Номер патента: 1753555

Авторы: Арбузин, Сивоплясов, Тарасов, Худяков

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(19) (11) 1)5 Н 02 М 1/08 ГОСУДАРСТВЕ ННПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР й КОМИТЕТМ И ОТКРЫТИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ%29 олитехническимсомола В,Арбузин, А,нсти ивопл етельство СССР3 К 9/ОО, 1986.етельство СССР2 М 1/08, 1984. апря- итель Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для управления тиристорными преобразователями, работающими в режиме сварки или зарядки акумулятора, и может быть использовано в электротехнической, машиностроительной, приборостроительной промышленности и других областях народного хозяйства,Известен сварочный выпрямитель, содержащий трансформатор с включенными на его выходе основным и дополнительным выпрямительными блоками, в первом из которых использованы тиристорные управляемые вентили, блок управления тиристорами с подключенным к нему регулимрующим устройством, два пороговых устройства, преобразователь уровня, два логических элемента 2 И, диодный обратный вентиль, дроссель, баластный резистор, причем трансформатор и блок управления тиристорами подключены к силовой электрической сети, выход блока управления тиристорами соединен с их управляющими электродами, выход основного выпрями(54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР(57) Сущность изобретения; устройство содержит блок сравнения, релейный элемент, блок совпадения, ждущий мультивибратор, формирователь импульсов, диодно-тиристорный выпрямитель, блок обратной связи, интегрирующий блок, источник напряжения задания, содержащий линейный генератор напряжения и источник постоянного н жения, пороговые элементы, выпрям напряжения сети, переключатель, 4 ил. тельного блока и один из выводов дросселя подсоединены к дуговому промежутку, а другой вывод дросселя подключен к входам первого и второго пороговых устройств, к катоду обратного вентиля и через балластный резистор к выходу дополнительного выпрямительного блока, причем анод обратного вентиля и вход преобразователя уровня подсоединены к дуговому промежутку, а выход на тиристоры преобразователя, например в начале полупериода напряжения.сети,иПри этом может быть случай, когда тири- стор открывается управляющим импульсом (Л раньше, чем происходит переключение диапазонов углов открывания тиристоров. Таким образом, переключение диапазонов с большего на меньший происходит с запаздыванием на полпериода напряжения сети, При этом через открытый тиристор преобразователя в нагрузку проходит мощный нерегулируемыйй им пул ьс тока, который вызывает значительное разбрызгивание металла в момент касания капли расплавленного металла со сварочной ванной, В таких. Блан Реда кт ирэ арина, 101 Ужгород нат "ПатЕн Й кО ИЗВОДСТВ О-и Эдат 8 л аз 2773ВНИИПИ Г ОСТЗВИТВЛехред М.М стненного комите 113035, Москва,иг 4ЭЛИНТЗЛ по изоб35, Ра ПсдписнОетениям и открытиям при ГКНТкая наб., 4/5переходных режимах тиристорный преобразователь не регулирует заданый ток нагрузки, т,е. работает в режиме сварки неустойчиво,Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности работы в режимах "Сварка" и "Зарядка" аккумулятора,Поставленная цель достигается за счет того, что в тиристорный регулятор, содержащий ждущий мультивибратор, блок сравнения, выход которого подключен ко входу релейного элемента, соединенного выходом с первым входом блока совпадения, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены с выходом выпрямителя напряжения сети, выход второго порогового элемента подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя, подключенного выходными зажимами к нагрузке, причем выход блока обратной связи через интегрирующую цепь подключен к первому входу блока сравнения, согласно изобретению, введены силовой переключатель режимов работы, переключатель величины напряжения задания, два тумблера, причем к выходу блока совпадения подключен вход ручного регулятора тока не обеспечивает стабилизацию тока заряда аккумулятора заданным постоянным током при колебаниях напряжения сети и при изменении сопротивления аккумулятора,Поэтому при заряде аккумулятора необходимо присутствие операторакоторый бы корректировал ток заряда аккумулятора в зависимости от степени заряженности аккумулятора и при колебаниях напряжения сети. Таким образом, предлагаемый регулятор для заряда аккумулятора не может обеспечить необходимую точность поддержания тока заряда аккумулятора во времени вследствие ручного регулирования тока заряда аккумулятора, а также снижается производительность труда,На фиг,1 приведена блок-схема регулятора; на фиг,2 и 3 временные диаграммы, характеризующие работу регулятора в процессе сварки в релейном и фазовом режимах соответственно; на фиг.4 - временные диаграммы, характеризующие работу регулятора в процессе зарядки аккумулятора.