Тиристорный регулятор
Сущность изобретения: устройство содержит блок сравнения, релейный элемент, блок совпадения, ждущий мультивибратор, формирователь импульсов, диодно-тиристорный выпрямитель, блок обратной связи, интегрирующий блок, источник напряжения задания, содержащий линейный генератор напряжения и источник постоянного напряжения , пороговые элементы, выпрямитель напряжения сети, переключатель. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sr)s Н 02 M 1/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
t «««
« .«" $)«
«« . ? 1;1. « f 1e . Ф ...«, «>"» 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776669/07 (22) 05.01,90 (46) 07.08,92,Бюл.№ 29 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Б.В.Худяков, С.В.Арбузин, А,Г.Сивоплясов и Ю.Н.Тарасов (56) Авторское свидетельство СССР № 1324789, кл, В 23 К 9/00, 1986.
Авторское свидетельство СССР, ¹ 1288860, кл. Н 02 М 1/08, 1984.
Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для управления тиристорными преобразователями, работающими в режиме сварки или зарядки акумулятора, и может быть использовано в электротехнической, машиностроительной, приборостроительной промышленности и других областях народного хозяйства.
Известен сварочный выпрямитель, содержащий трансформатор с включенными на его выходе основным и дополнительным выпрямительными блоками, в первом из которых использованы тиристорные управляемые вентили, блок управления тиристорами с подключенным к нему регулимрующим устройством, два пороговых устройства, преобразователь уровня, два логических элемента 2И, диодный обратный вентиль, дроссель, баластный резистор, причем трансформатор и блок управления тиристорами подключены к силовой электрической сети, выход блока управления тиристорами соединен с их управляющими электродами, выход основного выпрями„„5lJ 1753555 А1 (54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Сущность изобретения; устройство содержит блок сравнения, релейный элемент, блок совпадения, ждущий мультивибратор, формирователь импульсов, диодно-тиристорный выпрямитель, блок обратной связи, интегрирующий блок, источник напряжения задания, содержащий линейный генератор напряжения и источник постоянного напряжения, пороговые элементы, выпрямитель напряжения сети, переключатель. 4 ил. тельного блока и один из выводов дросселя подсоединены к дуговому промежутку, а другой вывод дросселя подключен к входам первого и второго пороговых устройств, к катоду обратного вентиля и через балластный резистор к выходу дополнительного выпрямительного блока, причем анод обратного вентиля и вход преобразователя уровня подсоединены к дуговому промежутку, а выход на тиристоры преобразователя, например в начале полупериода напряжения сети, При этом может быть случай, когда тири- Ql стор открывается управляющим импульсом (Л раньше, чем происходит переключение диапазонов углов открывания тиристоров. Таким образом, переключение диапазонов с большего на меньший происходит с запаздыванием на полпериода напряжения сети, При этом через открытый тиристор преобразователя в нагрузку проходит мощный нерегулируемыйй им пул ьс тока, который вызывает значительное разбрызгивание металла в момент касания капли расплавленного металла со сварочной ванной. В таких
1753555 переходных режимах тиристорный преобразователь не регулирует заданый ток нагрузки, т,е. работает в режиме сварки неустойчиво, Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности работы в режимах
"Сварка" и "Зарядка" аккумулятора, Поставленная цель достигается за счет того, что в тиристорный регулятор, содержащий ждущий мультивибратор, блок сравнения, выход которого подключен ко входу релейного элемента, соединенного выходом с первым входом блока совпадения, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены с выходом выпрямителя напряжения сети, выход второго порогового элемента подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя, подключенного выходными зажимами к нагрузке, причем выход блока обратной связи через интегрирующую цепь подключен к первому входу блока сравнения, согласно изобретению, введены силовой переключатель режимов работы, переключатель величины напряжения задания, два тумблера, причем к выходу блока совпадения подключен вход ручного регулятора тока не обеспечивает стабилизацию тока заряда аккумулятора заданным постоянным током при колебаниях напряжения сети и при изменении сопротивления аккумулятора, Поэтому при заряде аккумулятора необходимо присутствие оператора„который бы корректировал ток заряда аккумулятора в зависимости от степени заряженности аккумулятора и при колебаниях напряжения сети. Таким образом, предлагаемый регулятор для заряда аккумулятора не может обеспечить необходимую точность поддержания тока заряда аккумулятора во времени вследствие ручного регулирования тока заряда аккумулятора, а также снижается производительность труда, На фиг.1 приведена блок-схема регулятора; на фиг,2 и 3 временные диаграммы, характеризующие работу регулятора в процессе сварки в релейном и фазовом режимах соответственно; на фиг.4 — временные диаграммы, характеризующие работу регулятора в процессе зарядки аккумулятора.
