Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) ( 1) 9620 5)4 В 23 К ОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭО 6 РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОЬЛ(56) Авторское свидетельство ССУ 531683, кл. В 23 К 9/10, 1975Авторское свидетельство СССРВ 569412, кл. В 23 К 9/10, 1974Авторское свидетельство СССРФ 854633, кл. В 23 К 9/10, 1978 УСТРОИСТВО ДЛЯ ЯЖВНИЯ ХОЛОСТОГ ТРАНСФОРМАТОРА,очныи трансформа ю обмотку которо ный коммутатор, ничивающим элеме тельный выпрямит остоянного тока катушка пусково лючен контакт которого включен равления коммутатором, конденсатор в цепи вспомогательного выпрямителя, датчик состояния сварочной цепи с выпрямителем и фильтромконденсатором, а также реле времени,стабилитрон, резисторы, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения его надежности и улучшения возбуждения дуги путем стабилизации параметров схемы, датчик сос-,тояния сварочной цепи выполнен ввиде операционного усилителя с ограничивакнцими резисторами и потенциометрами и двух оптопар с резисторами и диодами, при этом параллель(54)(57) НИЯ НАПР РОЧНОГО щее свар первичну тиристор токоогра вспомога гональ п ГРАНИЧЕХОДА СВАодержаор, во включенунтируемыитом,ль, в диаоторого.о реле,в цепь упно выходу вспомогатсльного выпрямителя через последовательно соединенные резистор и катод диода включен катодом стабилитрон к выходувыпрямителя с емкостным фильтромчерез потенциометр и резистор подключен неинвертирующий вход операционного усилителя, инвертирующийвход которого через резистор и потенциометр подсоединен к выходувспомогательного выпрямителя, выходусилителя через последовательно соединенные резистор и диод подк чен к аноду излучающего диода первой тиристорной оптопары катодоми через резистор и размыкающие контакты пускового реле к инвертирующему входу усилителя, анод тиристора оптопары через последовательносоединенные катод диода и резисторподключен к положительному выводувыпрямителя с конденсатором-фильтром, а через катод диода - к анодуизлучающего диода второй оптопары,тиристор которой соединен последовательно с замыкающим контактом ускового реле блока управления оммутатором, анод второго излучаюего диода через резистор соединен анодом диода вспомогательного выпрямителя, реле времени входомподключено к резистору на выходеоперационного усилителя, а катодыдиода и тиристора первой оптопары и катод излучающего диода второйоптопары объединены и подключены каноду стабилитрона вместе с объединенными свободными выводами потенциометров и одной иэ выходных клеммустройства.Изобретение относится к областисварки, в частности к устройствамзащиты человека от поражения электрическим током при выполненииэлектросварочных работ путем снижения напряжения, подводимого к электроду при отсутствии дугового разряда, до безопасной величины.Цель изобретения - повышение надежности устройства и чувствительности,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора,Устройство содержит сварочныйтрансформатор 1, тиристорный коммутатор 2, включенный в первичнуюобмотку сварочного трансформатора,токоограничивающий элемент 3, шунтирующий тиристорный коммутатор 2,вспомогательный трансформатор 4,выпрямитель 5 пульсирующего напряжения, выпрямитель стабилизированного напряжения, выполненный надиоде 6,.конденсаторе 7, резисторе8 и стабилитроне 9, цепь подготовки устройства к работе, в качестве которой использовано реле 10 сконтактами 10-1 и 10-2; тиристорную оптопару 11; тиристор оптопары, анодом подключенный черезрезистор 12 и диод 13 к катоду выпрямителя 14, выпрямитель с емкостным фильтром 15, подключенныйк вторичной обмотке сварочноготрансформатора параллельно дуговому промежутку; диод 16, соединяющий излучающий диод второй тиристорной онтопары 17 с тиристоромпервой оптопары 11; операционныйусилитель 18, резистор 19 и потенциометр.20, с помощью которых неинвертирующий вход операционного усилителя 18 подключен к выпрямителю14; резистор 21 и потенциометр 22,при помощи которых инвертирующийвход операционного усилителя 18подключен к выпрямителю стабилизированного напряжения; резистор 23,.подключающий излучающий диод оптопары 17 к выпрямителю 5 пульсирующегонапряжения, диоды 24-27, включенные в цепь управления тиристорнымкоммутатором 2, резистор 28, ограничивающий ток в цепи управлениятиристорным коммутатором 2, реле 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 времени 29, диод 30, соединяющий реле времени с цепью питания излучающего диода оптопары 11, резистор 31 и диод 32, включенные в цепь питания излучающего диода опто- пары 11.В работе предложенного устройства следует рассматривать пять состояний схемы: включение устройства под питающее напряжение; работа уст. ройства в режиме замыкания сварочной цепи; работа устройства во время сварки; работа устройства при наличии полного напряжения холостого хода; работа устройства в режиме ограничения напряжения холостого хода до безопасной величины,При подаче питающего напряжения на схему устройства происходит единственное.