Тиристорный регулятор содержит последовательно. соединенные блок 1 сравнения, релейный элемент 2, блек 3 совпадения, ждущий мультивибратор 4, формирователь 5 импульсов, силовой тиристорный преобразователь 6, а также блок 7 обратной связи, интегрирующую цепь 8, ис 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 точник 9 напряжения задания, состоящий из последовательно соединенных генератора 10 линейноизменяющегося напряжения и регулируемого источника 11 постоянного напряжения, первый пороговый элемент 12, выпрямитель 13 напряжения сети, второй пороговый элемент 14, переключатель 15 величины напряжения задания, тумблер 16.Блок 7 обратной связи содержит операционный усилитель 17, последовательно соединенные резисторы 18 и 19 в цепи обратной связи, а также резисторы 20 и 21, подключенные к входу усилителя 17, Параллельно резистору 18 подключен тумблер 16,Силовой тиристорный преобразователь 6 выполнен по схеме, содержащий силовой трансформатор 22, состоящий из первичной обмотки 23 и вторичных обмоток 24 и 25, дроссель 26 постоянного тока, разделительный диод 27, балластный резистор 28, шунт тока 29, тумблер 30, силовой переключатель 31 режима работы, в два смежных плеча преобразователя включены тиристоры 32 и 33, а в два других плеча - последовательно соединенные диод 34 и дроссель 35 переменного тока и последовательно соединенные диод 36 и дроссель 37 перемен ного тока соответственно.Катоды диодов 34 и 36 соединены между собой и с одним из выводов дросселя 26, другой вывод которого через тумблер 30 подключен к плюсовому выходному зажиму тиристорного преобразователя 6 и к катоду развязывающего диода 27, анод которого подключен к одному из выводов балластного резистора 28 и замыкателю силового переключателя 31 в положении "Сварки", соединенному с первыми выводами вторичных обмоток 24 и 25 силового тринсформатора 22. Вторые выводы этих обмоток подсоединены к контактам силового переключателя 31, соответствующим положению силового переключателя 31 "Зарядка аккумулятора".Третьи выводы вторичных обмоток 24 и 25 силового транформатора 22 подключены соответственно к одному из выводов дросселей 35 и 37 и к катодам тиристоров 32 и 33 соответственно.Управляющие электоды и катоды тиристоров 32 и 33 подключены к соответствующим выходам формирователя 5 импульсов, а аноды тиристоров 32 и 33 подсоединены к другому выводу балластного резистора 28 и через шунт 29 тока к минусовому выходному зажиму тиристорного преобразователя 6. К выходным зажимам тиристолного преобразователя 6 подключена нагрузка 38.Первый вход блока 1 сравнения подключен через интегрирующую цепь 8 к выходуоперационного усилителя 17 блока 7 обратной связи, вход которого через резисторы 20 и 21 подключен к соответствующим измерительным зажимам шунта 29 тока.Второй вход блока 1 сравнения подключен через контакты переключателя 15 величины напряжения задания к выходам регулируемого источника 11 постоянного напряжения.Входы пороговых элементов 12 и 14 соединены с выходом выпрямителя 13 напряжения сети, выход порогового элемента 12 подключен к второму входу блока 3 совпадения, а выходы порогового элемента 14 и ждущего мультивибратора 4 подключены к входу формирователя 5 импульсов, Выход ждущего мультивибратора 4 подключен к входу генератора 10 линейноизменяющегося напряжения.Блок 1 сравнения предназначен для сравнения проинтегрированного напряжения обратной связи по току нагрузки и напряжения задания с выхода источника 9 напряжения задания и выполнен в виде резистивного делителя.