Тиристорный регулятор содержит последовательно соединенные блок 1 сравнения, релейный элемент 2, блек 3 совпадения, ждущий мультивибратор 4, формирователь 5 импульсов, силовой тиристорный преобразователь 6, а также блок 7 обратной связи, интегрирующую цепь 8, ис5
50 точник 9 напряжения задания, состоящий из последовательно соединенных генератора 10 линейноизменяющегося напряжения и регулируемого источника 11 постоянного напряжения, первый пороговый элемент 12, выпрямитель 13 напряжения сети, второй пороговый элемент 14, переключатель 15 величины напряжения задания, тумблер 16.
Блок 7 обратной связи содержит операционный усилитель 17, последовательно соединенные резисторы 18 и 19 в цепи обратной связи, а также резисторы 20 и 21, подключенные к входу усилителя 17. Параллельно резистору 18 подключен тумблер 16, Силовой тиристорный преобразователь 6 выполнен по схеме, содержащий силовой трансформатор 22, состоящий из первичной обмотки 23 и вторичных обмоток
24 и 25, дроссель 26 постоянного тока, разделительный диод 27, балластный резистор
28, шунт тока 29, тумблер 30, силовой переключатель 31 режима работы, в два смежных плеча преобразователя включены тиристоры 32 и 33, а в два других плеча— последовательно соединенные диод 34 и дроссель 35 переменного тока и последовательно соединенные диод 36 и дроссель 37 перемен ного тока соответственно.
Катоды диодов 34 и 36 соединены между собой и с одним из выводов дросселя 26, другой вывод которого через тумблер 30 подключен к плюсовому выходному зажиму тиристорного преобразователя 6 и к катоду развязывающего диода 27, анод которого подключен к одному из выводов балластного резистора 28 и замыкателю силового переключателя 31 в положении "Сварки", соединенному с первыми выводами вторичных обмоток 24 и 25 силового тринсформатора 22. Вторые выводы этих обмоток подсоединены к контактам силового переключателя 31, соответствующим положению силового переключателя 31 "Зарядка аккумулятора".
Третьи выводы вторичных обмоток 24 и
25 силового транформатора 22 подключены соответственно к одному из выводов дросселей 35 и 37 и к катодам тиристоров 32 и 33 соответственно.
Управляющие электоды и катоды тиристоров 32 и 33 подключены к соответствующим выходам формирователя 5 импульсов, а аноды тиристоров 32 и 33 подсоединены к другому выводу балластного резистора 28 и через шунт 29 тока к минусовому выходному зажиму тиристорного преобразователя
6. К выходным зажимам тиристо ного преобразователя 6 подключена нагрузка 38.
Первый вход блока 1 сравнения подключен через интегрирующую цепь 8 к выходу
1753555 операционного усилителя 17 блока 7 обратной связи, вход которого через резисторы
20 и 21 подключен к соответствующим измерительным зажимам шунта 29 тока.
Второй вход блока 1 сравнения подключен через контакты переключателя 15 величины напряжения задания к выходам регулируемого источника 11 постоянного напряжения.
Входы пороговых элементов 12 и 14 соединены с выходом выпрямителя 13 напряжения сети, выход порогового элемента 12 подключен к второму входу блока 3 совпадения, а выходы порогового элемента 14 и ждущего мультивибратора 4 подключены к входу формирователя 5 импульсов, Выход ждущего мультивибратора 4 подключен к входу генератора 10 линейноизменяющегося напряжения.
Блок 1 сравнения предназначен для сравнения проинтегрированного напряжения обратной связи по току нагрузки и напряжения задания с выхода источника 9 напряжения задания и выполнен в виде резистивного делителя.
