Устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Изобретение относится к власти сварки, в частности к устройствам для поддержания с необходимой выдержкой времени номинальной величины напряжения холостого хода в хо де сварочных работ н ограничения его до безопасной величины после прекращения процесса сварки.Известно устройство для ограничения напряжения холостого хода свароч ного трансформатора, содержащее тиристорный коюФтатор,шунтируелщй сопротивлением,включенный последовательно с первичной обмоткой 11 и 21При сварке в особо опасных усло-виях по окончании сварки или длительном отрыве дуги необходимо отключать источник питания в течение времени не более 0,5 се. При этом напряжение на электроде должно быть Э 1 не более 12 В - в течение последующего периода времени, вплоть до начала очередного процесса сварки,Основными техническими трудностями при осуществлении этих требо- ф ваний является отсутствие напряжения на вторичной стороне сварочного трансформатора или его незначительная величина и отсутствие надежного электрического контакта меж- ЗО ду электродом и свариваелым предметом в момент касания.На практике, как правило, свариваемые предметы покрыты ржавчиной, окалиной и имеют неровную, шероховатую поверхность, Кроме того, практически невоэможно электрод при касании свариваемого предмета установить так, чтобы он не смещался, В действительности, при касании электрод перемещается под нажимом руки на некоторое расстояниеВо время перемещения электрода он вступает в кратковременный контакт с неровностями свариваемого предмета и возникает искрение, однако, оно нестабильно и может не развиваться в электрическую дугу. Поэтому сварщику необходимо постукивать по свариваемому предмету до тех пор, пока не нарушится слой ржавчины или окалины и не загорится дуга. Если при неограниченном, номинальном напряжении холостого хода, равном, как правило, 60-65 В, достаточно нескольких касаний, то при ограничении его до напряжения 12 В, что требуется по правилам безопасности, вызвать ,дугу аналогичными постукиваниями весьма трудно. Особенно это неудобноЭ . 64для сварщика при сварке потолочныхперекрытий, т.е. снижение величины " " йапряжеиия холостогохода отрица-:тельно сказывается на процессесварки и производительности.С другой сторойы, найряжение60-65 В"является оПаснйм, так какпри сварке в сырых помещениях, подоткрытым небом и пр. при обязатель-" ном наличии заземления одного конпа-возникает контур тока, проходящийчерез тело человека (сварщика). Этбтток настолько ощутим, что часто в " Этих условиях работа становитс не" вазможной.:Пелью предлагаемого изобретенияявляется повышение чувствительностипри включении устройства независимо от переходногосопротивленияэлектрод-деталь, Это Стало возможным благодаря следующим обстоятельствами было замечено, что при скбльжений электрода по неровной, шероховатой поверхности металла во вторичной обмотке сварочного трансформатора протекают кратковременные импуль-сы тока, имеющие крутые передний изадний фронты и носящие вероятностныйхарактер. При одном случайном. касании, как правило, возникает несколько таких импульсов. Это явлениенаблюдается как при номинальном-напряжении холостого хода, так и принапряжении 12 В и менее, Отрицательное явление (нестабильный; пропадающий контакт былоиспользовано"заявителями вкачестве возможности получения сиГнала о наличии надежногоно кратковременного контакта.цель достигается тьм,что последовательйо с вторичной обмоткой сварочного трансформатора подключен импульсный трансформатор, а в цепиобоих источниковустановлены последовательно соединенныеоптрон и емкость конденсатора, зашуитированного резистором, причем входная цепьоптрона подключена к вторичной обмотке импульсного трансформатора,а выходная - через указанные емкостьн резистор - к релейному элементу,также подсоединенному к обоим источникам.На чертеже дана принципиальная.электрическая схема устройства дляавтоматического ограничения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов.Устройство включает в себя выпрямитель 1, подсоединенный к зажимамсети и питающий цепь управления тиристорного коммутатора 2, которыйзашунтирован защйтнойЧС -цепочкой,состоящей из резистора 3 и конденсаттора 4. Силовой сварочййй трансформатор 5 на. вторичной стороне имеет.электрод 6 и свариваемый предмет 7,Вторичная обмотка сварочного" трансформатора через импульсный тран 7076 фсформатор 8 связана с оптроном 9,который через конденсатор 10 подсо единен к обмот э релейного элемента.11. К ней же подсоединяется вторичная обмотка трансформатора тока 12,к вторичной стороне которого подсо 5 единен выпрямитель 13, Реактор 14служит для регулировки сварочного тока, а резистор 15 обеспечива"ет разряд конденсатора 10. Обмоткаи контакты геркона представляют со- .10 бой один элемент и обозначены оди йаково - цифрой 11.Работа схемы заключается в следующем. При подаче сетеэого напряжения (220, 380 В) на вход аппара-,)5 та схема управления получает питание. С этого момента выпрямитель1 на выходе имеет напряжение, достаточное для.