12блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает налряжение обратнойсвязи по току нагрузки Ц с выходаблока 7. В соответствии свеличинойнапряжения задания тока паузы П всварочной цепи протекает ток вспомогательной дуги 111,всп, величиной 5-6 Аи устройство продолжает работать вфазовом режиме (при Ц ) Б яь 1 х , ),какбыпо описано вьппе (см. Фиг. 3).По окончании импульса временнойзадержки ( - ,1), формируемого блоком 16 временной задержки, по его9 128391 заднему фронту запускается Формирователь 18 импульсов, на его выходе появляется напряжение задания тока импульса Бьь с амплитудой Т 11, ко 13торое поступает на второй вход сумматора 12 напряжений, на первый вход которого поступает постоянное напряжение задания тока паузы Б с выхода источника 11 напряжения, Указанные напряжения 0 и Б суммируются сум матором 12 напряжений и с его выхода суммарное напряжение задания Т 1 ьье.Т 1 р = Б + Б, подается на второй вход блока 3 сравнения, на первый вход которого поступает напряжение обобратной связи Т 1 с выхода блока 7 обратной связи по току нагрузки. В момент времени с 4 зажигается основная дуга и начинается интенсивное плавление сварочного электрода.В момент времени Г,1, когда напряжение задания на входе блока 3 сравнения изменяется скачком от величины Т 1 до Б, в контуре управления ти 25 ристорным преобразователем 1 начинается переходный процесс, во время которого тиристорный преобразователь 1 может работать в Фазовом режиме (см. Фиг. 5) или в релейном режиме (см. Фиг. 6). ЗОПри работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса н фазовом режиме (см, фиг, 5) на входы блока 3 сравнения поступают напряжение обратной связи Т 1 и суммарное напряжение задания Т 1 = Т 1 + Т 11, которые сравниваются в блоке 3.В момент времени С величины напряжений Цо и Б становятся равными. При этом на выходе релейного элемента 40 4 Формируется передний Фронт импульса Т 1 ц, , который поступает на второй вход блока 5 совпадения, на первый вход которого поступает импульс Бпып с выхода порогового элемента 8. Б ре зультате сравнения во времени этих импульсов на выход блока 5 совпадения проходит импульс Т 1 п с выхода релейного элемента 4, который поступает на вход формирователя б импуль сов и запускает его. С выхода Форьирователя 6 импульсов поступает импульс 0 ьы на управляющие электродыйтиристорного преобразователя 1.Импульс Т 1 вь вызывает уменьшение угла 55 регулирования тиристоров преобразователя 1, что приводит к увеличению напряжения Т 1 ы на выходе преобразоЬЫХвателя 1. 2 1 ОПри этом сварочный ток Т в те -чение одного полупериода питающегонапряжения в момент времени С достигает тока задания Т , соответствующего суммарному напряжению задаЪых = Ь . В момент временизаканчиваетсЯ импУльс П ы , Смомента времени г. , когда П =иык,= Б ., тиристорный преобразователь 1переходит в Фазовый режим с другимтоком задания Т, соответствующимсуммарному напряжению заданияПри этом устройство работает до момента времени Е в Фазовом режиме,как было описано ранее (см.фиг.З).При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса в релейном режиме (см.фиг,б)на входы блока 3 сравнения поступают напряжение обратной связи Т 1и суммарное напряжение задания Быкоторое сравнивается в блоке3, При этом в интервале времени(-) релейньп элемент 4 находит -ся в состоянииВыключено , т,е.на его выходе имеется постоянноенапряжение Бпы, , которое поступает на второй вход блока 5 совпадения,на первый вход которого поступаютимпульсы Т 1 ьыд с выхода пороговогоэлемента 8, В результате совпаденияво времени указанных сигналов на выход блока 5 совпадения проходят импульсы Т 1 пы с выхода порогового элемента 8, поступают на вход формирователя б импульсов и запускают егопо переднему фронту импульсов. Свыхода Формирователя б импульсовпоступают запускающие импульсыТ 1 ььр на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1, ограничивающие минимальный угол открываниятиристоров, С выхода порогового элемента 9 поступают импульсы Т 1 ь,на вход Формирователя б импульсови своим задним фронтом запускают его.При этом с выхода Формирователя б импульсов на управляющие электроды тиристоров преобразователя 1 поступаютимпульсы .