Релейный элемент 2 служит для преобразования в фазовом режиме разности проинтегрированного напряжения обратной связи и напряжения задания в последовательность импульсов с частотой и скважностью, определяемой величиной и формой проинтегрированного напряжения обратной связи.
Блок 3 совпадения предназначен для сравнения во времени напряжения с выхода релейного элемента 2 с порогового элемента 12.
Ждущий мильтивибратор 4 предназначен для формирования импульсов длительностью, необходимой для надежного запуска генератора линейноизменяющегося напряжения.
Формирователь 5 импульсов служит для формирования управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6, с выполнен в виде транзисторного ключа с общим эмиттером и с импульсным трансформатором.
Блок 7 обратной связи предназначен для усиления найряжения обратной связи, снимаемого с шунта 29 тока.
Интегрирующая цепь 8 служит для преобразователя импульсного напряжения обратной связи, пропорционального току нагрузки, в постоянное напряжение с необходимым коэффициентом пульсации и выполнена в виде RC-цепи.
Источник 9 напряжения задания предназначен для подачи напряжения задания
10 пряжением.
15 Пороговые элементы 12 и 14 формируют прямоугольные импульсы при сравнении
25
35
55 на вход блока 1 сравнения и устранения неоднозначности моментов сравнения проинтегрированного напряжения обратной связи и напряжения задания при изменении величины и формы напряжения обратной связи.
Генератор 10 линейноизменяющегося напряжения выполнен на транзисторном ключе по схеме с общим эмиттером с конденсатором в нагрузке.
Регулируемый источник 11 постоянного напряжения выполнен по схеме сдвоенного стабилизатора с изменяемым выходным навыпрямленного двухполупериодного напряжения сети с выхода выпрямителя 13 напряжения сети с фиксированным пороговым напряжением каждого из пороговых элементов 12 и 13.
Релейный элемент 2, блок 7 обратной связи, пороговые элемента 12 и 14 выполнены на операционном усилителе.
Тиристорный регулятор работает следующим образом.
Работа регулятора в режиме "Сварки", К нагрузке 38 (сварочным электродам) оператор подключает выходные зажимы тирсторного преобразователя 6
Силовой переключатель 31 режимов работы и переключатель 15 оператор устанавливает в положение "Сварки" ("С") (фиг.1). Тумблеры 16 и 30 оператор замыкает. При этом через контакт переключателя
15 в положении "Сварка" ("С") подается на второй вход блока 1 сравнения с выхода регулируемого источника 11 постоянного напряжения задания большей величины, чем в положение "3" (" Зарядка аккумулятора").
Выпрямитель 13 напряжения сети, тиристорный преобразователь 6 и источника 9 напряжения задания оператор подключает к сети а блок управления к источнику питания (не показан), В зависимости от соотношения величины проинтегриоованного напряжения обратой связи Uoc i;a выходе интегрирующей цепи 8 и напряжения задния U> на выходе источника 9 напряжения задания устройство может работать в релейном режиме (при
Uoc <0з) или в фазовом режиме (при
Uoc >U3 ).
В процессе возбуждения дуги и нарастания сварочного тока до установившегося значения регулятор работает в релейном режиме. При Uoc U ре1
1753555 лейный элемент 2 включен, т.е. на его выходе нет напряжения.
При разомкнутой сварочной цепи, т.е. в режиме холостого хода (фиг.2) проинтегри1 рованное напряжение обратно1связи UoB на выходе интегрирующей цепи 8 равно нулю, При этом на вход блока 1 сравнения поступает только напряжение задания
0 в=0 вых 10+0 вых 11 От иСтОчника 9, РелЕйн ый элемент 2 находится в состоянии "ВыключеНО", ПОСтОяННОЕ НаПряжЕНИЕ U вых.г ВЫХОда релейного элемента 2 поступает на один из входов блока 3 совпадения. Одновременно с выпрямителя 13 напряжения сети поступает двухполупериодное выпрямленное наПРЯжЕНИЕ 0вых.13 На ВХОДЫ ПОРОГОВЫХ элементов 12 и 14, имеющих фиксированные значениЯ поРоговых напРЯжений 0л1 и
0лг сООтВетстВеннО, котоРые сРавниваютсЯ
С НаПРЯжЕНИЕМ 0вых.13.
