Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора

(56) Авторское свидетельство СССР У 743807кл. В 23 К 9/10, 1980, (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТ ГО КОДА СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА (57) Изобретение относится к свароч ной техникеа именно к устройствам для автоматического снижения напряжения холостого хода. Цель изобретения - повьпчение надежности работы ограничителя напряжения холостого хода сварочного трансФорматора и ра щирение его технологических воэможностей. В схему управления тиристор(21) 4 (22) 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР,801449271 ным коммутатором введены динамический Фильтр, состоящий иэ трехступенчатой 11 С- цепочки и двухкаскадноготранзисторного ключа, а также нульорган, блокинг-генератор и генераторпилообразного напряжения, Трехступенчатая КС-цепочка соединена с датчиком тока и транзисторным ключом,подключенным к входу нуль-органа,Этим обеспечивается плавное нарастание напряжения в начале сварки иплавный спад напряжения после прерывания сварочной дуги. Тем сампосущественно улучтчается динамикапереходных процессов и повьпааетсянадежность работы всего устройства,обеспечивается сварка деталей с хорродированной поверхностью. 3 ил.144927Изобретение относится к сварочнойтехнике, а именно к устройствам дляавтоматического снижен.и напряженияхолостого хода.5Цель изобретения - повьццение надежности работы ограничителя напряжения холостого хода сварочноготрансформатора и расщирение его технологических воэможностей. 1 ОНа фиг.1 изображена схема ограничителя напряжения холостого ходасварочного трансформатора; на Фиг.2 временные диаграммы работы отдельныхэлементов ограничителя в режиме холостого хода, начала сварки и еепрекращения; на Фиг,3 - временнаязависимость выходного напряжениясварочного трансформатора с моментапрекращения сварки, холостого режима 20и начала сваркиОграничитель напряжения холостогохода сварочного трансформатора содержит тиристорный коммутатор 1,сварочный трансформатор 2, датчик 253 тока, выпрямитель 4, ограничительный резистор 5, стабилизатор 6, динамический фильтр 7 управления, выполненный в виде трехступенчатой КСцепочки, резистор 8, емкость конденсатора 9, резистор О, емкость конденсатора 11, резистор 12, емкость конденсатора 13, ограничивающий стабилизатор 14, транзисторы 15 и 16,балластно-подстроечную цепочку иэ 35резисторов 17 - 19, генератор 20пидообразного напряжения, нуль-орган21, блокинг-генератор 22, блок 23питания, при этом тиристорный коммутатор 1 включен в первичную обмотку сварочного трансформатора 2,датчик 3 тока включен в сварочнуюцепь, к одному выходу которого подключены последовательно соединенныевыпрямитель 4 и ограничительный резлстор 5, а к другому - стабилизатор 6, подключенный в свою очередьпараллельно третьей ступени динамического фильтра 7 управлениясостоящей из последовательно соединенных резистора 12 и емкости 3, с.ограничивающим стабилизатором 4,вторая ступень динамического фильтра7 управления, состоящая из последовательно соединенных резистора О и 55емкости 11, подключена параллельнотретьей ступени, а также первойступени, состоящей из соединенныхмежду собой резистора 8 и емкости 9,которая соединена с входом транзисторного ключа, выполненного на транзисторах 15 и 16, выход которого через балластно-подстроечную цепочку, состоящую из резисторов 7 - 19, соединен с входом нуль-органа 21 и выходом генератора 20 пилообразногО напряжения, выход нуль-органа 21 соединен с входом блокинг-генератора 22, выход которого подключен к тиристорам тиристорного коммутатораи управляющим электродам этих ти- ристоров.Ограничитель работает следующим образом.При включении в сеть переменного тока двухполупериодное выпрямленное напряжение синхронизации иэ блока 23 питания поступает на вход генератора 20 пилообразного напряжения) где преобраэуетгя в пилообразное напряжение ИГПН отрицательной полярности (фиг,2). Напряжение э обеспечивает питанием Функциональные элементы схемы управления генератора 20 пилообразного напряжения нуль-органа 21, блокинг-генератора 22, Напряжение ;г по цепи 17 - 19 создает напряжение управления Н , величина которого определяет момент опрокидывания нуль-органа 21.В исходном состоянии, в режиме холостого хода, 1 имеет постоянное значение, которое устанавливается движком подстроечного переменного резистора 17, Это положение при на-. ладке устанавливается таким образом, что нуль-орган 21 опрокидывается в чкаждый полупериод сетевого напряжения в точке с координатой 10-15 угловой развертки, что соответствует длительности импульса с выхода нуль-органа 21 от 0,00055 до 0,0008 с. Блокинг-генератор 22 преобразует импульсы с выхода нуль- органа 21 в пачки высокочастотных импульсой БА с амплитудой 8-10 В, достаточной для управления тиристорным коммутатором 1. Напряжение на на тиристорах имеет форму 11, (фиг,2, режим холостого хода).