Установка для плазменной обработки изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 П 5 В 23 К 10/00 ОПИСА ЕТЕН ЛЬСТВУ о-исследовательорский и техноло- ектросварочного Мясников, П.А нно-дуговая аппа, с.116-122,ждения нительИзобретение производству, а и установкам для эл резки, наплавки, н обработки издели преимущественно риалов. вывода ельным, нением ному си)Ю с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ 1(56) Эсибян Э,М, Плазмература. - Киев: Техникарис.21. относится к сварочному менно к технологическим ектродуговой плазменной апыления и других видов й из металла и других, электропроводных, матеУстановки для плазменной обработки изделий выполняются на вентильных преобразователях, как правило, в виде тиристорных выпрямителей. Для возбуждения дежурной дуги в них обычно используются высоковольтные высокочастотные осцилляторы, а для обеспечения падающей характеристики используют обратную связь с датчика тока подсоединенного выходом к входу устройства управления, многоканальный выход которого подсоединен к управляющим электродам силовых вентилей преобразователя,не.ЫЛпо 1 73 1526 А 1(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование: наплавка, напыление и другие виды обработки иэделий, Сущность изобретения:, в установке между силовым и вольтодобавочным выводом преобразователя установлен в прямой полярности диод, а устройство управления дополнительно содержит соединенные последовательно реле тока дуги и цепь управления вольтодобавочными вентилями, образующие допол нительный выход устройства управления, подсоединенный к соответствующим управляющим электродам вентилей вольтодобавки. 1 ил,Для повышения качества возбу дуги плаэмотрона используют сра но маломощную вольтодобавку, По ное напряжение вольтодобавочного может быть обеспечено как паралл так и последовательным подсоеди дополнительного источника к основ ловому,Для снижения вероятности паразитного двойного дугообразования, а также уменьшения потерь в ограниченном сопротивлении после возникновения рабочей дуги ток дежурной дуги отключают специальным коммутатором. Эти коммутаторы в серийных установках плазменной обработки изделий (например АПР - 404 или УПРП - 201) выполняются контактно-механическими на значительные коммутируемые мощности(на ток 30 - 120 А и напряжение 250 - 500 В). Выполнить такой коммутатор на тиристорном ключе оказывается затруднительным, по10 торого соединен с электродом плазмот 25 30 35 40 45 50 скольку этот ключ должен быть отключающим в цепи постоянного тока,В результате того, что процесс отключения тока коммутаторов протекает весьма часто - не реже количества возбуждения дуги, в установках плазменной резки с малым рабочим циклом плазменной обработки изделия достаточно часты выходы из строя этих коммутаторов, Наиболее близкой к изобретению является установка для плазменной резки изделий, содержащая плазмотрон, многоканальный преобразователь с силовыми и вольтодобавочными вентилями, общий вывод корона, вольтодобавочный вьвод - с ограничительным сопротивлением, а силовой вывод подключен к обрабатываемому изделию, устройство возбуждения дуги и измерительный преобразователь тока (шунт), выходом соединенныйс входом блока фазового управления многоканального преобразователя, выход которого подключен к управляющим электродам силовых вентилей Т 1 - Т 6.Недостатком прототипа является наличие в цепи дежурной дуги контактно-механического коммутатора, снижающего надежность работы установки в целом,Цель изобретения - повышение надежности работы установки.Эта цель достигается тем, что в установку для плазменной обработки изделий, содержащую плазмотрон, многоканальный преобразователь с силовыми и вольтодобавочными вентилями, общий вывод которого соединен с электродом плазмотрона, вольтодобавочный вывод - с ограничительным сопротивлением, а силовой вывод предназначен для подключения к обрабатываемому изделию, устройство возбуждения дуги, измерительный преобразователь тока. выходом соединенный с входом блока фазового управления многоканального преобразователя, выход которого подключен к управляющим электродам силовых вентилей, введены реле тока дуги и цепь управления вольтодобавочными вентилями, а между силовым и вольтодобавочными выводами многоканального преобразователя установлен в прямой полярности силовой диод. причем ограничительное сопротивление подсоединено к соплу плазмотрона, а выход измерительного преобразователя тока подключен через последовательно соединенные реле тока дуги и цепь управления вольтодобавочными вентилями к управляющим электродам вольтодобавочных вентилей,Такое решение позволяет устранитьконтактно-механический коммутатор, осуществив электронную коммутацию дежурной дуги в преобразователе на стороне переменного тока, что позволяет ее выполнитьна тиристорах,На чертеже приведена электрическаясхема предлагаемой установки,Установка содержит вентильный многоканальный преобразователь 1 с общим 2,силовым 3 и вольтодобавочным 4 выводами.. Преобразователь может быть выполнен, например, на основе двух инверторов или управляемых выпрямителей. В качествевентилей могут