На выходах пороговых элементов 12 и 14 появляются прямоугольные импульсы UBblx.1г и UBblx. 14 соответственно, длительность которых определяется соответствующими величинами пороговых напРЯжений 0в1 и 0вг, Длительность пРЯмоугольных импульсов 0вых.12 на выходе порогового элемента 12 близка к полупериоду напряжения сети и определяет максимальный диапазон изменения угла открывания тиристоров преобразователя (от 1-3 до 175177).
Постоянное напряжение с выхода релейного элемента 2 0,ы,.г и импульсное наПРЯжЕНИЕ 0вых.1г С ВЫХОДа ПОРОГОВОГО элемента 12 поступают на соответствующие входы блока 3 совпадения, При этом на выход блока 3 совпадения проходят инвертированные импульсы с выхода порогового
ЭЛЕМЕНта 12 Овых,1г. ПО ЗаДНЕМУ фРОНтУ ИМПУЛЬСОВ 0вых.3 С ВЫХОда бЛОКа 3 СОВПадЕНИя запускается ждущий мультивибратор 4 в момент времени ti. Одновременно по переДнемУ фРонтУ импУльсов 0вых.4 с выхоДа ждущего мультивибратора 4 запускается формирователь 5 импульсов и генератор 10 линейноизменяющегося напряжения, ПилообРазное напРЯжение 0вых,1oс выхоДа генератора 10 поступает на вход регулируемого источни ка 11 постоянного напряжения, где суммируется с постоянным напряжением источника 11 и через контакты переключателя 15 поступает на вход блока 1 сравнения.
Одновременно на вход формирователя
5 импульсов по тупают прямоугольные
ИМУЛЬСЫ 0вых,14 С ВЫХОДа ПОРОГОВОГО ЭЛЕмента 14, длительность которых меньше
ДЛ 1ТЕЛЪНОСТИ ИМПУЛЬСОВ 0вых.1г С ВЫХОДа по;лгового элемента 12.
Г,5
В СООтВЕтСтВИИ С ИМПУЛЬСаМИ 0вых.12 И
0вых,14, ПОСТуПВЮщИМИ С ВЫХОДВ ПОроГОВЫХ элементов 12 и 14 соответственно, формирователь 5 импульсов формирует управляющие импульсы UBblx.5, подаваемые на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6 и ограничивающие минимальн ы и а„и м а кс и м а л ь н ы Йав углы открывания тиристоров.
По переднему фронту прямоугольных
ИМПУЛЬСОВ 0вых.1г, ПРИШЕДШИХ С ВЫХОДа ПОрогового элемента 12, формируются импульсы управления, которые ограничивают минимальный угол (а„=1-Зо) открывания тиристоров. При поступлении этих импульсов на управляющие электроды тиристоров преобразователя 6 на его выходе появляется практически полное выпрямленное напряжение, которое прикладывается к сварочным электродам.
По переднему фронту прямоугольных импУльсов 0вых.14 пРишеДшие с выхоДа порогового элемента 14, формируются управляющие импульсы 0в х.g, ограничивающие максимальный угол открывания тиристоров в пределах ав =160-170 для достижения устойчивой работы преобразователя при изменении нагрузки вплоть до короткого замыкания.
При подаче управляющих импульсов
Овых.5 на управляющие электроды тиристоров они открываются в соответствующие полупериоды напряжения сети, когда к анодам тиристоров 32 и 33 прикладывается положительный потенциал по отношению к катоду.
При этом одновременно начинают работать две управляемые схемы выпрямления.
Первая основная схема выпрямления представляет собой двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, включающий две вторичные обмотки 24 и 25 силового трансформатора 22, тиристоры 32 и 33, балластный резистор 28, шунт 29 тока, развязывающий диод 27.
Вторая вспомогательная схема выпрямления представляет соБой однофазный мостовой выпрямитель, включающий две вторичные обмотки 24 и 25 силового трансформатора 22, тиристоры 32 и 33, диоды 34 и 36, дросселя 26, 35 и 37, балластный резистор 28, шунт 29 тока, развязывающий диод 27, Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой работает следующим образом, При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной Обмотки 24 силового трансформатора 22 на тиристор 32 он открывается. При этом протекает ток по
1753555
55 цепи: средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 32 другой конец вторичной обмотки .24 трансформатора 22.
