Устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИЛЬНОТОЧНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА , содержащее датчик напряжения, выход которого подключен к входу звена с зоной нечувствительности, связанного с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения -перехода тлеющего разряда в дуговой, оно снабжено дополнительным пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания , соединенным первым входом с выходом звена с зоной нечувствительности, а выходом - с управляющим входом звена с переменным коэффициентом передачи, включенного между выходом звена с зоной нечувствительности и первым входом сумматора , а второй вход дополнительного порогового блока соединен с вы-ходом датчика давления в разрядной камере. 1чЭ ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SUÄÄ 1 072297 з(59 Н 05 В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530544/24-07 (22) 27. 12.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) Е. Л. Агрес, А. Г. Айзенштейн, В. В. Кириченко, Н. Е. Сизова и С. С.Яшкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (53) 621.365.91 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 528709,1976.

2. Патент ФРГ № 1275228, кл. 21 h 16/60. (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СИЛЬНОТОЧНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА, содержащее датчик напряжения, выход которого подклЮчен к входу звена с зоной нечувствительности, связанного с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения перехода тлеющего разряда в дуговой, оно снабжено дополнительным пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания, соединенным первым входом с выходом звена с зоной нечувствительности, а выходом — с управляющим входом звена с переменным коэффициентом передачи, включенного между выходом звена с зоной нечувствительности и первым входом сумматора, а второй вход дополнительного порогового блока соединен с выходом датчика давления в разрядной камере. Ж

1072297

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках, в которых для нагрева изделий и проведения технологического процесса используется сильноточный тлеющий разряд.

Известно устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда, содержащее датчик тока разряда, пороговый элемент и коммутирующий орган (1).

Недостатком устройства является то, что только по величине тока разряда можно определить наличие перехода тлеющего разряда в дуговой, особенно в мощных установках, в которых величина тока тлеющего разряда может достигать нескольких сотен ампер.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда, содержащее датчик напряжения, выход которого подключен к входу звена с зоной нечувствительности, соединенного выходом с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока.

Устройство формирует так называемую защитную область в пространстве параметров (тока и напряжения) разряда. При попадании в эту область значений тока и напряжения разряда устройство выдает соответствующий сигнал управления на отключение напряжения питания (2).

Однако защитная область, формируемая устройством, ограничена осью токов и прямыми, одна из которых параллельна оси напряжений, а другая параллельна или имеет некоторый наклон к оси токов. Так как вольт-амперная характеристика (ВАХ) тлеющего разряда имеет сложный характер и параметры рабочей точки дугового разряда могут изменяться в широких пределах, то разграничить с помощью известной относительно простой защитной области значения параметров (тока и напряжения) рабочей точки тлеющего разряда от соответствующих параметров ду1ового разряда во всем рабочем диапазоне, охватывающем как нормальный, так .и аномальный тлеющий разряд, удается не во всех случаях. Это может привести или к ложным срабатываниям устройства (выдача сигнала на отключение питающего напряжения без перехода тлеющего разряда в дуговой), или к тому, что дуговой разряд не отключается.

Оба случая нежелательны, так как при этом снижается производительность установки, качество обработки изделий до их повреждения и может иметь место выход из строя источника питания. Дополнительно этому способствует тот факт, что в работе устройства не учитываются существенные изменения ВАХ тлеющего разряда, возника5

25 ющие при изменении давления в рабочей камере.

Цель изобретения — повышение надежности определения перехода тлеющего разряда в дуговой и повышение за счет этого производительности установки в целом и качества обработки изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда, содержащее датчик напряжения, выход которого подключен к входу звена с зоной нечувствительности, связанного с первым входом сумматора, и цепочку из последовательно связанных между собой через второй вход сумматора датчика тока и порогового блока снабжено дополнительным пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания, соединенным первым входом с выходом звена с зоной нечувствительности, а выходом — с управляющим входом звена с переменным коэффициентом передачи, включенного между выходом звена с зоной нечувствительности и первым входом сумматора,а второй вход дополнительного порогового блока соединен с выходом датчика давления в разрядной камере.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля сильноточного тлеющего разряда; на фиг. 2 и 3 — характеристики звена с зоной нечувствительности и звена с переменным коэффициентом передачи соответственно; на фиг. 4 — вольт-амперная характеристика тлеющего разряда (кривая 1) и защитная зона (кривая 2), формируемая предлагаемым устройством; на фиг. 5 — пример выполнения устройства.