Релейный элемент 2 служит для преобразования в фазовом режиме разности проинтегрированного напряжения обратной связи и напряжения задания в последовательность импульсов с частотой и скважностью, определяемой величиной и формой проинтегрированного напряжения обратной связи,Блок 3 совпадения предназначен для сравнения во времени напряжения с выхода релейного элемента 2 с порогового элемента 12.Ждущий мильтивибратор 4 предназначен для формирования импульсов длительностью, необходимой для надежного запуска генератора линейноизменяющегося напряжения.Формирователь 5 импульсов служит для формирования управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6, с выполнен в виде транзисторного ключа с общим эмиттером и с импульсным трансформатором.Блок 7 обратной связи предназначен для усиления найряжения обратной связи, снимаемого с шунта 29 тока.Интегрирующая цепь 8 служит для преобразователя импульсного напряжения обратной связи, пропорционального току нагрузки, в постоянное напряжение с необходимым коэффициентом пульсации и выполнена в виде ВС-цепи.Источник 9 напряжения задания предназначен для подачи напряжения задания5 10 пряжением.15 Пороговые элементы 12 и 14 формируют прямоугольные импульсы при сравнении 20 25 30 35 40 45 50 55 на вход блока 1 сравнения и устранения неоднозначности моментов сравнения проинтегрированного напряжения обратной связи и напряжения задания при изменении величины и формы напряжения обратной связи.Генератор 10 линейноизменяющегося напряжения выполнен на транзисторном ключе по схеме с общим эмиттером с конденсатором в нагрузке. Регулируемый источник 11 постоянного напряжения выполнен по схеме сдвоенного стабилизатора с изменяемым выходным навыпрямленного двухполупериодного напряжения сети с выхода выпрямителя 13 напряжения сети с фиксированным пороговым напряжением каждого из пороговых элементов 12 и 13. Релейный элемент 2, блок 7 обратной связи, пороговые элемента 12 и 14 выполнены на операционном усилителе.Тиристорный регулятор работает следующим образом.Работа регулятора в режиме "Сварки", К нагрузке 38 (сварочным электродам) оператор подключает выходные зажимы тирсторного преобразователя 6 Силовой переключатель 31 режимов работы и переключатель 15 оператор устанавливает в положение "Сварки" ("С") (фиг.1). Тумблеры 16 и 30 оператор замыкает. При этом через контакт переключателя 15 в положении "Сварка" ("С") подается на второй вход блока 1 сравнения с выхода регулируемого источника 11 постоянного напряжения задания большей величины, чем в положение "3" (" Зарядка аккумулятора").Выпрямитель 13 напряжения сети, тиристорный преобразователь 6 и источника 9 напряжения задания оператор подключает к сети а блок управления к источнику питания (не показан),В зависимости от соотношения величины проинтегрированного напряжения обратой связи О на выходе интегрирующей цепи 8 и напряжения задния Оэ на выходе источника 9 напряжения задания устройство может работать в релейном режиме (при Оос Оз) или в фазовом режиме (при Оос Оз ).В процессе возбуждения дуги и нарастания сварочного тока до установившегося значения регулятор работает в релейном режиме. При Оос Оз релейный элемент 2 выключен, т,е, на его выходе имеется постоянное напряжение, а при Оос О релейный элемент 2 включен, т.е. на его выходе нет напряжения,При разомкнутой сварочной цепи, т,е, в режиме холостого хода (фиг.2) проинтегрированное напряжение обратно 1 связи Оос на выходе интегрирующей цепи 8 равно нулю, При этом на вход блока 1 сравнения поступает только напряжение задания Оз=Овых 10+Овых 11 От иСтОчника 9, РелЕйный элемент 2 находится в состоянии "ВыключеНО", ПОСтОяННОЕ НаПряжЕНИЕ О вых.2 ВЫХОда релейного элемента 2 поступает на один из входов блока 3 совпадения. Одновременно с выпрямителя 13 напряжения сети поступает двухполупериодное выпрямленное на- ПРЯжЕНИЕ Овых,1 З Нг ВХОДЫ ПОРОГОВЫХ элементов 12 и 14, имеющих фиксированные значения пороговых напряжений Оп 1 и Ол 2 соответственно, котоРые сРавниваютсЯ С НаПряжЕНИЕМ Овых.1 З.Нэ выходах пороговых элементов 12 и 14 появляются прямоугольные импуль- СЫ Овых.12 И Овых, 14 СООтВЕтСтВЕННО, ДЛИ- тельность которых определяется соответствующими величинами пороговых напряжений Оп 1 и Оп 2, Длительность прямоугольных импульсов Овых,12 на выходе порогового элемента 12 близка к полупериоду напряжения сети и определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров преобразователя (от 1-3 до 175- 177).