запуска схемы. Тиристорный коммутатор 2, собранный поизвестной схеме, находится в выключенном состоянии. Однаковследствиеналичия защитной ЯС-цепочки, состоящей из резистора 3 и конденсаторапеременной емкости 4, во вторичной обмотке сварочного. трансформа 25 тора 5 наводится ЭДС, величина ко. торой задается параметрами элемен"тов 3 и 4, а выбирается из условийтребований правил беэбпасности т.е.не более 12 В,З 0 При касании электродоМ б свариваемого предмета 7 во вторичной обмотке импульсного трансформатора8 появляется напряжение, достаточное для отпирания оптрона 9. Пос 35 ледний включается и через конденсатор 10 подает питание на катушкугеркона 11. Он мгновенно срабатывает и включает тнристорный коммутатор, Таким образом, подается40 номинальное напряжение холостогохода на электрод 6, в результатечего становится воэможным нормальный процесс сварки. Однако кондея"сатор 10 через некотороевремя заря 45 дится и катушка геркона 11 обесточится, Еслй электрод 6 имел толькослучайное или кратковременное целенаправленное касание, то сновав цепи сварки установится ограни чейное напряжение. Если же электродб нЕ будет отведен от свариваемого предмета, то тогда в работу вступает трансформатор тока 12,который дополнительно питает катушку 11.3 этом случае катушка будет питаться от трансформатора тока 12 в течение всего времени процесса сварки.В выйрямйтеле 13 содержится реактивный элемент (накопитель энергии) конденсатор, соединеннйй по извест-.60 ной схеме. его емкость выбрана так,что после прерывания сварочного то- .ка вкатушке 11 еще некоторое время протекает ток разряда указанного конденсатора, в результате чего обеспе 65 чивается выдержка времени до 0,5 еек,в течение которого на электроде будет обеспечено напряжение. 60-65 В.По истечении этого интервала времени напряжение автоматически снизится до 12 В вследствие выключениятиристорного коммутатора 2. Задержка 0,5 сек необходима для обеспечения бесперебойной работы сэарщикапри случайных отскоках электрода.Таким образом, наличие двухстороннего питания релейного элемента:устойчивую электрическую дугу какпри кратковременных, так и при длительных процессахсварки. Тиристориый коммутатор и остальные быстродействующие элементы схемы применены именно с целью возможности осу-ществления сварки. при кратковременном наличии контакта,Из описания работы устройствавидно, что для его стабильной рабо-.ты йе предъявляются определенныетребования к величине сопротивления-в месте контакта электрода и свариваемого предмета, которое в из-,вестных устройствах специально оговаривается и не должно превышать20 ом. Кроме того, имеется возмож:ность ограничениянапряжения холостого хода ниже требуемых 12 В, авремй включения составляет менее3 мсек (время срабатывания геркона)в известных устройствах оно находится в пределах 0,2 сек.Предложенное устройство изготовлено по прилагаемой принципиальнойсхеме, экспериментальнйй образецнашел применение в угольной промышленности - для сварки в шахтныхстволах,где имеетместо большаясырость, капеж воды и сильно заржавлены свариваемце детали.Путем многокра-ного осциллограФи,рования исследованы процессы, проис,ходящие в различных режимах сварки..Следует отметить, что конструк-тивно все элементы выполнены в виде небольшого переноснОГО аппарата,которыйподкаочается к серийно вы пускаемым передвижным сварочнымтрансФорматорам с йомощью 3"силовых клемм, выведенных на лицевую панельПри этом тип сварочного трансформатора и расположение реактора 14 сточки зрения работоспособности Уст-ройства не имеет значения,Изобретение позволяет обеспечить 5 условия техники безопасности присварке в Особо опасных условиях иповыситьчувствительность устройст 5 а при включении.10Формула изобретенияУстройство для ограничения напряжения холостого хода сварочногоц трансформатора, содержащее тнристорный коммутатор, шунтированный сопро"тивлением, включенный последовательно с первичной обмоткой сварочноготрансформатора, схему управлениякоммутатором на основе релейногоэлемента, вспомогательные источники постоянногонапряжения, один изкоторых подключен непосредственнок сети, а другой - ко вторичнойобмотке трансформатора тока, пер 5 вичная обмотка которого включенав цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора, о т л и ч а юи е е с я тем, что, с целью повьпаения чувствительности приэклю 30 чении устройства независимо от переходного сопротивленйя электрод-деталь,последовательно с вторичной обмоткойсварочного трансформатора подключенимпульсный тарнсФорматор, а и цепи35 обоих источников установлены последовательно соединенные оптрон иемкость конденсатора, зашунтированного резистором, причем входнаяцепь оптрона подключена к вторич 40 ной обмотке импульсного трансформатора, а выходная - через указанныеемкость и резистор - к релейномуэлементу, также подсоединенному кобоим источникам,4Источники информации, принятыево внимание при Экспертизе1. Рожанский З.Е. и др, Автомат АБРТ,2, Журнал фБезопасность трудав промышленности Р 51 1973, с,45-46.ФТираж 1221цНИИПИ Государств гю делам изобрет 35 Москва ЖР И.Пурьедрейкс КоуктоПодпнснонного комитетаний н открытийраскан наб.1 д