На выходной обмотке сварочного трансформатора 2 создается дежурное напряжение в виде импульсов малой длительности с амплитудой Н аых15 - 25 В. Эффективное напряжение на выходных зажимах сварочного трансформатора 2 не превыщает 4 В, Потреб1449271 45 ляемый ток холостого хода незначителен и составляет около 0,1 А,мощность холостого хода не превышает50 В. При касании электродом свари 5ваемои поверхности происходит искрение за счет малой энергии дежурныхимпульсов сварочного трансформатора 2,В датчике 3 тока наводится ЭЛС,величина которой не превышает 1 В.Постоянные времени.КС-цепочки подобраны таким образом, что первым заряжается конденсатор 9, по мере егозаряда происходят приоткрываниетранзисторов 15 и 16 и уменьшение 5напряжения управления 11 по экспоненциальному закону, по тому же закону иэменяется скважность импульсовс выхода нуль-органа 21 и пачек высокочастотных импульсов блокинг-ге Онератора 22Напряжение на тиристо"рах коммутатора 1 Нт, (фиг.2, началосварки) уменьшается, а проводимостьтиристоров увеличивается, возрастаюттакже выходное напряжение сварочного трансформатора 2 и ток. Процесснарастает л,лавинообразно, так как эасчет увеличения тока в датчике 3 тока наводится ббльшая ЭДГ, котораявызывает полное открытие транзисто пров 15 и 16 и заряд конденсаторов9 и 11 до напряжения стабилизациистабилизатора 6, Конденсатор 13 заряжается до напряжения, ограниченного напряжением стабилизации стаби 35лизатора 14, величина которого меньше, чем у стабилизатора 6, в 2-3 раза.На этапе включения основную рольиграет конденсатор 9, определяющийвремя полного открытия тиристоров 4 Окоммутатора 1 с момента касания электродом свариваемой детали. Конденсатор 9 задает время плавной коммутации тиристоров в течение 3-4 периодов сетевого напряжения, Зарядконденсаторов 11 и 13 не влияет наработу ограничителя в режиме включения (начапо сварки ), В режиме сваркиконденсаторы 9, 11 и 13 заряженытранзисторный ключ открыт, напряжение управления Нминимально, тиристоры полностью включены, сварочный трансформатор 2 работает обычным образом. После прерывания сварочной дуги сигнал с датчика 3 токапрерывается и конденсаторы 9,11 и13 разряжаются соответственно своимвременным постоянным. Так как постоянная времени разряда конденсатора 9 незначительна в сравнении спостоянными конденсаторов 1 и 13 нээтапе выключения, влияние его несущественно.Емкость конденсатора 11 в 10 раэменьше емкости конденсатора 13, ноон заряжен до напряжения, в 2-3раза большего, чем напряжение зарядаконденсатора 13. Время разряда конденсатора 11 до напряжения зарядаконденсатора 14 составляет 0,5 с,это время выбирается из расчетаобеспечения стабильности сварочногопроцесса, так как возможны кратковременные "пропадания" дуги присварке изделий, Таким образом, припрерывании дуги на время от 0,5 до1 с напряжение холостого хода сварочного трансформатора 2 плавно снижается до определенного значения,которое задается напряжением управления схемы Б в зависимости от потенциала на базе транзистора 15,Время полного разряда конденсатора 13 составляет 5-10 с, тем самымподдерживается плавный спад опреде"ленного значения, составляющего 2025 от номинального значения напряжения И , холостого хода на этомэтапе до дежурного значения в холостом режиме.формы напряжения 0 Утка Л 1 еьизображены на.фиг,2 (конец сварки),Таким образом, динамический фильтр7 обеспечивает плавность переходныхпроцессов при коммутации сварочноготрансформатора 2На фиг.3 изображена зависимость/напряжения сварочного трансформаторас момента прерывания сварочной дугидо ее возникновения при полном разряде конденсаторов фильтра до момента касания электрода,1После прекращения сварки происходит кратковременный подъем напряжения до номинального значения холостого хода эа счет снятия нагрузки, плавный спад в течение 0,5-1 с до напряжения 15-20 В и дальнейшее снижение напряжения по пологой экспоненте в течение 5-О с до дежурно" го значения 2-4 В. При повторном касании электродом свариваемой детали происходит плавный подъем рабочего напряжения в течение 0,06-0,08 с, В дальнейшем цикл повторяется, Следует отметить, что надежный поджигсварочной дуги обеспечивается эасчет поддержания на промежуточномэтапе спада напряжения 15-20 В, ам"плитуда которого достигает 60 Впри крутом переднем фронте рабочегоимпульса, что позволяет разрушатьповерхностный слой коррозии,формула изобретения 10Ограничитель напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащий тиристорньЮ коммутатор, схему управления коммутатором с нуль-органом и датчиком тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы ограничителя и расширения его технологических возможностей, схемауправления коммутатором содержит ге"нератор пилообразного напряжения,блокинг-генератор, динамическийфильтр, выполненный в виде трехступенчатой КС-цепочки и двухкаскадно"го транзисторного ключа, выход кото"рого соединен с входом нуль-органа,а вход - с выходом трехступенчатойКС-цепочки соединенной с датчикомтока, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входунуль-органа, выход которого соединенс блокинг-генератором, связанным свонмн выходами с тиристорным коммутатором,%4чСоставитель В.ПучинскийКорректор С,ИекмарРедактор Н.Лазаренко Техред М.ХоданичЗаказ 6907/12 Тираж 922 ПодписноеВЬП 4 ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж) Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4