Фазорегулирующая схема

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Е1,812463ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФщъМсГрвпадиеОпубликовано 15.03.81. Бюллетень10 по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.791. .75,037 (088,8) Дата опубликования описания 25.03.81(72) Авторы изобретения С. В. Кашлачев и Ю, Я. Киселев Тираспольский завод литейных машин им. С. М. Кирова и Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо(54) ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩАЯ СХЕМА ЗАПУСКА УПРАВЛЯЕМЫХ ДИОДОВ В СВАРОЧНЫХ АППАРАТАХИзобретение относится к сварочному производству, в частности к фазорегулирующим схемам запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, и может найти применение при автоматизации и стабилизации процесса сварки. 5Известна фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, содержащая основную зарядную цепь и переключающий диод. Принцип работы схемы основан на предварительной зарядке основной зарядной цепи от сварочной дуги с последующим закорачиванием ее переключающим диодом 1.Недостатком данной схемы является низкое качество ее работы, обусловленное задержкой срабатывания переключающего дно-да из-за чисто активного характера цепи тока управления диодом.Известна также фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах, содержащая кроме основной накопительной цепи и переключающего зт диода электрически соединенную с ними вспомогательную зарядную цепь. Данная схема позволяет повысить надежность работы сварочных аппаратов вследствие того, что наличие в ней дополнительной зарядной цепи обеспечивает точное срабатывание схемы при погасании дуги 2.Однако данная фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах не приспособлена для стабилизации беспаузного горения дуги переменного тока в полупериоды прямой и обратной полярности, что снижает ее технологические возможности и качество сварки.Цель изобретения - повышение технологических возможностей и качества сварки.Это достигается тем,.что в фазорегулирующую схему запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах дополнительно введены выпрямительный мост и активное сопротивление, при этом основная и вспомогательная зарядные цепи соединены последовательно и подключены к дуговому промежутку, активное сопротивление подключено параллельно вспомогательной зарядной цепи, вход выпрямительного моста подключен параллельно основной зарядной цепи, а к его выходу подключен переключающий диод.На чертеже изображена принципиальная электрическая схема фазорегулирующей схемы запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах.Схема содержит входящий в основную зарядную цепь конденсатор 1, входящие во вспомогательную цепь резистор 2 и конденсатор 3. С упомянутыми зарядными цепями электрически соединен переключающий диод 4. В схему введены активное сопротивление 5, включенное параллельно вспомогательной зарядной цепи, и выпрямительный мост 6, вход которого подключен параллельно основной зарядной цепи и к выходу которого подключен переключаюший диод 4. Основная и вспомогательная зарядные цепи клеммами 7 и 8 должны быть подключены к дуговому промежутку сварочного аппарата (на чертеже не показан). Схема также содержит шунтируюшую переключающий диод 4 КС-цепочку, состоящую из резистора 9 и конденсатора 10, импульсный трансформатор 11 и диод 12. На входные клеммы 7 и 8 схемы подается напряжение от источника питания дуги, а именно с дугового промежутка. Входяший в основную зарядную цепь конденсатор 1 заряжается до напряжения срабатывания переключающего диода 4. При срабатывании переключающего чиода 4 происходит разряд конденсатора 1 через выпрямительный мост 6 на первичную обмотку импульсного трансформатора 11. Сработав, переключающий диод закорачивает конденсатор 1 по цепи, которая вследствие наличия конденсатора 3 вспомогательной зарядной цепи носит реактивный характер. Величина сопротивления конденсатора 3 для частоты 50 Гц выбирается много большей суммарного сопротивления цепи, состояшей из выпрямительного моста 6, переключающего диода 4 в открытом состоянии и сопротивления первичной обмотки импульсного трансформатора 11. Поэтому при величине сопротивления регулируемого резистора 2 близкой к нулю, ток в цепи переключающего диода опережает напряжение на входе схемы практически на 90 эл.град, После перехода входного напряжения через максимум конденсатор 3, зарядившийся до максимальной величины напряжения, начинает разряжаться, т.