Устройство для управления преобразователем постоянного тока

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) Н 02 Р 13/16 Н АВТОРСНО ВИДЕТЕЛЬСТВУ- число с ходного напря рых связаны с пенеи ных ключе полуволневыходы котсоответствтелей, суммментов сов ния), одами силиующих выходных атор, включаю элео падения, дополнипЪ ключ, о т л льн оваорскийтроечаюусилительн тво СССР1975,о СССР13/6,ЛЕНИЯ ТОКА,я иму коль Я 1 Вых язан" и то еменлитель" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГОсодержащее задающий генератозанный с входом формироватепульсов, подключенного к вхоцевого счетчика-распределитекоторого через триггер знакас выходными усилителями, датка, датчик напряжения, выходрого связан с первым входомта совпадения, л основных ус щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, датчик тока выполнен с прямым и инверсным выходами, причем одни выходы сумматора подключены к выходам кольцевого счетчика распределителя, другие входы объединены и подключены к инверсному выходу датчика тока, прямой выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, третий вход которого подключен к и -му выходу кольцевого счетчика-распределителя, выход дополнительного элемента совпадения через дополнительный усилительный ключ подключен к выходу и;-го основного усилительного клюа, выходы сумматора подключены к входам соответствующих основных усилительных ключей.40 45112Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и предназначенодля управления сварочным преобразователем с импульсной модуляциейпри электроснабжении его от рудничной контактной сети постоянного тока и сварке на переменном токе через разделительный трансформатор.Известно устройство управленияпреобразователями постоянного тока, осуществляющее о кратное формиро. - вание с импульсной модуляцией ступенек напряжения в полуволне выходного напряжения преобразователя 1 1 3.Недостатком данного устройства является невысокая надежность.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления сварочным преобразователйм, содержащее задающий генератор, подключенный к генератору пилообразного напряжения, распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам и основных усилительных ключей, число кото- . рых соответствует количеству ступеней в полуволне выходного напряжения преобразователя, сумматор, выходные усилители и нуль орган, формирователь импульсов, триггер знака, а также п дополнительных усилительных ключей, два диода четыре усилителя, триггер, три элемента совпадения, второй нуль орган, датчик тока и датчик напряжения, причем выход генератора пилообразного напряжения через формирователь импульсов подключен к входу распределителя импуль" сов,выходы которого подключены к входам дополнительных усилительных ключей, входу триггера знака и первому входу сумматора, выходы основных и дополнительных усилительных ключей через соответствующие диоды подклю.чены к выходу генератора пилообраз ного напряжения и к входу соответствующих выходных усилителей, выходы триггера знака соединены с вторым из входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выходы с входами соотвествующих выходных усилителей, вход датчика тока через первый нуль орган соединен с входом первого усилителя и первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого через второй нуль орган соединен с выходом датчика напряжения,выход первого элемента совпадениячерез второй усилитель и выход первого усилителя подключен соответственно к первым входам второго итретьего элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходомзадающего генератора, выходы указанных элементов совпадения подключенык входам триггера, первый и второй 1 О выходы которого через третий и четвертый усилители подключены к выходамдополнительных и основных усилительных ключей соответственноЮ .Недостатком данного решения является пониженная надежность работы из-заотсутствия коррекции переходных процессов в момент перехода преобразователя с режима холостого хода нарежим сварки, а также сложность имногоэлементность схемы.Цель изобретения - повышениенадежности работы путем коррекциипереходных процессов при переходепреобразователя с режима холостогохода на режим сварки.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для управленияпреобразователем постоянного тока,датчик тока выполнен с прямым и инверсным выходами, причем одни выходысумматора подключены к выходам, кольцевого счетчика распределителя, другие входы объединены и подключены кинверсному выходу датчика тока, прямой выход которого подключен к втррому входу элемента совпадения, третийвход которого подключен к п; -му выходу кольцевого счетчика-распределителя, выход дополнительного элемента совпадения через дополнительныйусилительный ключ подключен к выходу О;-го основного усилительного ключа, выходы сумматора подключены квходам соответствующих основных усилительных ключей.На чертеже представлена электрическая блок-схема устройства управления.Устройство содержит задающийгенератор 1, формирователь 2 импульсов, кольцевой счетчик-распределитель 3 импульсов, триггер знака 4,включенные последовательно, а такжесумматор 5, составленный из и элементов совпадения, имеющих по двеуправляющих цепи каждый, и и основных усилительных ключей 6, Входы усилительных ключей 6 подключены на соответствующие выходы сумматора 5, одни35 Для Формирования напряжения холостого хода на один из выходов кольцевого счетчика-распределителя импульсов 3 включены последовательносоединенные промежуточный усилитель25 и формирователь 26, выход последнего связан с входом усилителя 19,Кроме того устройство содержитпо крайней мере один дополнительный 55усилительный ключ 27, элемент совпадения 28 с управляющими цепями,на одну управляющую цепь которого 50 э 11204входные цепи которого объединены иподключены на выход датчика 7 тока,а другие входные цепи сумматоров5 включены на соответствующие выходыкольцевого счетчика-распределителя 5импульсов 3.При этом датчик 7 тока содержитпоследователь включенные трансформатор8. тока, элементы 9 преобразования,промежуточный усилитель 10 и выходной усилитель 11, имеющий прямой иинверсный выходы.