Т 1 пые , ограпичивающие максимальньп угол открывания тиристоровпреобразователя 1,Таким образом, к нагрузке 2 прикладывается с выхода преобразователя 1 почти полное выпрямленное напряжение питания Т 1 ы в интервале времених.г) а сварочный ток Т черезч Ч 2-3 полупериода питающего напряжения12839достигнет тока задания 1, соответствующего в момент времени с суммарному напряжению задания Увыа = 012Далее в интервале времени (г. - г)тиристорньп преобразователь 1 работает в фазовом режиме с другим токомзадания 1 , соответствующим суммарному напряжению задания Бьыц )2 112так как Б 1Цпц , как описаноЧ 2вьдпе (см. Фиг. 3), 10При интенсивном плавлении электрода вс время горения основной дуги происходит рост капли расплавленного металла и под действием совокупностиэлектромагнитных сил, реакции паров ьеталла, сил веса и давления столба дуги возможны колебания капли в пространстве и кратковременные касаниякаплей ванны расплавленного металлав интервале времени (Г 6 - ) (см. фиг. 4), т.е. кратковременного короткого замыкания, В момент времени напряжения Б с нагрузки 2 поступает на вход порогового элемента 13, где сравнивается с пороговым напряжениемВыходное напряжение Уы, пороь гового элемента 13 поступает на второй вход элемента 15 ИЛИ и на вход одновибратора 14, который запускается в момент времени Г по заднему фронту импульса Бы, . Длительность имМпульса Пьы, с выхода одновибратора 14 не меньше длительности кратковременного короткого замыкания (. - Г ), во время которого не происходит пере нос металла со сварочного электрода в ванну расплавленного металлаИмпульс 1)вых. поступает на первый вход элемента 15 ЙЛИ и проходит на его выход, Таким образом, выходной импульс Бпы элемента 15 ИЛИ не содержит информации о кратковременном коротком замыкании дугового промежутка в интервале времени (1 - 1).При этом блоки 16 и 17 временной задержки не. запускаются, а также не запускаются формирователь 18 импульсов (см.фиг.4).Таким образом осуществляется временная селекция кратковременных коротких замыканий. 50По окончании импульса временной задержки (, - 1 а), формируемого блоком 17 временной задержки по его заднему фронту происходит срыв генерации формирователя 18 импульсов,на пряжение на его выходе падает до нуляПри этом на первый вход блока 3 сравнения поступает напряжение об 12 2ратной связи по току нагрузки Ц с выхода блока 7, а на второй вход блока 3 сравнения - напряжение задания )ьых = Б с выхода источника 11"12напряжения задания тока паузы через сумматор 12 напряжений.В момент времени С, когда напряжение задания Бьц на входе блока 3 сравнения изменяется скачком от величины Б до Б 1 , основная дуга гаснет, а горит только вспомогательная дуга, причем в контуре управления тиристорным преобразователем 1 начинается переходньп процесс, во время которого тиристорный преобразователь 1 может работать в фазовом режиме (см. фиг. 5) или в релейном режиме (см.фиг. 6).При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса (Г - Тз) в фазовом режиме (см. фиг. 5) на входы блока 3 сравнения поступают напряжения обратной связи ц и напряжение задания Баых, =П1 к о торые сравниваются в блоке 3 . В момент времени С 9 величины напряжений По и ) а т ан о вят ся р авными . При этом н а выходе релейного элемента 4 появляется импульс Бьы , который поступает на второй вход блока совпадения , н а первый вход которого по ступ ает импульс Бьыс выхода пор о г ово г о элемента 8 .В результате совпадения в о времени этих импульсов на вход блока 5 совпадения проходит импульс П 1 ы ь с выхода релейного элемента 4 , который поступает на вход формирователя 6 импульсов и запускает е г о своим передним фронтом . Кроме того, на вход формирователя 6 импульсов поступают импульсы Уьы , которые е го з апу скают своим задним фронтом . Импульсы Б ьыс выхода формирователя 6 импульсов поступают н а управляющие электроды тирист оров преобразователя 1 и вызывают увеличе ние угла р е гулир ова ния тирис тор о в преобразователя 1, чт о прив одит к уменьшению напряжения П ы на выходе преобразователя 1 . вы,При этом сварочный ток 1 в течение одного полупериода питающего напряжения в момент времени ГЗ достигнет тока вспомогательной дуги 1 и, (5-6 А), соответствующего напряжению задания тока паузы Б . С момента вре 1мени гз, когда Ц, = Б, ц= 1 э, тиЬЫ.12 .