При подаче положительного полупериода напряжения с вторичной обмотки 25 пол силового трансформатора 22 на тиристор 33 он открывается. При этом протекает ток по цепи; средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22, замыкатель переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 33, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22.
При этом к минусовому выходному зажиму
В тиристорного преобразователя 6 и к аноду разделительного диода 27 (точка С) прикладывается напряжение 40-45 В (пунктирная линия, Овцх.6, фиг.2).
Одновременно при открытии тиристо. ров 32 и 33 работает однофазная мостовая схема выпрямления. При подаче положи. тельного полупериода напряжения со вторичных обмоток 24 и 25 силового трансформатора 22 на тиристор 32 он открывается. При этом протекает ток по следующей цепи: одним конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, дроссель
37, диод 36, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, дуговой промежуток, минусовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, шунт 29 тока, тиристор
32, вторичная обмотка 24 трансформатора
22, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, При подаче положительного полупериода напряжения с вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22 на тиристор 33 он открывается, При этом протекает ток по следующий цепи; один конец вторичной обмотки 24 трансформатора 22, дроссель 35, диод 34, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, дуговой промежуток минусовой выходной зажим тиристорного преобразователя 6, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25, замыкатель переключателя
31, другой конец вторичной обмотки 24 трансформатора 22. При этом к выходным зажимам А и В тиристорного преобразователя 6 прикладывается напряжение U x.â в два раза больше, чем напряжение с выхода двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, т,е. 0 х.5 80-90 В подается на сва рочн ы е эл е кт роды.
В связи с тем, что напряжение с выхода однофазного мостового выпрямителя больше напряжения с выхода двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, 5
50 разделительный диод 27 закрыт, при этом высокое напряжение с выхода однофазного мостового выпрямителя не прикладывает я к балластному резистору 28, При касании электродом свариваемой конструкции возбуждается малоамперная дуга (фиг.3).
При этом ток дуги 1н протекает при подаче положительного полупериода напряжения на тиристор 32 по следующей цепи: один конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22, дроссель 37, диод 36, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, вторичная обмотка 24 трансформатора 22. замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки 25 трансформатора 22.
При подаче положительного полупериода напряжения на тиристор 33 ток дуги J, протекает по следующей цепи: один конец вторичной обмотки 24 силового трансформатора 22, дроссель 35, диод 34, дроссель 26, тумблер 30, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25, замыкатель переключателя 31, другой конец вторичной обмотки
25 силового трансформатора 22, При этом ток вспомогательной дуги JH. C . ограничивается дросселями 35 и 37 и сглаживается дросселем 26 на уровне 5-15А.
Одновременно при изменении напряжении на выходных зажимах тиристорного преобразователя 6 от напряжения холостого хода до напряжения дуги Од открывается развязывающий диод 27, и начинает работать двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.
При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 24 на тиристор 32 ток протекает по следующей цепи: средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, вторичная обмотка 24 трансформатора 22.
При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 25 трансформатора 22 на тиристор 33 ток протекает по следующей цепи: средняя точка вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора
22, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим, сварочная дуга, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 33, вторичная обмотка 25 трансформатора 22.
1753555
12 нал рассогласования поступает на вход релейного элемента 2, в котором сигнал рассогласования сравнивается с его порогом срабатывания. В моменты равенства проинтегрированного напряжения обратной связи О«с напряжением задания Оз
1 релейный элемент 2 включается. На его выходе появляются импульсы Us x.2 с частотой пульсаций f> проинтегрированного напряжения обратной связи Uoc (для однофазной
1 схемы преобразователя 4 =100Гц). Таким образом, устройство переходит в фазовый режим (фиг,3), Импульсы с выхода релейного элемента
2 поступают на первый вход блока 3 совпадения, на другой вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 12.
Пр . этом на выход блока 3 совпадения про45
В резул ьтате к нагрузке 38 (сварочн ым электродам) прикладывается практически полное выпрямленное напряжение Usvx.6 (фиг,3). При этом по сварочной цепи протекает импульсный ток JH, практически повто- 5 ряющий форму приложенного к нагрузке импульсного напряжения Овых.6 с выхода тиристорного преобразователя 6.