В свою очередь, усилительные ключи 6 представляют собой совокупность последовательно включенныхусилителя-инвертора 12 и элемента13 задержки времени с дифференци рующей цепью 14, определяющей величину коэффициента передачи усилительного ключа 6.20Выходы усилительных ключей 6 черезэлемент 15 ИЛИ и инверти 1 ующий уси-литель 16 подключены к промежуточному усилителю 17, на вторые входыкоторого включены выходные цепи 25триггера знака 4. Причем выход промежуточного усилителя 17 связан свыходным усилителем 18 управлениясиловыми (основными) тиристорамипреобразователя.Одновременно выход элемента 15ИЛИ через усилитель 19 потенциальноимпульсный Формирователь импульсов20, промежуточный усилитель 21, навторые входы которого включенывыходные цепи триггера знака 4,связан с выходными усилителями 22управления коммутирующими тиристорами преобразователя.Наряду с этим, выходы усилителей12 через Формирователи 23 и усили 40тели 24 на вторые входы которыхподключены выходы триггера знака 4,также связаны с выходными усилителями 22 управления коммутирующимитиристорами,75 4подключен инверсный выход датчика тока 7, на другую - выход датчика напряжения 29 и на третью - выход кольцевого счетчика-распределителя импульсов 3.При этом коэффициент передачи дополнительного усилительного ключа 27 больше любого из основных ключей.Устройство управления работает следующим образом.При подаче на устройство оперативного напряжения задающий генератор частоты коммутации 1, собранный по схеме автоколебательного мультивибратора, начинает генерировать сигналы, кратные частоте выходного напряжения преобразователя, Указанные сигналы усиливаются по мощности и формируются по длительности (80100 мкс) в формирователе импульсов 2 и поступают на вход кольцевого счетчика-распределителя импуль. сов 3, составленного с триггеров, где выход последнего из них подключен на счетныи вход триггера знака 4.Сигналы с кольцевого счетчика-распределителя 3 импульсов поступают на входы сумматора 5, на другие объединенные входы которого приходит запрещающий сигнал (с инверсного выхода ,элемента 11) датчика 7 тока (при разомкнутом промежутке электрод-изделие, что соответствует режиму холостого хода) .Сигналы управления диагонально включенных коммутирующих тиристоров преобразователя в этом режиме Формируются элементами 1,2,3,25,26,19, 20,21,22, причем знак полуволны выходного напряжения определяется сигналами, поступающими с триггера знака 4 на усилитель 21. В режиме холостого хода имеет место формирование на выходе сварочного трансформатора одиночных (длительностью 200 мкс) разнополярных (в течение периода) импульсов напряжения, получаемых за счет протекания зарядных токов конденсатора (конденсаторов) узла (узлов) искусственной коммутации. Причем амплитуда выходного напряжения сварочного трансформатора в рассматриваемом режиме высокая и равна 65-90 В, а действующее значение - равно (или меньше) нормируемому (12 В). Данное формирование улучшает возбудимость сварочной дуги, что существенно при введении сварочных работ в рудничных условиях.Силовые тиристоры преобразователя при этом яе работают.При замыкании цепи электро-изделие, в момент присутствия на выходе сварочного трансформатора импульса напряжения, появляется ток, переводящий элементы датчика 7 тока в другое устойчивое состояние - запрещающий сигнал снимается с объеди" ненных входов сумматора 5. После че О го на каждый усилительный ключ 6 (из числа основных) поочередно поступают (через элемент 5) сигналы с кольцевого счетчика-распределителя 3 импульсов. Указанные сигналы с вы хода усилителя-инвертора 12 дифференцируются по переднему фронту (801000 мкс) формирователями 23, усиливаются элементами 24 и в зависимости от разрешающего сигнала с 20 триггера знака 4 поступают через выходные усилители 22 на соответствующие коммутирующие тиристоры преобразователя.Одновременно сигналы с усилителя инвертора 12 поступают на вход элемента задержки времени 13. На выходе последних сигналы появляются через время, определяемое параметрами . дифференцирующих цепей 14, где дли- Зб тельность выходных сигналов определяет длительность ступени в полу- волне выходного напряжения.Далее сигналы с выхода элементов 13 поступают: на силовые тиристоры через элементы 15 - 18. Причем вклю" чение групп тиристоров определяется сигналами триггера знака 4; на зарядные (или коммутирующие, используемые в качестве зарядных) тиристоры через элементы 15 и 19 - 22. Причем длительность сигналов после элемен-. та 20 и далее равна 80100 мкс, а включение групп тиристоров апре" деляется сигналами триггера знака 4. При этом, особенностью формирования выходного напряжения преобразователя является следующее. В начальный момент формирование происходит согласно программе настройки основных усилительных ключей 6, коэффициенты передачи которых выбраны из условия превышения (во всех режимах проявления нелинейности трансформатора) темпа заряда конденсаторов над темпом нарастания тока нагрузки при уменьшающейся ее индуктивности. Длительность ступеней выбирают при этом из условия устойчивого поддержания сварочной дуги - обычно это 80120 А. После зажигания дуги, когда конденсаторы узлов коммутации уже заряжены до полного напря" жения, сигнал с датчика 29 напряжения поступает на вход элемента 28 совпадения и в момент появления сигналов с соответствующего выхода элемента 5, происходит коррекция переходного процесса работы преобразователя Т.е. данному режиму соответствует опережение темпа нарастания напряжения заряда коммутирующего конденсатора узла искусственной коммутации над темпом нарастания тока в нагруз" ке преобразователя. Таким образом, данное решение позволяет повысить надежность работы преобразователя, работающего на нелинейную нагрузку, а также придать ему новое качество, а именно в момент залипания электрода, исключить развитие аварийных токов, могущих привести к прожигу изделия, т,е. при этом выходное напряжение равно нулю и датчик напряжения возвращается в исходное состояние, хотя работа преобразователя в этот момент происходит при заряженных конденсаторах узлов коммутации.