Устройство снижения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам повышения электробезопасности при проведении дуговой сварки. Цель - повышение электробезопасности путем обеспечения стабильности чувствительности при наличии тока утечки сварочных кабелей. Устройство содержит основной и резервный коммутаторы , блоки фазового управления и контроля , пусковой блок, датчики тока и напряжения , усилитель, выпрямитель и пороговое устройство. Устройство дополнено накопительной ячейкой, разностной схемой и вторым пороговым устройством. Выпрямитель устройства выполнен по двухполупериодной схеме. При наличии токов утечки на выходе датчика тока появляется медленно увеличивающийся сигнал, а на выходе накопительной ячейки - напряжение, равное ее входному напряжению. Напряжение на выходе разностной схемы равно нулю. Устройство не включается. Если сигнал на выходе накопительной ячейки превышает установленный уровень, то на выходе второго порогового устройства появляется сигнал. Резервный коммутатор размыкает цепь питания сварочного источника. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. е W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 23 К 9 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4182314/25-27 (22) 03.11.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Вильнюсское отделение Всесоюзного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института электросварочного оборудования и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт горно-рудного машиностроения (72) А. В. Ойзерман, Н. Г. Федосеев, 1О. В. Цыбенко и А. И. Флидермойз (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 743807, кл. В 23 К 9/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 823027, кл. В 23 К 9/10, 1979.

Авторское свидетельство .CCP № 835677, кл. В 23 К 9/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО СНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам ловышения электробезопасности при проведении

ÄÄSUÄÄ 13972) 3 А 1 дуговой сварки. Цель — повышение электробезопасности путем обеспечения стабильности чувствительности при наличии тока утечки сварочных кабелей. Устройство содержит основной и резервный коммутаторы, блоки фазового управления и контроля, пусковой блок, датчики тока и напряжения, усилитель, выпрямитель и пороговое устройство. Устройство дополнено накопительной ячейкой, разностной схемой и вторым пороговым устройством. Выпрямитель устройства выполнен по двухполупериодной схеме. При наличии токов утечки на выходе датчика тока появляется медленно увеличиваюгцийся сигнал, а на выходе накопительной ячейки — напряжение, равное ее входному напряжению. Напряжение на выходе разностной схемы равно нулю. Устройство не включается. Если сигнал на выходе накопительной ячейки превышает установленный уровень, то на выходе второго порогового устройства появляется сигнал.

Резервный коммутатор размыкает цепь питания сварочного источника. 2 з. и. ф-лы, 3 ил.

1397213

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам повышения электробезопасности при проведении дуговой сварки, и может найти применение в устройствах защитного отключения, приборах контроля изоляции и т. и.

Целью изобретения является повышение э) ектробезопасности путем обеспечения стаб!ильности чувствительности при наличии тока утечки сварочных кабелей.

На фиг. 1 .представлена блок-схема уст- 10 р(эйства снижения напряжения хода источника питания сварочной дуги; на фиг. 2— форма оперативного (сниженного) напряжен я в сварочной цепи в режиме холос" го хода (пунктиром показана синусоида н сниженного напряжения холостого хода и точника питания сварочной дуги); на ! фиг. 3 — блок контроля.

Устройство содержит основной коммутат р 1, резервный коммутатор 2, блок фаз(>вого управления основным коммутато- 2ц р(>м 3, пусковой блок 4, олок 5 контроля, датчик 6 тока сварочной цени, усилитель 7 и! выпрямитель 8 сигнала датчика, датчик 9 входного напряжения источника пит ния, накопите IhHQIo 8 It É x 10, н!ую схему 1, первое 2 и второе 3 пор1>говые устройства, блок 14 индикации отключения, источник 15 питания сварочной дуги !фиг. 1), а также имеются сварочный электрод 16, свариваемое изделие 17, сетевые зажимы 18.

В исходном состоянии, при разомкнутой сварочной цепи, на входе источника 15 пИтания формируются импульсы чередующейся полярности.