На выходе блока 7 обратной связи появляется напряжение обратной связи Uoc, 10 пропорциональное мгновенному значению тока нагрузки JH, протекающему по шунту
29 тока, Напряжение обратной связи Uoc поступает на вход интегрирующей цепи 8, которая интегрирует напряжение до необ- t5 ходимого коэффициента пульсации. Проинтегрированное напряжение обратой связи
Uoc поступает на первый вход блока 1 срав1 нения, По мере увеличения сварочного тока JH 20 в переходном режиме увеличивается и проинтегрированное напряжение обратной связи Uoc поступающее на первый вход блока 1 сравнения, в котором это напряже- ние U«сравнивается с напряжением зада- 25
1 ния Оз поступающим от источника 9 напряжения задания. Напряжение рассогласования, равное разности между мгно, венными значениями проинтегрированного напряжения обратной связи О« и напря- 30 жением задания Оз, подается на релейный элемент 2, где сравнивается с его порогом срабатывания.
В течение 0,5-1 полупериода выпрямЛЕННОГО НаПРЯжЕНИЯ СЕТИ Овцх,1З ВЕЛИЧИНа 35 проинтегрированного напряжения обратной связи Uoc потокунагрузки1ндостигает
1 величины напряжения задания Оз, Напряжения О«и Оз поступают на
1 первый и второй входы блока 1 сравнения 40 соответственно, где они сравниваются, Полученный на выходе блока 1 сравнения сигходят импульсы с выхода релейного элемента 2, по заднему фронру которых запускается ждущий мультивибратор 4 в момент времени t1. Импульсы Овых.4 с выхода ждущего мультивибратора 4 запускают генератор 10 линейноизменя ющегося напряжения и формирователь 5 импульсов.
Управляющие импульсы Us 33 тиристорного преобразователя 6. Напряжение с выхода тиристорного преобразователя 6 Us x.6 (на выходных зажимах) поступает на сварочные электроды (не показаны), При этом в сварочной цепи протекает импульсный ток JH, повторяющий форму приложенного к нагрузке (сварочным электродам) импульсного напряжения Usgx.6 с выхода преобразователя 6 .(фиг,3), При этом устанавливается угол открывания тиристоров, соответствующий заданному току. При плавном изменении напряжения задания Оз с выхода источника 9 также плавно изменяется угол открывания тиристоров, а следовательно, и сварочный ток J,. Случайное изменение тока JH, например в сторону уменьшения, вызывает уменьшение напряжения обратной связи U«. При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи U«и НаПРЯжЕНИЯ ЗаДаНИЯ ОЗ=ОВЫ .1О+ОВцх.11 И появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает раньше, что приводит к уменьшению угла открывания тиристоров 32 и 33 и увеличению напряжения Us x.s на выходе тиристорного преобразователя 6. Сварочный ток JH практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Uc достигает заданного значения. Случайное изменение тока нагрузки JH, например в сторону увеличения, вызывает увеличение напряжения обратной связи Uoc При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи О«и напряжения задания Оз и появления 1 импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает позже, что приводит к увеличению угла открыванимя тиристоров 32 и 33 и уменьшению напряжения Us x.в на выходе тиристорного преобразователя 6. Сварочный ток JH практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Uc достигнет заданного значения. Стабильность горения дуги в период, когда напряжение и ток основного выпрямителя (двухполупериодного выпрямителя со средней точкой) спадает до нуля. обеспечивается вспомогательным выпрямителем (однофазным мостовым выпрямителем), который имеет крутопадающую вольтампер13 1753555 14 ную характеристику и обеспечивает постоянный ток вспомогательной дуги на уровне 5-15 А. Работа регулятора в режиме "Зарядка аккумулятора". Выходные зажимы тиристорного преобразователя 6 оператор полдключает к нагрузке 38, в качестве которой использован аккумулятор, Силовой переключатель 31 режимов работы и переключатель 15 величины напряжения задания оператор устанавливает в положение "Зарядка аккумулятора" ("3"), а тумблеры 16 и 30 размыкает. При размыкании тумблера 30 размыкается цепь однофазного мостового выпрямителя, и к выходным зажимам А и В тиристорного преобразователя 6 не прикладывается повышенное напряжение U x.