е, ток в цепи переходит через нуль и меняет направление, поэтому после запирания переключающего диода 4 конденсатор 1 заряжается на обратную полярность. Время заряда конденсатора 1 зависит от величины сопротивления регулируемого резистора 2. Если величина последнего близка, к нулю, то конденсзтор 1 заряжается за сравнительно короткое время и импульс управлений поступает на вентиль устройства возбуждения и стабилизации дуги практически в момент перехода тока дуги через нуль. Благодаря выпрямительиому мосту 6 ток через переключаюший диод протекает в одном направлении независимо от полярности напряжения на входе и на конденсаторе 1, что позволяет формировать импульс управления в каждый полупериод питающего напряжения с опережением по фазе относительно момента перехода входного напряжения через нуль.Для нормальной работы схемы и стабилизации дуги необходимо выполнить условие, 5 заключающееся в том, что переклю аюшийдиод должен быть открыт во время годния дуги, и запираться тоЛько после перехода тока дуги через нуль. В противном случае на управляюший электрод вентиля устройства возбуждения и стабилизации дуги по- О ступает ложный импульс управления. Если вначальный момент горения дуги имеет место пик напряжения, вызванный переходными процессами в источнике питания, то при величине регулируемого резистора 2 близкой к нулю, схема реагирует на этот пик напряжения. При этом ток в цепи переключаюшего диода 4 снижается дь нуля, однако последний поддерживается в открытом состоянии за счет разряда конденсатора 10 через резистор 9. Конденсатор 10 предвари 2 ф тельно заряжен по цепи: конденсатор 3 -активное сопротивление 5 - регулируемый резистор 2 - выпрямительный мост 6 - резистор 9 - первичная обмотка трансформатора 11. Параметры цепи 9 - 10 подбираются таким образом, чтобы в начальный период горения дуги сформировать переходный процесс тока через переключающий диод без переходов через нуль. Во время горения дуги переключающий диод 4 поддерживается в открытом состоянии током, прозр текаюшим по цепи: конденсатор 3 - активное сопротивление 5 - регулируемый резистор 2 - выпрямительный мост 6 - первичная обмотка трансформатора 11. Если кривая напряжения на дуге близка по форме к прямсугольному импульсу, то конденсатор 35 3, зарядившись до максимума, не пропускает через себя ток, в этом случае переключающий элемент поддерживается в открытом состоянии током, протекающим через активное сопротивление 5. При величине сопротивления регулируемого резистора 2 равной нулю, переключаюший диод запирается после пика напряжения при погасании дуги, когда алгебраическая сумматока обратного разряда конденсатора 3 и прямого тока через активное сопротивление 5 станет равной нулю. Емкость конденсатора 3 и сопротивление 5 подбираются таким образом, чтобы переключающий диод запирался практически сразу после пика напряжения при погасании дуги, которому соответствует переходтока дуги через нуль.Если величина сопротивления регулируемого резистора 2 соизмерима или больше сопротивления конденсатора 3 для частоты 50 Гц, то угол сдвига фазы в цепи переклюу чающего диода 4 относительно напряженияна входе меньше 90 эл.град., т.е. переключаю ший диод закроется с задержкой относительно момента перехода тока дуги через нуль.Величина этой задержки, а также продол812463 Составитель В. КолесничТехред А. БойкасТираж 1148сударственного комитета СССм изобретений и открытийа, Ж - 35, Раушская наб д.тент, г. Ужгород, ул. Проек аИ Гопо дела113035, МоскаФилиал ППП Па Корректор НПодписноеР Редактор Н. РомжЗаказ 230/13ВНИИП 4/5ая, 4 жительность заряда конденсатора 1 до напряжения срабатывания переключающего диода 4 находятся в прямой зависимости от величины сопротивления резистора 2.Дополнительное введение в фазорегулирующую схему запуска управляемых дио дов в сварочных аппаратах активного сопротивления, включенного параллельно вспомогательной зарядной цепи, и выпрями- тельного моста, вход которого подключен параллельно основной зарядной цепи и к выходу которого подключен переключающий диод, а также последовательное соединение и подключение параллельно дуговому промежутку основной и вспомогательной зарядных цепей, позволяет повысить технологические возможности схемы и качество сварки,Формула изобретенияФазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах,содержащая электрически соединенные между собой основную и вспомогательную зарядные цепи и переключающий диод, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических возможностей и качества сварки за счет обеспечения беспаузного горения дуги переменного тока, в нее дополнительно введены выпрямительный мост и активное сопротивление, при этом основная и вспомогательная зарядные цепи соединены последовательно и подключены к дуговому промежутку, активное сопротивление подключено параллельно вспомогательной зарядной цепи, вход выпрямительного моста подключен параллельно основной зарядной цепи, а к его выходу подключен переключающий диод.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР375760, кл. В 23 К 9/10, 1970.2. Авторское свидетельство СССР448094 кл. В 23 К 9/10, 14.02.72.