Таким образом, при поступлении первых и 1пульсов на вход разностной схемы 35 влияние накопительной ячейки практически о)сутствует. Выходные импульсы разностной схемы 11 поступают на вход порогового устройства 12 и сравниваются с установлЕнным УРовнем UpI. Если Uo x рс ) Uol, 4p то срабатывает пусковой блок 4, переводит блок 3 фазового упр»вления и основНОЙ коммутатор 1 в ре>ким полного угла проводимости; напряжение в сварочной цепи повышается до номинального значения холостого хода. При наличии сварочного тока 45 основной коммутатор 1 поддерживается в замкнутом состоянии за счет мощного в этом режиме сигнала датчика 6 тока, который воздействует непосредственно на пусковой блок 4, поддерживая его во включенном состоянии. В режиме сварки напряжение на выходе блока 5 контроля огсутствует и резервный коммутатор не включается, так как по алгоритму работы блока 5 напряжение на его выходе появляется только при наличии потенциальных сИгналов на выходе датчика 9 напряжения или второго порогового устройства 3 и отсутствии импульсного сиги»ла срабатывания устройства на выходе первого порогового устройства 12.

По окончании сварки пусковой блок 4 осуществляет нормированную выдержку времени несниженного напряжения холостого хода, иными словами поддерживает замкнутое состояние основного коммутатора l. 3a это время напряжение на выходе накопительной ячейки 10 успевает снизиться до нуля (или ниже установленного уровня Upa второго порогового устройства 13), напряжение на выходе блока 5 контроля к концу времени выдержки равно нулю, устройство возвращается в исходное состояние.

При наличии некоторого медленно уменьшающегося сопротивления сварочной цепи появляется медленно увеличивающийся сигнал на выходе датчика 6, на выходе накопительной ячейки появляется напряжение, практически равное ее входному напряжению. Напряжение на выходе разностной схемы 11 равно нулю, устройство не включается. Если сигнал на выходе накопительной ячейки 10 превышает установленный уровень Upz, на выходе порогового устройства 13 появляется сигнал, который через блок 5 контроля поступает на управляющий вход резервного коммутатора 2, при этом коммутатор 2 размыкает цепь питания источника 15. Совместное действие выходных сигналов второго порогового устройства 13 и блока 5 контроля вызывает срабатывание блока 14 индикации отключения.

Пусть величина тока утечки не достигает порогового значения, при котором происходит отключение источника 15 от сети 18, и равна I>. При замыкании электрода 16 на изделие 17 через контакт между ними протечет ток Ь. токи Iу. и Ь синфазны. Сигнал, вызванный этими токами, на выходе выпрямителя 8 можно представить в виде

11- К(1>т + I ) — коэффициент передачи тракта трансформатор тока 6 — усилитель 7 — выпрямитель 8.

Напряжение на выходе накопительной ячейки равно сумме имевшегося до момента замыкания электрода на изделие напряжеНИЯ 11ных.н.я. I, ВЫЗВЯННОГО ТОЛЬКО ТОКОМ УТЕЧки lут, и напРЯжениЯ U x.í..>, вызванного током Ь

Г

U ux... = Иннах.н.я 1 + Ua x. y = К (ly + Is ) 3clP.

Напряжение на выходе разностной схемы равно (!яь х.р с. = (К (1ут + 1э) 1 — (К (1ут + 1э —,. — ) 1

=K I3 (1 — - - ) г.. K IÇ.

Cf ь,ц

1397213

Таким образом, выходное напряжение разностной схемы практически не зависит от тока утечки.

При замыкании сварочной цепи через тело человека, сопротивление которого меньше значения чувствительности, происходит срабатывание устройства. Ток в сварочной цепи, определяемый отношением несниженного напряжения холостого хода источника

15 к сопротивлению тела человека, вызывает появление сигнала на выходе датчика 6, уровень которого недостаточен для прямого поддержания пускового блока 4 во включенном состоянии. Блок 4 по входу поддержания от датчика 6 воспринимает сигналы, превышающие минимальный ток сварки на десятки ампер. В связи с этим устройство остается во включенном состояйии только на время выдержки, в течение которого на вход второго порогового устройства 13 поступает напряжение, пропорциональное току через тело человека. По окончании времени выдержки на входах блока 5 контроля складывается ситуация, когда при отсутствии импульса от блока 12 имеется сигнал от блока 13, при этом на выходе блока 5 появляется напряжение, вызывающее включение резервного коммутатора 2.