Постоянное напряжение с выхода ре- ЛЕйНОГО ЭЛЕМЕНта 2 Овых.2 И ИМПУЛЬСНОЕ НаПРЯжЕНИЕ Овых,12 С ВЫХОДа ПОРООВОГО элемента 12 поступают на соответствующие входы блока 3 совпадения, При этом на выход блока 3 совпадения проходят инвертированные импульсы с выхода порогового элемента 12 Овых,12, По заднемУ фРонтУ импульсов Овых,з с выхода блока 3 совпадения запускается ждущий мультивибратор 4 вмомент времени с 1. Одновременно по пере- ДнемУ фРонтУ импУльсов Овых.4 с выхоДа ждущего мультивибратора 4 запускается формирователь 5 импульсов и генератор 10 линейноизменяющегося напряжения, ПилообРэзное напРЯжение Овых,1 ос выхоДа генератора 10 поступает на вход регулируемого источни ка 11 постоянного напряжения, где суммируется с постоянным напряжением источника 11 и через контакты переключателя 15 поступает на вход блока 1 сравнения.Одновременно на вход формирователя 5 импульсов по тупают прямоугольные ИМУЛЬСЫ Овых.14 С ВЫХОДа ПОРОГОВОГО ЭЛЕ- мента 14, длительность которых меньше ДЛИтЕЛЬНОСтИ ИМПУЛЬСОВ Овых,12 С ВЫХОДЭ по;дгового элемента 12. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Г,5 В СООтВЕтСтВИИ С ИМПУЛЬСаМИ Овых.12 И Овых,14, ПОСтуПаЮщИМИ С ВЫХода ПОроГОВЫХ элементов 12 и 14 соответственно, формирователь 5 импульсов формирует управляющие импульсы Овых,5, подаваемые на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6 и ограничивающие минимальный аи максимальныйав углы открывания тиристоров.По переднему фронту прямоугольных ИМПУЛЬСОВ Овых,12, ПРИШЕДШИХ С ВЫХОДа ПО- рогового элемента 12, формируются импульсы управления, которые ограничивают минимальный угол (а=1-3 ) открывания тиристоров, При поступлении этих импульсов на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6 на его выходе появляется практически полное выпрямленное напряжение, которое прикладывается к сварочным электродам,По переднему фронту прямоугольных импУльсов Овых,14 пРишеДшие с выхоДа порогового элемента 14, формируются управляющие импульсы Овых.5, ограничивающие максимальный угол открывания тиристоров в пределах ав =160-170 для достижения устойчивой работы преобразователя при изменении нагрузки вплоть до короткого замыкания,При подаче управляющих импульсов Овых,5 на управляющие электроды тиристоров они открываются в соответствующие полупериоды напряжения сети, когда к анодам тиристоров 32 и 33 прикладывается положительный потенциал по отношению к катоду.При этом одновременно начинают работать две управляемые схемы выпрямления, Первая основная схема выпрямления представляет собой двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, включающий две вторичные обмотки 24 и 25 силового трансформатора 22, тиристоры 32 и 33, балластный резистор 28, шунт 29 тока, развязывающий диод 27.Вторая вспомогательная схема выпрямления представляет соБой однофазный мостовой выпрямитель, включающий две вторичные обмотки 24 и 25 силового трансформатора 22, тиристоры 32 и 33, диоды 34 и 36, дросселя 26, 35 и 37, балластный резистор 28, шунт 29 тока, развязывающий диод 27,Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой работает следующим образом, При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной Обмотки 24 силового трансформатора 22 на тиристор 32 он открывается. При этом протекает ток по55 цепи: средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 32 другой конец вторичной обмотки .24 трансформатора 22.При подаче положительного полупериода напряжения с вторичной обмотки 25 пол силового трансформатора 22 на тиристор 33 он открывается. При этом протекает ток по цепи; средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22, замыкатель переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 33, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, При этом к минусовому выходному зажиму В тиристорного преобразователя би к аноду разделительного диода 27 (точка С) прикладывается напряжение 40-45 В (пунктирная линия, Оных.б, фиг.2).