Устройство для контроля сильноточноз5 ro тлеющего разряда (фиг. 1) содержит последовательно соединенные датчик 1 напряжения разряда, звено 2 с зоной нечувствительности, звено 3 с переменным коэффициентом передачи, сумматор 4 и пороговый блок 5. Кроме того, устройство содержит датчик 6 тока разряда, выход которого подключен к второму входу сумматора

4, и датчик 7 давления в рабочей камере, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного порогового блока

45 8, включенного между выходом звена 2 с зоной нечувствительности и управляющим входом звена 3 с переменным -коэффициентом передачи.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 6 тока через сумматор 4 поступает на пороговый блок

5 и при превышении порога вызывает его срабатывание. Выходной сигнал порогового блока 5 подается на устройство, отключающее напряжение питания (не показано).

Сигнал с выхода датчика 1 напряжения, складываясь на сумматоре 4 с сигналом, пропорциональным току разряда, обеспе1072297

Фык

Фык чивает срабатывание порогового блока 5 при различных токах разряда в зависимости от напряжения разряда. Таким образом формируется защитная зона (кривая 2 на фиг. 4) в пространстве параметров (ток и напряжение) разряда. Звено 2 с зоной нечувствительности обеспечивает независимость значения тока разряда, при котором срабатывает пороговый блок 5, от напряжения разряда для напряжений меньше 100 — 200В.

Этот уровень определяется величиной f O зоны нечувствительности (значение на фиг. 2). Наклон защитной зоны на участке ав определяется коэффициентом пере-. дачи звена 3 на участке U < Ц, (фиг. 3).

При превышении сигналом с выхода звена 3 величины порога срабатывания (Un) и дополнительного порогового блока 8, на его выходе появляется сигнал, который поступает на управляющий вход звена 3 и изменяет его коэффициент передачи (участок U >U„ a фиг. 3). Это обеспечивает 2р формирование участка вс защитной зоны (фиг. 4)., На фиг. 4 показаны также защитная зона (кривая 5), формируемая известным устройством 12), а также изменение ВАХ тлеющего разряда (кривая 3) и защитнои зо25 ны (кривая 4), формируемой предлагаемым устройством*при увеличении давления в раз.рядной камере. В этом случае под воздействием выходного сигнала датчика 7 давления увеличивается порог срабатывания дополнительного порогового блока 8, что обеспечивает смещение защитной зоны.

Устройство для контроля сильноточного тлеющего разряда может быть выполнено, например, как это показано на фиг. 5.

Звено 2 с зоной нечувствительности выполнено на стабилитроне 9, звено 3 с переменным коэффициентом передачи — в виде делителя напряжения на резисторах

10 — 12, дополнительный пороговый блок 8— на стабилитроне 13, сумматор 4 и пороговый блок 5 — на операционном усилителе

14 и резисторах 15 — 19.

Напряжение . стабилизации стабилитрона 9 определяет величину зоны нечувствительности звена 2 (значение U< на фиг. 2), напряжение стабилизации стабилитрона

l3 — порог срабатывания Un дополнительного порогового блока. С помощью переменных резисторов 11 и 12 устанавливается коэффициент передачи звена 3 с переменным коэффициентом передачи на участках

1 4 Ц, и Цд<> Ц, соответственно (фиг. 3).

Резистором 18 задается начальный уровень срабатывания порогового блока 5, которому соответствует значение i, на фиг. 4.

В качестве датчиков 1 и 6 используют делитель напряжения и шунт соответственно, в качестве стабилитронов 9 и 13 — стабилитроны типа KC 133A и КС 162А соответственно, в качестве операционного усилителя — микросхему типа К 553УД2, в качестве датчика давления — вакуумметр

ВТ6-1, включаемый в разрыв цепи в точке а (фиг. 5).

Предлагаемое устройство обеспечивает более надежное определение перехода тлеющего разряда в дуговой и позволяет за счет этого повысить процент выхода годной продукции, например, при обработке ходовых винтов токарных станков процент выхода годной продукции повысился с 97% до 99%.

1О72297

Составитель Е. Косарев

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 11586/53 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4