быть использованы тиристоры или транзисторы. Вольтодобавка можетбыть подключена либо последовательно, либо параллельносиловой части и может бытьвыполнена на элементной базе многократно меньшей мощности, чем силовая часть,Полярность силового 3 и вольтодобавочного4 выводов по отношению к общему выводу2 одинакова и может быть как положительной, так и отрицательной в зависимости оттребуемой полярности тока дуги при обработке, Общий вывод 2 подсоединен к электроду - катоду плазмотрона 5, силовой вывод3 - к обрабатываемому изделию 6, а вольтодобавочный вывод через ограничительноеактивное или активно-индуктивное сопротивление 7 - к соплу плазмотрона 5, Установка содержит также устройство 8возбуждения дуги, например осциллятор,измерительный преобразователь 9 тока, например шунт, установленный в силовомпроводе обрабатываемого изделия 6, Преобразователь 9 выходом подсоединен к входу блока 10 фазового управления. Первыймногоканальный выход 11 блока 10 подсоединен к управляющим электродам силовыхвентилей 12 преобразователя 1, Между выводами 3 и 4 преобразователя установлендиод 13 в прямой полярности. Например.при положительной полярности напряжения на выводах 3 и 4 диод 13 подсоединенанодом к выводу 4 и катодом к выводу 3,Установка также содержит последовательно соединенные реле 14 тока дуги и цепь 15управления вольтодобавочными вентилями,образующие второй многоканальный, например трехканальный или шестиканальный. выход 16, подсоединенный ксоответствующим управляющим электродам вентилей 17 вольтодобавки,Установка работает следующим образом,5 Последовательность процессов привозбуждении рабочей дуги делится на четы- .ре этапа.На первом этапе устройством 8 возбуждения дежурной дуги производят ионизацию промежутка катод-сопло плазмотрона5. В этом промежутке протекает незначительный ток 1, Вентили 17 к этому моменту оказываются открытыми, в результате между катодом и соплом оказывается приложенным напряжение Е+ е, где Е = 200 - 500 В, е = 50 - 4000 В. Через ионизированный промежуток катод - сопло по цепи, состоящей из элемеЙтов 4, 7, 5 и 2, начинает протекать ток 2 вол ьтодобавки, Величина этого тока нарастает и ограничивается активно- индуктивным сопротивлением 7 и внутренним сопротивлением вольтодобавки. Струей плазмообразующего газа. например воздуха, дуга выдувается из плазмотрона 5 и входит в соприкосновение с изделием 6, в результате чего начинает протекать ток з вольтодобавки по цепи, состоящей из элементов 4,.13, 6, 5 и 2. Величина. этого тока ограничивается только внутренним сопротивлением вольтодобавки, Далее включаются силовые вентили 12, которые вырабатывают на выводе от нуля нарастающее напряжение, В результате по цепи из элементов 3, 6, 5 и 2 протекает ток 4, Ток 4 один или совместно с током з контролируется преобразователем 9, Сигнал преобразователя 9 поступает на вход блока 10. где с помощью цепей отрицательной обратной связи преобразуется в сигнал управления вентилями 12, регулирующими напряжение, не превышающее значение Е. Как только.ток рабочей дуги достигает порогового значения, включается реле 14. Информация об установлении тока рабочей дуги может быть выработана преобразователем 9 либо с помощью анализа уровня тока плазмотрона 5 либо другими известными методами анализа параметров дуги, Реле 14 воздействует на цепь 15. которая отрабатывает команду электронного отключения на многоканальном выходе 16, в результате вентили 17 выключаются. а токи 2 и з принудительно прекращаются, Остается один .только ток 4. Для этого тока диод 13 закрыт.Устройство 8 возбуждения дуги также принудительно выключается снятием "итания, 5 если на более ранних этапах не предусмотрено его выключение внешними цепями.В сравнении с прототипом предлагаемая установка не содержит низконадежного коммутатора с механической коммутацией;10 что приводит к повышению надежности установки в целом на 3 - 15. Формула изобретения 15 Установка для плазменной обработкиизделий, содержащая плазмотрон, многоканальный преобразователь с силовыми и вольтодобавочными вентилями, общий вы,вод которого соединен с электродом плаз мотрона, вольтодобавочный вывод - сограничительным сопротивлением, а силовой вывод предназначен для подключения к обрабатываемому иэделию, устройство возбуждения дуги, измерительный преобразо ватель тока, выходом соединенный с входомблока фазового управления многоканального преобразователя, выход которого подключен к управляющим электродам силовых вентилей, отличающаяся тем,что,с 30 целью повышения надежности в работе, внее введены реле тока дуги и цепь управления вольтодобавочными вентилями, а между силовым и вольтодобавочным выводами многоканального преобразователя установ лен в прямой полярности силовой диод,причем ограничительное сопротивление подсоединено к соплу плазмотрона, а выход измерительного преобразователя тока через последовательно соединенные реле то ка дуги и цепь управления вольтодобавочными вентилями - к управляющим электродам вольтодобавочных вентилей,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1543 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5