Устройство для ограничения напряжения хо-лостого хода сварочного преобразователя

Союз Советских Соцналнстнческнх РеспублнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОУСКОМУ Св НИЗЬСТВУ(22) Заявлено 03.0279 (21) 2719327/25-27 с присоединением заявки й 9 В 23 К 9/10 Государственный кеинтет СССР нф аедаи нзобретеннй н фткрытнй(23) Приоритет Опубликовано 15,02,81, Бюллетень ЙЯ бДата опубликования описания 15,02,81(72) Авторы изобретения А.А,Кукушкин и Н.П.Ряшенцев Сибирский металлургический институт им, Серго Орджоникидзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА СВАРОЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам электробезопасности сварочныхустановок, применяющихся для ручнойдуговой электросварки.Известено устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного преобразователя, содержащеетиристорный коммутатор, токоограничи Овающий элемент, блок управления коммутатором, блок питания и электрический датчик замыкания сварочной цепиИ,Недостатком этого устройства является возможность ложного включенияпри случайных, замыканиях электрода слюбыми токоподводящими элементами,имеющими электрическую связь со сварочной цепью(землей), При этом возможны электротравмы как непосредственно 2 Оэлектрйческим током, так и электрической дугой ожог рук, глаз) прислучайном возникновении дуги. Последнее особенно опасно для окружающихлиц, так как они не защищены отсветового воздействия дуги. Вероятность такой электротравмы велика особенно при работе в тесных условиях.Известны также устройства с механическими датчиками замыкания сва- ЗО рочной цепи, например устройство, которое содержит коммутатор, блок управления коммутатором, источник питания, механический датчик замыкания сварочной цепи 2.Однако такое устройство не можетбыть применено для ручной дуговойсварки по той причине, что при отрыве электрода от детали сигнал на выходе датчика пропадает и сварочнаяцепь обесточивается, в то время какона должна быть под напряжением.Другим недостатком всех механических датчиков является воэможностьложного включения при случайнйх ударах электрода о твердые предметы,что также может вызвать поражениеэлектрическим током или электрической дугой,Известно также устройство для ограничения напряжения холостого ходасварочного преобразователя, содержащее электрически связанные между собой источник оперативного напряжения, коммутатор, блок управления коммутатором и датчик замыкания сварочной цепи 3.Однако это устройство не исключает ложного срабатывания при случайных замыканиях электрода с металли 804277ческими поверхностями, связаннымисо сварочной цепью,Цель изобретения - повышение безопасности работы путем исключенияложного включения устройства прислучайных замыканиях электрода сметаллическими поверхностями, связанными со сварочной цепью, а такжеслучайных механических ударах электрода о твердые предметы.Поставленная цель достигается темчто в известное устройство, содержа Ощее источник оперативного напряжения,коммутатор, блок управления коммутатором, датчик замыкания сварочнойцепи, введены механический датчикзамыкания сварочной цепи, одновибратор, блокирующий элемент с выдержкой времени и конъюнктивный элемент7при этом один вход последнего связанс выходом датчика замыкания сварочной цепи, второй вход - с выходом Облокирующего элемента и через одновибратор - с выходом механическогодатчика замыкания сварочной цепи,а выход конъюнктивного элемента соединен со входом блока управления коммутатором, один из выходов которогоподключен ко входу блокирующего элемента. На чертеже показана схема устройства снижения напряжения холостого 30 хода сварочного преобразователя.Устройство содержит блок 1 питания, источник 2 оперативного напряжения (токоограничивающий элемент), коммутатор 3, блок 4 управления с З 5 устройством. выдержки времени на снижение напряжения в сварочной цепи, электрический датчик 5 замыкания сварочной цепи, механический датчик 6 замыкания сварочной цепи, одновибратор 7, конъюнктивный элемент 8, 4 О выполняющий логическую функцию И, и блокирующий элемент 9 с выдержкой времени.Источник 1 питания необходим для питания всех элементов схем устрой ства: блока 4 управления, одновибратора 7, конъюнктивного элемента 8 и элемента 9 задержки н отключение блокировки. Коммутатор 3 представляет собой два встречно-параллельно соеди р ненных тиристора, включенных в цепь питания сварочного трансформатора 10, Для созданияоперативного напряжения в сварочной цепи применяется токо- ограничивающий элемент 2 в виде цепи )С, включенной параллельно коммутатору 3. Управление коммутатором З.осуществляется блоком 4 управления, кото. рый обеспечивает необходимую длительность выдержки на отключение коммутатора З,которая необходима для устой чивого горения и возбуждения дуги.В свою очередь, блок 4 управления получает сигналы на включение от конъюнктивного элемента 8, на выходе которого сигнал возникает только в слу чае поступления сигналов на оба еговхода, т.е. при одновременном срабатывании электрического. датчика 5 имеханического датчика 6, Одновибратор 7 необходим для ограничения илиудлинения сигнала на выходе механического датчика б до необходимойдлительности, устанавливаемой в пределах времени срабатывания всех схемна включение, чем обеспечиваетсянадежность включения устройства привозбуждении дуги. Элемент 9 обеспечивает блокировку механического датчика б при горении дуги, а также возможность вести сварку вертикальных и потолочных швов, когда не возникаетмеханических воздействий электрода11 и детали 12, С этой целью элемент9 имеет выдержку времени на отключение, не превышающую 1,0 с, т.