Одновременно при открытии тиристоров 32 и ЗЗ работает однофазная мостовая схема выпрямления. При подаче положительного полупериода напряжения со вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22 на тиристор 32 он открывается. При этом протекает ток по следующей цепи; одним конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, дроссель 37, диод 36, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, дуговой промежуток, минусовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, шунт 29 тока, тиристор 32, вторичная обмотка 24 трансформатора 22, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, При подаче положительного полупериода напряжения с вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22 на тиристор 33 он открывается, При этом протекает ток по следующий цепи; один конец вторичной обмотки 24 трансформатора 22, дроссель 35, диод 34, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим тиристорного преобразователя б, дуговой промежуток минусовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 24 трансформатора 22. При этом к выходным зажимам А и В тиристорного преобразователя 6 прикладывается напряжение Овых.в в два раза больше, чем напряжение с выхода двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, т,е. Оых.5 80-90 В подается на сварочные электроды.В связи с тем, что напряжение с выходаоднофазного мостового выпрямителя больше напряжения с выхода двухполупериодного выпрямителя со средней точкой,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 разделительный диод 27 закрыт, при этом высокое напряжение с выхода однофазного мостового выпрямителя не прикладываетя к балластному резистору 28,При касании электродом свариваемой конструкции возбуждается малоамперная дуга ,фиг,3).При этом ток дуги 1 н протекает при подаче положительного полупериода напряжения на тиристор 32 по следующей цепи; один конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, дроссель 37, диод 36, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, вторичная обмотка 24 трансформатора 22, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22. При подаче положительного полупериода напряжения на тиристор 33 ток дуги Лн протекает по следующей цепи: один конец вторичной обмотки 24 силового трансформатора 22, дроссель 35, диод 34, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 25 силового трансформатора 22, При этом ток вспомогательной дуги Зн.всп. ограничивается дросселями 35 и 37 и сглаживается дросселем 26 на уровне 5-15 А.Одновременно при изменении напряжении на выходных зажимах тиристорного преобразователя 6 от напряжения холостого хода до напряжения дуги Од открывается развязывающий диод 27, и начинает работать двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 24 на тиристор 32 ток протекает по следующей цепи: средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, вторичная обмотка 24 трансформатора 22. При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 25 трансформатора 22 на тиристор 33 ток протекает по следующей цепи; средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25 трансформатора 22,нал рассогласования поступает на вход релейного элемента 2, в котором сигнал рассогласования сравнивается с его порогом срабатывания, В моменты равенства проинтегрированного напряжения обратной связи Оос с напряжением задания Оз релейный элемент 2 включается. На его выходе появляются импульсы Овых.2 с частотой пульсаций 1 п проинтегрированного напряжения обратной связи Оос (для однофазной схемы преобразователя Ь=100 Гц). Таким образом, устройство переходит в фазовый режим (фиг,З),Импульсы с выхода релейного элемента 2 поступают на первый вход блока 3 совпадения, на другой вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 12. Пр; этом на выход блока 3 совпадения про 45 50 55 В резул ьтате к нагрузке 38 (сварочн ымэлектродам) прикладывается практическиполное выпрямленное напряжение О 8 ых.о(фиг,З). При этом по сварочной цепи протекает импульсный ток Лн, практически повторяющий форму приложенного к нагрузкеимпульсного напряжения Овых.6 с выходатиристорного преобразователя 6.На выходе блока 7 обратной связи появляется напряжение обратной связи Оос, 10пропорциональное мгновенному значениютока нагрузки 1 н, протекающему по шунт29 тока, Напряжение обратной связи Ооспоступает на вход интегрирующей цепи 8,которая интегрирует напряжение до необходимого коэффициента пульсации. Проинтегрированное напряжение обратой связиОос поступает на первый вход блока 1 срав 1нения,По мере увеличения сварочного тока 3 н 20в переходном режиме увеличивается и проинтегрированное напряжение обратнойсвязи Оос" поступающее на первый входблока 1 сравнения, в котором это напряже- ние Оос сравнивается с напряжением задания Оз поступающим от источника 9напряжения задания. Напряжение рассогласования, равное разности между мгно, , венными значениями проинтегриованногонапряжения обратной связи Оос и напряжением задания Оз, подается на релейныйэлемент 2, где сравнивается с его порогомсрабатывания.