â, Напряжение с вторичных обмоток 24 и 25 трансформатора 22, прикладываемое к двухполупериодному выпрямителю со средней точкой, уменьшается до величины, необходимой для зарядки аккумулятора (10-15В), При размыкании тумблера 16 увеличивается сопротивление в цепи обратной связи операционного усилителя 17 путем подключения последовательного соединения резисторов 18 и 19 в цепи обратной связи, а также увеличивается коэффициент усиления блока 7 обратной связи. При переключении переключателя 15 величины напряжения задания в положение "Зарядка акумулятора" ("3") к второму входу блока 1 сравнения подключается через контакт переключателя 15 второй выход регулируемого,источника 11 постоянного напряжения с меньшей величиной напряжения, При подаче напряжения питания на схему управления на выходе блока 7 обратной связи появляется напряжение обратной связи U«, пропорциональное мгновенному значению тока зарядки А, протекающего по шунту 29 тока. Напряжение обратной связи U«поступает на вход интегрирующей цепи 8, которая интегрирует напряжение до необходимого коэффициента пульсации. Ilpoинтегрированное напряжение обратной связи Uoc поступает на первый вход блока 1 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение задания Оз, соответствующее заданному току зарядки JH. В течение 0,5-1 полупериода напряжения сети Uc, величина проинтегрированного напряжения обратной связи 4 по току зароядки J< достигает величины напряжения задания Оз. При этом происходит сравнение проинтегрированного напряжения обратной связи 0«и напряжения задания Оз в блоке 1 1 сравнения. Полученный на выходе блока 1 сравнения сигнал рассогласования поступает на вход релейного элемента 2, в котором сигнал рассогласования сравнивается с его порогом срабатывания. В моменты равенства проинтегрированного напряжения обратной связи 0«с напряжением задания 0з 1 релейный элемент 2 включается. На его выходе появляются импульсы Ua»,2 с частотой пульсации f< проинтегрированного напряжения обратной связи 4с (для однофазной 1 схемы преобразователя 1 =100Гц). Таким образом регулятор работает в фазовом режиме. Импульсы с выхода релейного элемента 2 поступают на первый вход блока 3 совпадения, на второй вход которого поступают импульсы с выхода порогового элемента 12, При этом на выход блока 3 совпадения проходят импульсы с выхода релейного элемента 2, по заднему фронту которых запускается ждущий мул ьтивибратор 4 в момент времени t1. Импульсы Овых,4 с выхода ждущего мультивибратора 4 запускают генератор 10 линейноизменяющегося напряжения и формирователь 5 импульсов. Управляющие импульсы 0вых.5 с выхода формирователя 5 импульсов поступают на управляющие электроды тиристоров 32 и 33 тиристорного преобразователя 6. При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмотки 24 на тиристор 32 он открывается. При этом ток протекает по следующей цепи: второй вывод вторичной обмотки 24, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 32, третий вывод вторичной обмотки 24. При подаче положительного полупериода напряжения со вторичной обмоткой 25 на тиристор 33 он открывается, При этом ток протекает по следующей цепи: второй вывод вторичной обмотки 25, замыкатель силового переключателя 31, балластный резистор 28, тиристор 33, третий вывод вторичной обмотки 25. При этом к аноду разделительного диода 27 относительно минусового выходного зажима В тиристорного преобразователя 6 прикладывается напряжение U>< с выхода двухполупериодного выпрямителя напряжения со средней точкой (фиг,4). Одновременно к катоду развязывающего диода 27 прикладывается напряжение, равное ЭДС аккумулятора, При этом в каждом полупериоде напряжения сети U< развязывающей диод 27 закрыт, если ЭДС аккумулятора превышает напряжение U<>, и разделительный диод 27 открыт, если ЭДС аккумулятора меньше напряжения Осв. 1753555 При подаче положительный полуполны напряжения со вторичной обмотки 24 на тиристор 32 ток протекает по цепи: второй вывод вторичной обмотки 24, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим, аккумулятор 38, минусовой выходной зажим, шунт 29 тока, тиристор 32, третий вывод вторичной обмотки 24. При подаче положительной полуволны напряжения со вторичной обмотки 25 на тиристор 33 тока протекает по цепи: второй вывод вторичной обмотки 25, замыкатель силового переключателя 31, развязывающий диод 27, плюсовой выходной зажим А, аккумулятор 38, минусовой выходной зажим В, шунт 29 тока, тиристор 33, третий вывод вторичной обмотки 25. При этом на выходных зажимах тиристорного преобразователя 6, т.