е, максимального времени перерыва в горениидуги при вертикальной и потолочнойсварке. Время выдержки на отключениеустройства, создаваемое блоком 4 управления, может быть значительно меньше времени выдержки элемента 9 и определяется условиями электробезопасности (согласно требований ПУК не более 0,5 мин) . Надежность повторноговозбуждения дуги при вертикальной ипотолочной сварке обеспечиваетсятем, что при отсутствии сигнала навыходе датчика б сигнал на выходеэлемента 8 появляется при появлениисигнала на выходе датчика 5 в случае,если на второй вход элемента 8 подается сигнал с выхода элемента 9.Таким образом, совместная работадатчиков 5 и б необходима только вмомент возбуждения дуги. При работеустройства в других режимах правильность функционирования схемы обеспечивается датчиком 5 и элементом 9.Работа устройства происходит следующим образом,При возбуждении дуги сварщик ударяет электродом 11 по детали 12 (чаще всего производится серия быстрых ударов), В момент удара появляются сигналы на выходе механического б и электрического 5 датчиков замыкания сварочной цепи. При этом на выходе одновибратора 7 также появляется сигнал, что приводит к появлению сигналов на выходе конъюнктивного элемента 8 и, соответственно, на выходе блока 4 управления. Коммутатор 3 включается, и на источник сварочного тока подается полное напряжение. В сварочной цепи появляется ток, удерживающий датчик 5 во включенном положенияЯак как при возбуждении дуги на вйходе механического датчика б сигнал исчезает, то для удержания элемента 8 во включенном положении с выхода блока 4 управления при его включении через элемент 9 сразу же (без выдержки) подается сигнал, эквивалентный сигналу с выхода одновибратора 7 при срабатывании механического датчика б, В этом положениисхема находится во все время сварки.При обрыве сварочной дуги исчезает ток в сварочной цепи, что приводитк исчезновению сигнала на выходеэлектрического датчика 5, и, следовательно, на выходе элемента 8. Сигнална входе блока 4 исчезает, однакосигнал на его выходе существует засчет выдержки времени, регламентируемой условиями электробезопасиости. 10сли за это время не произошло повторного замыкания сварочной цепи, топо истечении выдержки времени сигналы на выходах блока 4 управления исчезают, тиристорный коммутатор 3 5выключается и сварочный трансформатор10 вновь получает питание только через элемент 2. Напряжение на электроде 11 снижается до безопасной величины (не более 12 В). При исче:нове Онии сигнала на входе элемента 9 наего выходе некоторое время сохраняется сигнал .Если за это время возникэлектрический контакт электрод 11деталь 12, то на выходе датчика 5появляется сигнал, что приводит к по-явлению сигнала на выходе элемента 8и блока 4. Устройство вновь срабатывает на включение, и возбуждается дуга.Таким образом работает схема при выполнении вертикальных и потолочных ЗОшвов,Если за время выдержки элемента9 не произошло возбуждения дуги, тосигнал на выходе элемента 9 исчезает,после чего возбуждение дуги возможно только при одновременном срабатывании датчиков 5 и б,Исключение ложных срабатываний вдежурном режиме достигается тем, чтосигнал на включение блока 4 управления с выхода элемента 8 поступаеттолько при наличии сигналов на обоих входах элемента 8. При срабатываниитолько одного датчика 5 или б сигнал на выходе элемента 8 не появляется.45Контроль исправности механического датчика б и линии его связи с одновибратором 7 основан на свойстве одновибратора 7 вырабатывать на выходесигнал постоянной длительности, не . 0зависящей от длительности входногосигнала. Сигналами большой длительности, действующими на включение,могут быть обрыв или замыкание. линиисвязи, увеличение переходного сопротивления контактов механическогодатчика и т,п,Устройство может быть выполнено как на переменном, так и на пос=оянном токе независимо от способа реализации элементов и блоков при условии сохранения указанной на чертеже связи между элементами 4-9.Преимущество предлагаемого устройства заключается в повышении безопасности применения ручной дуговой сварки эа счет исключения ложных срабатываний при случайных ударах и замыканиях сварочной цепи, особенно при работе в тесных условиях (емкости, камеры, танки переливных судов и т.п.).Формула изобретенияУстройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного преобразователя, содержащее электрически связанные между собой источник оперативного напряжения, коммутатор, блок управления коммутатором и датчик замыкания сварочной цепи, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности работы путем исключения ложного срабатывания устройства гри случайных замыканиях электрода с предметами, связанными с деталью и не связанными с последней, в устройство дополнительно введены механический датчик замыкания сварочной цепи, одновибратор, блокирующий элемент с выдержкой времени и конъюнктивный элемент, при этом один вход последнего соединен с датчиком замыкания сварочной цепи, второй вход - с выходом блокирующего элемента и через одновибратор - с выходом механического датчика замыкания сварочной цепи, а выход конъюнктивного элемента соединен со входом блока управления, коммутатором, подключенного выходом ко входу блокирующЕго элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 463521, кл. В 23 К 9/10, опублик.08.0573.2. Патент США М 3553416,кл. 219-78, опублик. 05.01,71,З.Информационный листо М 83-78УДК 621.791.03:621.316. Тиристорныйограничитель напряжения холостогохода сварочных трансформаторов ТОНХ-б,Кемеровский межотраслевой центр научно-технической информации и пропаганды, опублик. 27.01.78./5 илиал ППП Патентф, г. Уагород, ул. Проектна аказ 10773/20 ВНИИПИ Го по делам 113035, М