В течение 0,5-1 полупериода выпрямленного напряжения сети Овыхлз величина 35проинтегрированного напряжения обратной связи Оо потокунагрузкиЗндостигаетвеличины напряжения задания Оз,Напряжения Оос и Оз поступают напервый и второй входы блока 1 сравнения 40соответственно, где они сравниваются, Полученный на выходе блока 1 сравнения сигходят импульсы с выхода релейного элемента 2, по заднему фронру которых запускается ждущий мультивибратор 4 в момент времени 11. Импульсы Овых,4 с выхода ждущего мультивибратора 4 запускают генератор 10 линейноизменяющегося напряжения и формирователь 5 импульсов.Управляющие импульсы Оых,5 с выхода формирователя 5 импульсов поступают на управляющие электроды тиристоров 32 и 33 тиристорного преобразователя 6,Напряжение с выхода тиристорного преобразователя 6 Оых.е (на выходных зажимах) поступает на сварочные электроды (не показаны), При этом в сварочной цепи протекает импульсный ток А, повторяющий форму приложенного к нагрузке (сварочным электродам) импульсного напряжения Овых.6 с выхода преобразователя 6,(фиг,З), При этом устанавливается угол открывания тиристоров, соответствующий заданному току. При плавном изменении напря)кения задания Оз с выхода источника 9 также плавно изменяется угол открывания тиристбров, а следовательно, и сварочный ток Ь.Случайное изменение тока 3 н, например в сторону уменьшения, вызывает уменьшение напряжения обратной связи Оос, При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи Оос и напряжения задания Оз=Овыхло+Овыхл 1 и появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает раньше, что приводит к уменьшению угла открывания тиристоров 32 и 33 и увеличению напряжения Овых,6 на выходе тиристорного преобразователя 6, Сварочный ток Лн практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Ос достигает заданного значения.Случайное изменение тока нагрузки 3 н, например в сторону увеличения, вызывает увеличение напряжения обратной связи Оос. При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи Оос и напряжения задания Оз и появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает позже, что приводит к увеличению угла открыванимя тиристоров 32 и 33 и уменьшению напряжения Овых.6 на выходе тиристорного преобразователя 6. Сварочный ток н практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Ос достигнет заданного значения.Стабильность горения дуги в период, когда напряжение и ток основного выпрямителя (двухполупериодного выпрямителя со средней точкой) спадает до нуля. обеспечивается вспомогательным выпрямителем (однофазным мостовым выпрямителем), который имеет крутопадающую вольтамперную характеристику и обеспечивает постоянный ток вспомогательной дуги на уровне 5-15 А.Работа регулятора в режиме "Зарядка аккумулятора".Выходные зажимы тиристорного преобразователя 6 оператор полдключает к нагрузке 38, в качестве которой использован аккумулятор, Силовой переключатель 31 режимов работы и переключатель 15 величины напряжения задания оператор устанавливает в положение "Зарядка аккумулятора" ("3"), а тумблеры 16 и 30 размыкает. При размыкании тумблера 30 размыкается цепь однофазного мостового выпрямителя, и к выходным зажимам А и В тиристорного преобразователя 6 не прикладывается повышенное напряжение Овых,6, Напряжение с вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22, прикладываемое к двухполупериодному выпрямителю со средней точкой, уменьшается до величины, необходимой для зарядки аккумулятора10-15 В),При размыкании тумблера 16 увеличивается сопротивление в цепи обратной связи операционного усилителя 17 путем подключения последовательного соединения резисторов 18 и 19 в цепи обратной связи, а также увеличивается коэффициент усиления блока 7 обратной связи.