Заметим, что токи сварочной цепи, находящиеся в диапазоне от тока срабатывания до минимального тока, соответствующего сигналу поддержки блока 4, воспринимаются устройством как токи утечки и при наличии факта их непрерывности в течение времени выдержки обеспечивается включение резервного коммутатора 2 и отключение сварочного источника 15 от сети 18.

При возникновении неисправности в схеме устройства, приводящей к замыканию основного коммутатора 1 и появлению несниженного напряжения холостого хода в сварочной цепи, на втором входе блока 5 контроля появляется сигнал от датчика 9 напряжения при отсутствии импульса срабатывания от первого порогового устройства 12 на первом входе. Блок 5 контроля и резервный коммутатор 2 вызывают отключение источника 15 от сети 18. При этом сигнал на выходе второго порогового устройства 13 отсутствует, индикация отключения, вызванного повьпценным током утечки, отсутствует.

Структурная схема блока 5 контроля (фиг. 3) включает таймер, устанавливаемый в «0» импульсным сигналом от первого порогового устройства (по входу I), запускаемый по сигналу от датчика напряжения (по входу il) или по сигналу от второго порогового устройства (по входу III) через схему ИЛИ. При этом запуск таймера возможен только при отсутствии сигнала от датчика сварочного тока, что осуществл яется включением в линию запуска таймера схемы «ЗАПРЕТ», Время, определяемое таймером блока контроля, несколько превышает время выдержки, определяемое пусковым блоком 4, поэтому в условиях нормальной работы блок контроля»a функционирование основной схемы действия не оказывает.

По сравнению с известным предлагаемое устройство нейтрализует действие токов утечки сварочных кабелей на чувствительность устройства при импульсном оперативном напряжении, что повышает электробезопасность за счет исключения срабатывания устройства при касании человеком

15 свароч "о" цепи

Применение двухполупериодного выпрямителя позволяет повысить быстродействие устройства, обеспечивая его включение при замыкании сварочной цепи в любой полупериод оперативного напряжения.

20 Применение блока индикации отключения устройства при наличии повышенного тока утечки сварочных кабелей позволяет идентифицировать причину отключения и принять меры к ее устранению.

Формула изобретения

1. Устройство снижения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги, содержащее основной и резервный

30 коммутаторы, последовательно включенные между сетью и источником питания, пусковой блок и блок фазового управления основным коммутатором, блок контроля, выход которого соединен с управляющим входом резервного коммутатора, а также

35 датчик тока сварочной цепи, усилитель и выпрямитель сигнала датчика, первое пороговое устройство, выход которого соединен с входом пускового блока и первым входом блока контроля, и датчик входного напряжения источника питания, выход которого соединен с вторым входом блока контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности путем обеспечения стабильности чувствительности при наличии тока утечки сварочных кабелей, 45 оно снабжено накопительной ячейкой. разностной схемой и вторым пороговым устройством, причем вход накопительной ячейки и первый вход разностной схемы соединены с выходом выпрямителя, выход накопительной ячейки соединен с вторым входом разностной схемы и входом второго порогового устройства, выход разностной схемы соединен с входом первого порогового устройства, а выход второго порогового устройства соединен с третьим входом блока контроля, при этом блок контроля содержит таймер, схему запрета и схему

ИЛИ, первый и второй входы которой соединены с вторым и третьим входами блока контроля, а первый вход послед1397213 него является входом таймера, через который он устанавливается в «0», а запускающий вход таймера соединен с выходом схемы ИЛИ через схему запрета, управляющий вход которой соединен с выходом датчика тока сварочной цепи, а выход т1ймера является выходом блока контроля.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

T(1M) что, с целью повышения быстродействня устройства, выпрямитель выполнен по днухполупериодной схеме.

3. Устройство по п. 1, .отличающееся тем, что, с целью идентификации причины, вызвавшей срабатывание резервного коммутатора, оно дополнено блоком индикации отключения при наличии повышенного тока утечки сварочных кабелей, выполненным в виде схемы совпадения на два входа, причем первый вход этой схемы соединен с выходом второго порогового устройства, а второй ее вход соединен с выходом блока контроля.

1397213 т датчика Рюбтарого От перЕога

Р

Яу/77 и Ж2 а ого мака

h регерЮаму

+Cæ Ó 7 а Л7ОРу

Фиа д

Составитель В. Пучинский

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верее Корректор Л. Зимокосов

3 а к аз 2287!12 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4