Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (И) 1 А Зао В 23 К 9/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9569412, кл. В 23 К 9/10, 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 натранзисторе, двух конденсаторах,стабилитроне, трех диодах и трехрезисторах, при этом коллектор транзистора соединен с анодом первогодиода, катод которого образуетпервую выходную клемму схемы сравнения, база транзистора соединенас катодом второго диода, первым выводом первого резистора и первойобкладкой первого конденсатора,а второй вывод первого резистораи вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходнуюклемму схеяы сравнения, причеманод второго диода подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод последнего образует первую входную клеммусхемы сравнения, при этом эммитертранзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора и катодомтретьего диода, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора и катодом стабилитрона,а общая точка соединения анода"стабилитрона и второй обкладки второгоконденсатора образует вторую входнуюклемму схемы сравнения.10 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 одновременноего упрощение,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для ограничениянапряжения холостого хода сварочныхтрансформаторов, содержащем тиристорный коммутатор и токоограничивающийэлемент, включенные в цепь питаниясварочного 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 квыходу реле времени, вход последнего через второй выпрямитель итрансформатор связи подключен в цепьпитания 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, базатранзистора соединена с катодом второго диода, первым выводом первогорезистора и первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод первогорезистора и вторая обкладка первого конденсатора образуют вторую выходную клемму схемы сравнения, причем анодвторого 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 ко 20 торого 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,На фиг,1 представлена принципиаль"ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма изменения напряжений на конденсаторах С и С 1 З при 30 замыкании сварочной цепи.Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора (фиг.1) содержит тиристорный коммутатор 1, выполненный в виде З 5 трансформатора тока, трансформатор2 связи, токоограничивающий элемент3, первичную 4 и вторичную 5 обмоткисварочного трансформатора и блок буправления.40Блок б управления состоит из первого 7 и второго 8 выпрямителей, релейного элемента,9 с контактами 10и 11, причем конденсаторы 12 и 13включенные встречно-последовательнов эмиттерно-базовой цепи транзистора14, стабилитрон 15, шунтирующий конденсатор 12, резистор 16, шунтирующий конденсатор 13, разделительные 50диоды 17-19, резисторы 20 и 21 образуют схему сравнения, а резистор 22,разделительные диоды 23 и 24, конденсатор 25 задержки с шунтирующимстабилитроном 26 и резистором 27 составляют реле времени.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии тиристорныйкоммутатор 1 закрыт. Первичная об=43; сопротивление 1 катушки 180 Ом,ток,1 срабатывания30 Ч ) .2. Постоянная времениС,3 должнабыть такой, чтобы напряжение на конденсаторе Сво время холостого ходабыло не меньше 12 В.3. Резистор 1 а должен иметь значение нескольких сотен ом для оВес"печения высокой чувствительности схемы (транзистор должен открыватьсяпри миниМальном значении управляющего напряжения);4. Емкость конденсатора С 1 такова, чтобы время разряда его через ка-,:тушку реле 9 было не меньше 0,1 с.Выбираем конденсатор С 1 емкостью1000 мкф. Постоянная времени оскатшкрС 180 ф 0,001 =0,18 с,5. Строим несколько пробных графиков разряда конденсатора 13 с разными значениями К 6 С 1 Э определяянаименьшую возможную постоянную времени (фиг.2),Принимаем С100 мкФ, Р 250 Ом.6. Напряжение Ч сэ (разряд)-Цаво 1 м,Г 0 025 срьдля В 0,0125 с Ус, =10,25 Вдля 1 0,025 с Чд =6,2 Вдля0,05 с Ч 2,3 В,1 Эгде- время.7. На основании расчетных данныхстроим диаграмму изменения напряжения на конденсаторе С при замыкании сварочной цепи (фиг.2),8. Выбираем транзистор ИП 26 Б скоэффициентом усиления30.9. Иэ графика видно,что в момент времени с напряжение между эмиттером и7базой транзистора равно 0,4 В,Ток базы Эр ЛмЖь = 1,6 мА., Ток коллектора 3 к = 3=48 мА,Этот ток обеспечивает уверенноесрабатывание реле.По сравнению с базовым объектом -прототипом предлагаемое устройстводля ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторовобладает повышенной надежностьюв работе за счет более стабильного зажигания дуги н нечувствительности к изменению режима работы свачрочного трансформатора. Кроме того, предлагаемая схема проще, таккак в ней отсутствуют дополнительные источники питания, многообмоточный .трансформатор и т.д. Краткий расчет цепи управления тиристорного коммутатора выполняется 55 исходя из следующих начальных условий.1. В качестве исполнительного элемента выбираем реле РЭС 22 (рабочее 3 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 1 О напряжение на обмотке 5 уменьшается до нуля (здесь рассматривается случай короткого заьщкания сварочной цепи). Конденсатор 13 разряжается через резистор 16, 15Время включения устройства зависит от постоянной времениС 18 И,Д - сопротивление резистора 16; С 15- 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 3 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 цепиВ момент размыкания сварочной цепи коммутатор 1 эакрывает 50 ся с выдержкой времени, зависящей от времени разряда конденсатора 25 через катушку реле 9.1094691 ь В. Ганюшинабинец ректор Н, Бобкова писно Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Составит едактор В. Петраш Техред АЗаказ 3490/6 Тираа 103 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, 3-35, Раушмитета СССР открытий ская наб., д. 4/5