При переключении переключателя 15 величины напряжения задания в положение "Зарядка акумулятора" ("3") к второму входу блока 1 сравнения подключается через контакт переключателя 15 второй выход регулируемого,источника 11 постоянного напряжения с меньшей величиной напряжения,При подаче напряжения питания на схему управления на выходе блока 7 обратной связи появляется напряжение обратной связи Оос, пропорциональное мгновенному значению тока зарядки 3 н, протекающего по шунту 29 тока. Напряжение обратной связи Оос поступает на вход интегрирующей цепи 8, которая интегрирует напряжение до необходимого коэффициента пульсации. Проинтегрированное напряжение обратной связи Оос поступает на первый вход блока 1 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение задания Оз, соответствующее заданному току зарядки 3 н. В течение 0,5-1 полупериода напряжения. сети Ов, величина проинтегрированного напряжения обратной связи ООС 1 по току эароядки 3 н достигает величины напряжения задания Оз. При этом происходит сравнение проинтегрированного напряжения обратной связи Оос и напряжения задания Оз в блоке 11сравнения. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Полученный на выходе блока 1 сравнения сигнал рассогласования поступает на вход релейного элемента 2, в котором сигнал рассогласования сравнивается с его порогом срабатывания. В моменты равенства проинтегрированного напряжения обратной связи О. с напряжением задания Оз релейный элемент 2 включается, На его выходе появляются импульсы Овых,2 с частотой пульсации тв проинтегрированного напряжения обратной связи Оос для однофазной схемы преобразователя 1=100 Гц). Таким образом регулятор работает в фазовом режиме.Импульсы с выхода релейного элемента 2 поступают на первый вход блока 3 совпадения, на второй вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 12, При этом на выход блока 3 совпадения проходят импульсы с выхода релейного элемента 2, по заднему фронту которых запускается ждущий мул ьтивибратор 4 в момент времени т 1. Импульсы Овых,4 с выхода ждущего мультивибратора 4 запускают генератор 10 линейноизменяющегося напряжения и формирователь 5 импульсов. Управляющие импульсы Овых.5 с выхода формирователя 5 импульсов поступают на управляющие электроды тиристоров 32 и 33 тиристорного преобразователя 6.При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 24 на тиристор 32 он открывается. При этом ток протекает по следующей цепи: второй вывод вторичной обмотки 24, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 32, третий вывод вторичной обмотки 24.При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмоткой 25 на тиристор 33 он открывается, При этом ток протекает по следующей цепи: второй вывод вторичной обмотки 25, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 33, третий вывод вторичной обмотки 25.При этом к аноду разделительного диода 27 относительно минусового выходного зажима В тиристорного преобразователя 6 прикладывается напряжение Овс с выхода двухполупериодного выпрямителя напряжения со средней точкой (фиг,4). Одновременно к катоду развязывающего диода 27 прикладывается напряжение, равное ЭДС аккумулятора, При этом в каждом полупериоде напряжения сети Ос развязывающей диод 27 закрыт, если ЭДС аккумулятора превышает напряжение Осв, и разделительный диод 27 открыт, если ЭДС аккумулятора меньше напряжения Овв,При подаче положительный полуполнынапряжения со вторичной обмотки 24 натиристор 32 ток протекает по цепи: второйвывод вторичной обмотки 24, замыкательсилового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим,аккумулятор 38, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, третий вывод вторичной обмотки 24.При подаче положительной полуволнынапряжения со вторичной обмотки 25 натиристор ЗЗ тока протекает по цепи; второйвывод вторичной обмотки 25, замыкательсилового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим А,аккумулятор 38, минусовой выходной зажимВ, шунт 29 тока, тиристор 33, третий выводвторичной обмотки 25.При этом на выходных зажимах тиристорного преобразователя 6, т.е. на зажимах аккумулятора 38 появляетсянапряжение Овых,6=Осв-ЭДС 38.Через аккумулятор 38 протекает импульсный ток зарядки Лн, соответствующийнапряжению Оных.6 (фиг.4).