е. на зажимах аккумулятора 38 появляется напряжение 13вых,6=Ucs ЭДС 38. Через аккумулятор 38 протекает импульсный ток зарядки 3н, соответствующий напряжению Usvx.6 (фиг.4). При уменьшении токи зарядки JH, например, в результате уменьшения напряжения сети U< или при увеличении внутреннего сопротивления аккумулятора 38, уменьшается проигнорированное напряжение о6ратной связи 0О< на выходе 1 интегрирующей цепи 8. При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи 0«и напряжения за1 дания 0з и появления импульсов на выходе релейного элемента 2 поступает раньше, что приводит к уменьшению угла открывания тиристоров 32 и 33 и увеличению напряжения Usgfx,6 на выходе тиристорного преобразователя 6. Ток зарядки J< через 0,5-1 полупериода напряжения сети Us достигает заданного значения, При увеличении тока зарядки JH, например при увеличении напряжения сети Uc, возрастает проинтегрированное напряжение обратной связи Uoc на выходе интегрирующей цепи 8, При этом момент равенства проинтегрированного напряжения обратной связи U« U„ и 1 появления импульсов на выходе релейного элемента 2 наступает позже, что приводит к увеличению угла открывания тиристоров 32 И 33 И УМЕНЬШЕНИЮ НаПряжЕНИя U»ix.6 На выходе тиристорного преобразователя 6, Ток -арядки JH практически через 0,5-1 полупериода напряжения сети Us достигает заданного значения. Формула изобретения Тиристорный регулятор, содержащий трансформатор с двумя вторичными обмот5 55 ками, имеющим три вывода, мостовой вентильный управляемый выпрямитель, в два плеча которого включены тиристоры, а в два других диоды, катоды которых связаны с плюсовым выходным зажимом, катоды тиристоров соединены с третьим выводами вторичных обмоток трансформатора соответственно, ждущий мультивибратор, блок сравнения, выход которого подключен к входу релейного элемента, подключенного выходом к первому входу блока совпадения, первый и второй пороговые anaìåíòû, входы которых подключены к выходу выпрямителя напряжения питающей сети, выход первого порогового элемента подключен к входу формирователя импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров регулятора, блок обратной связи, выход которого через интегрирующий блок подключен к первому входу блока сравнения, о т л и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения работы в режимах "Сварка" и "Зарядка аккумулятора", в него введены два тумблера, источник напряжения задания с переключателем, состояший из последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения и регулируемого источника постоянного напряжения, дроссель постоянного тока, разделительный диод, токовый шунт, силовой переключатель, дроссели переменного тока, обмотка каждого из которых одним из выводов соединена с третьим выводом вторичной обмотки трансформатора, другим выводом соединена с анодом соответствующего диода регулятора, при этом катоды диодов подключены через последовательно соединенные дроссель постоянного тока и певый тумблер к полюсовому зажиму тиристорного регулятора и к катоду разделительного диода, анод которого подключен к одному из выводов балластного резистора и контактам "Сварка" силового переключателя, соединенным с первыми выводами вторичных обмоток трансформатора, вторые выводы которых подключены к контактам "Зарядка аккумулятора" силового переключателя, аноды тиристоров регулятора подключены к другому выводу балластного резистора и через токовый шунт к минусовому зажиму тиристорного регуля гора, причем измерительные выводы токового шунта подключены к входу блока обратной связи, к выходу блока совпадения подключен вход ждущего мультивибратора, выход которого соединен с входами формирователя импульсов и источника напряжения задания, два выхода которого через контакты переключателя 1753555 18 величины задания напряжения подключены к второму входу блока сравнения, выход второго порогового элемента подключен к :-второму входу блока совпадения, блок обратной связи выполнен на операционном усилителе с двумя последовательно соединенными резисторами в цепи обратной связи, один из которых шунтирован вторым тумблером. 1753555 1753555 Ъ/х у Рог 4 Составитель Е, Калинич Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич Редактор М. Бланар Заказ 2773 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 nod Рае ha /