за все время работы включение реле .10. Продолжительность размыкания и замыкания контактов реле 10-1 и 10-2 определяется постоянной времени срабатывания реле, обычно равной 0,02-0,03 с. В этом состоянии схемы тиристорный коммутатор 2 выключен. и на сварочный трансформатор подается напряжение, ограниченное элементом 3. Напряжение сварочной цепи ограничено до безопасной величины, недостаточной для приведения схемы в исходное рабочее состояние. Контакт 10-1 обеспечивает включение оптотиристора 11 при ограниченном до безопасной величины напряжении, действующем в сварочной цепи, Для этого используется напряжение, подводимое к излучающему диоду оптотиристора 11 через контакт 10-1 от вспомогательного выпрямителя 5. Включение излучающего диода приводит, к включению оптотиристора 11. Поскольку последний подключен к выпрямителю 14, к которому в данный момент приложено ограниченное напряжение, действующее в сварочной цепи и сглаженное конденсатором 15, то оптотиристор останется включенным после размыкания контакта 10-1 и будет находиться в этом состоянии до замыкания сварочной цепи, Оптотиристор 11 шунтирует цепь питания излучающего диода оптотиристора 17, являющегосЯ электронным ключем, управлякнцим работой тиристорного коммутатора 2. Поскольку в рассматриваемый момент излучающий диод оптоти45 50 55 ристора 17 обесточен, то, следовательно, оптотиристор 17 выключен, и выключен тиристорный коммутатор 2,Для блокировки цепи управления тиристорным коммутатором 2 во время переходного процесса используется нормально открытый контакт 10-2. При срабатывании реле 10 этот контакт замыкается и остается включенным на все время работы устройства.После срабатывания реле 10 и включения оптотиристора 11 устройство работает в режиме ограничения напряжения холостого хода. При этом оптотиристор 17 и тиристорный коммутатор 2 выключены.Датчиком состояния сварочной цепи 1 устройства является операционный усилитель 18, работающий в режиме компаратора, т.е. схемы, сравнивающей два напряжения. Одно напряжение, являющееся задающим, по дается на делитель 22 со стабилитрона 9, другое напряжение - контролируемое - снимается с конденсатора 15 и подается на делитель 20, Схема компаратора настраивается таким образом, что управляющее напряжение на выходе операционного усилителя 18 может появиться только. тогда, когда напряжение на делителе 20 станет пропорциональным минимальному значению напряжения хо-. лостого хода сварочного трансформатора. При напряжении в сварочной цепи ниже этого значения, т.е. при ограниченном напряжении или при напряжениях сварочной дуги, операционный усилитель 18 не включается.При замыкании сварочной цепи происходит следующее.Ограниченное напряжение, действовавшее в сварочной цепи до этого момента, резко снижается. Конденсаор 15, заряженный этим напряженим, разряжается на оптотиристор 11. Как только ток разряда конденсатора 15 станет меньше тока удержания оптотиристора, последний выключается. Выключение оптотиристора 11 приведет к тому, что через излучающий диод оптотиристора 17 потечет пульсирующий ток, определяемый напряжением, приложенным от вспомогательного выпрямителя 5. С той же частотой, т.е. с частотой1 5 1 О 15 20 25 30 35 40,100 Гц, начнет открываться оптотнристор 17, включая в каждой полу- волне питающего напряжения тиристоры 2 тиристорного коммутатора. Включение тиристора 2, шунтирующих ограничивающий элемент 3, приведет к подаче на сварочный трансформатор полного питающего напряжения. Происходит дугообразование и осушествляется сварка. В этом состоянии схемы управляющее напряжение на выходе операционного уси-. лителя 18 отсутствует, оптотиристор 11 выключен, оптотиристор 17 и тиристорный коммутатор 2 включены.При обрыве дуги в сварочной цепи устанавливается полное напряжение холостого хода, которое подается на выпрямитель 14, заряжая конденсатор 15, Напряжение с конденсатора 15 прикладывается к делителю 20, с которого поступает на вход операционного усилителя 18, Как только напряжение на входе операционного усилителя станет пропорциональным минимальному значению напряжения холостого хода, на выходе операционного усилителя появится управляющее напряжение, действующее в общей точке резистора 31 и операционного усилителя 18, подается на вход схемы реле 29 времени, которое начинает отработку, интервала времени, обусловленную требованиями ССБТ. Управляющее напряжение, действующее в общей точке резис. тора 21 и диода 32 шунтируется схемой реле 29 времени через диод 30 в течение всего отрабатываемого интервала времени.В этом состоянии схемы устройства на выходе операционного усилителя 18 действует управляющее напряжение, оптотиристор 11 выключен, оптотиристор 17 и тиристорный коммутатор 2 включены. К сварочномуэлектроду приложено полное напряжение холостого хода,После отработки интервала вре-.мени реле 29 времени переходит висходное состояние, шунтированиеуправляющего напряжения, поступающего с операционного. усилителя,диодом 30 прекращается, и это напряжение прикладывается к излучающему диоду оптотиристора 11, включая последний. Включившись, опто-,Редак чик Подписмитета СССРоткрытийя наб., д.4/5/14ВНИИпо13035,Тираж 1085ПИ Государственного кделам изобретений иМосква, Ж, Раушск аказ 68 е П "Пате тиристор 11 зашунтирует цепь питания излучающего диода 17, что приведет к выключению последнего и,соответственно, к выключению тиристорного коммутатора 2. На сварочный тиристор будет подаватьсянапряжение, ограниченное элементомЗ,и:в сварочной цепи установитсянапряжение, ограниченное до безопасной величины. Операционныйусилитель 18 выключается, и схема переходит в режим ограничения напряжения холостого хода. Это состояние будет сохраняться до пос ледующего замыкания сварочной цепи. Предлагаемое устройство обеспечивает высокую стабильность параметров, высокое быстродействие, на 1 о дежность элементов схемы, надежность возбуждения дуги, высокую чувствительность,г. Ужгород, ул. Проектная, 4