При уменьшении токи зарядки 3 н, например, в результате уменьшения напряжения сети Ос или при увеличении внутреннегосопротивления аккумулятора 38, уменьшается проигнорированное напряжение обратной связи Оос на выходеинтегрирующей цепи 8. При этом моментравенства проинтегрированного напряжения обратной связи Оос и напряжения задания Оз и появления импульсов на выходерелейного элемента 2 поступает раньше,что приводит к уменьшению угла открывания тиристоров 32 и 33 и увеличению напряжения Овыхв на выходе тиристорногопреобразователя 6. Ток зарядки 1 н через0,5-1 полупериода напряжения сети Ос достигает заданного значения,При увеличении тока заоядки 1 н, например при увеличении напряжения сети Ос,возрастает проинтегрированное напряжение обратной связи Оос на выходе интегрирующей цепи 8, При этом момент равенствапроинтегрированного напряжения обратной связи Осс и напряжения задания Оз ипоявления импульсов на выходе релейногоэлемента 2 наступает позже, что приводит кувеличению угла открывания тиристоров 32и 33 и уменьшению напряжения Овы.6 навыходе тиристорного преобразователя 6,Ток зарядки н практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Ос достигает заданного значения.Формула изобретенияТиристорный регулятор, содержащийтрансформатор с двумя вторичными обмот 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ками, имеющим три вывода, мостовой вентильный управляемый выпрямитель, в два плеча которого включены тиристоры, а в два других диоды, катоды которых связаны с плюсовым выходным зажимом, катоды тиристоров соединены с третьим выводами вторичных обмоток трансформатора соответственно, ждущий мультивибратор, блок сравнения, выход которого подключен к входу релейного элемента, подключенного выходом к первому входу блока совпадения, первый и второй пороговые элементы, входы которых подключены к выходу выпрямителя напряжения питающей сети, выход первого порогового элемента подключен к входу формирователя импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров регулятора, блок обратной связи, выход которого через интегрирующий блок подключен к первому входу блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения работы в режимах "Сварка" и "Зарядка аккумулятора", в него введены два тумблера, источник напряжения задания с переключателем, состояший из последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения и регулируемого источника постоянного напряжения, дроссель постоянного тока, разделительный диод, токовый шунт, силовой переключатель, дроссели переменного тока, обмотка каждого из которых одним из выводов соединена с третьим выводом вторичной обмотки трансформатора, другим выводом соединена с анодом соответствующего диода регулятора, при этом катоды диодов подключены через последовательно соединенные дроссель постоянного тока и певый тумблер к полюсовому зажиму тиристорного регулятора и к катоду разделительного диода, анод которого подключен к одному из выводов балластного резистора и контактам "Сварка" силового переключателя, соединенным с первыми выводами вторичных обмоток трансформатора, вторые выводы которых подключены к контактам "Зарядка аккумулятора" силового переключателя, аноды тиристоров регулятора подключены к другому выводу балластного резистора и через токовый шунт к минусовому зажиму тиристорного регулягора, причем измерительные выводы токового шунта подключены к входу блока обратной связи, к выходу блока совпадения подключен вход ждущего мультивибратора, выход которого соединен с входами формирователя импульсов и источника напряжения задания, два выхода которого через контакты переключателявеличины задания напряжения подключены к второму входу блока сравнения, выход второго порогового элемента подключен к второму входу блока совпадения, блок обратной связи выполнен на операционном усилителе с двумя последовательно соединенными резисторами в цепи обратной связи, один из которых шунтирован вторым тумблером.5

Смотреть

Заявка

4776669, 05.01.1990

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

ХУДЯКОВ БОРИС ВАСИЛЬЕВИЧ, АРБУЗИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, СИВОПЛЯСОВ АЛЕКСАНДР ГЕННАДЬЕВИЧ, ТАРАСОВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 1/08

Метки: регулятор, тиристорный

Опубликовано: 07.08.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/11-1753555-tiristornyjj-regulyator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Тиристорный регулятор</a>

Похожие патенты