оисторньй преобразователь 1 перехо1283912 дит в фазовый режим, соответствующий напряжению задания тока паузы ЦПри этом устройство работает в фазовом режиме до момента времени й ,какбыло ранее описано (см. Фиг, 3),При работе тиристорного преобразователя 1 во время переходного процесса ( - 1 з) в релейном режиме (см. фиг. 6) на входы блока 3 сравнения 1 О поступают напряжение обратной связи ц, и напряжение задания Бььу = 11 и, которые сравниваются в блоке 3. 1 ри этом в интервале времени (г 8 - з) ЦПяы релейный элемент 4 наховью 2н н дится в состоянии Включено , т.е. на его выходе напряжение Б ы равно нулю. Следовательно, с выхода релейного элемента 4 не поступает напряжение на второй вход блока 5 совпадения, на другой вход которого поступают импульсы Бвых. , На выходе блока 5 совпадения напряжение будет также равно нулю. На вход формирователя 6 импульсов поступает импульс 25 Цы , который своим задним фронтомЬм.дзапускает формирователь 6 импульсов, выходной импульс Цы которого посв тупает в момент временина управляющие электроды тиристоров преобразователя 1 и увеличивает угол открывания тиристоров, что приводит к резкому уменьшению 1)ры . Когда Ц, =- хПью= Б в момент времени сз, переходный йроцесс заканчивается и устройство переходит в Фазовый режим, соответствующий напряжению задания Цы = Ц- . Устройство работает1в фазовом режиме до момента времени с,о аналогично описанному. 40В момент времени с капля расплавленного электрода касается ванны расплавленного металла, происходит короткое замыкание. Далее цикл работы устройства йовторяется с частотой, определяемой параметрами режима сварки.Предлагаемое устройство для управления тиристорным преобразователем обеспечивает улучшение качества сварО ки за счет снижения разбрызгивания . электродного металла на 1,0-1,5% благодаря использованию временной селекции кратковременных коротких замыканий длительностью от единиц до сотен микросекунд, при которых не происходит образования устойчивой перемычки жидкого металла и переносав ванну расплавленного металла. Формула изобретения Устройство для управления тиристорным преобразователем, работающим на сварочную нагрузку, содержащее выпрямитель, напряжения сети, выход которого подключен к входам двух пороговых элементов, выход первого порогового элемента поцключен к первому входу блока совпадения,второй вход которого соединен с выходом релейного элемента, выходы блока совпадения и второго порогового элемента подключены к входу первого формирователя импульсов, выход которого предназначен для подсоединения к тиристорам преобразователя, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока обратной связи по току нагрузки, выход соединен с входом релейного элемента, второй вход блока сравнения подключен к выходу сумматора напряжения, первый вход которого соединен с выходом источника напряжения задания тока паузы, вход третьего порогового элемента предназначен для подключения к сварочной нагрузке, выходы первого и второго блоков временной задержки соединены соответственно с первым и вторым входами второго Формирователя импульсов,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварки за счет снижения разбрызгивания электродного металла путем временной селекции кратковременных коротких замыканий, оно снабжено одновибратором, вход которого подключен к выходу третьего порогового элемента, и элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом одновибратора,второй вход - с выходом третьего порогового элемента, а выход элемента ИЛИ соединен с входами первого и второго блоков временной задержкипричем выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу сумматора напряжения.

Смотреть

Заявка

3870361, 21.03.1985

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

ХУДЯКОВ БОРИС ВАСИЛЬЕВИЧ, КЕНИГ ИВАН ИВАНОВИЧ, ШЕРЕМЕТЬЕВ ВЯЧЕСЛАВ АЛЕКСЕЕВИЧ, ГОЛОЛОБОВ АЛЕКСАНДР ДМИТРИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 7/12, H02M 7/155, H02M 7/515

Метки: преобразователем, тиристорным

Опубликовано: 15.01.1987

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-1283912-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-tiristornym-preobrazovatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для управления тиристорным преобразователем</a>

Похожие патенты