Устройство для ограничения напряженияхолостого хода источника питаниясварочной дуги

 

О Il И С А Н И Е (пЖ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

С@дналнстических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2792895/25-27 (51) М. Кл.

В 23К 9/10 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 07.06.81 (53) УДК 621.791.75 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. Я. Хитерер (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ХОЛОСТОГО ХОДА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Изобретение относится к области сварки, а именно к защитным схемам электродуговой сварки, и может быть использовано для поддержания с необходимой выдержкой времени номинальной величины напряжения холостого хода во время сварочных работ и ограничения его до безопасной величины после прекращения процесса сварки.

Известно устройство для ограничения lo холостого хода сварочного трансформатора, содержащее коммутатор в цепи сварочного трансформатора, трансформатор тока во вторичной цепи, релейный элемент и вспомогательный трансформатор для пита- 15 ния цепи дежурного напряжения (1).

Однако такое устройство обладает низкой чувствительностью, т. е. малым значением сопротивления между электродом и изделием, при котором устройство срабатывает, так как оно с определенным коэффициентом запаса должно быть отстроено от минимального сопротивления тела работающего, ибо в противном случае устройство может сработать при прикосновении электрода к сварщику. Кроме того, устройство обладает плохой помехозащищенностью, так как в нем не исключена возможность ложного включения при появлении в сва2 рочной цепи токов утечки, больших по величине тока срабатывания устройства.

Известно также устройство для ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора, содержащее тиристорный коммутатор, шунтированный сопротивлением, включенный последовательно с первичной обмоткой сварочного трансформатора, схему управления коммутатором на основе релейного элемента, вспомогательные источники постоянного напряжения, один из которых подключен непосредственно к сети, а другой — к вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь вторичной обмотки сварочного трансформатора, последовательно с вторичной обмоткой сварочного трансформатора подключен импульсный трансформатор, а в цепи обоих источников установлены последовательно соединенные оптрон и емкость конденсатора, зашунтированного резистором, причем входная цепь оптрона подключена к вторичной обмотке импульсного трансформатора, а выходная через указанные емкость и резистор — к релейному элементу, также подсоединенному к обоим источникам (21.

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность, ухудшающая835677 ся с повышением чувствительности, так как оно с высокой чувствительностью может сработать от самого небольшого по величине изменения тока в сварочной цепи. Схема не исключает ложного срабатывания при утечке тока через сварочный кабель. Использованный в схеме в качестве усилителя оптрон ограничивает возможность усиления сигнала, поступающего с импульсного трансформатора, и тем самым чувствительность устройства.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства, а также исключение его ложного срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ограничения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги, содержащем коммутатор, подключенный между электросетью и источником питания сварочной дуги, элемент ограничения напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с указанным источником питания, а к вторичной обмотке подключен делитель напряжения и один из входов порогового элемента, а также емкость конденсатора и усилитель, выход порогового элемента подключен к входу коммутатора, введена интегрирующая цепь, а делитель напряжения выполнен в виде последовательно соединенных резистора и встречно-параллельно включенных вентилей, причем интегрирующая цепь подключена через усилитель параллельно плечу из встречно-параллельно соединенных вентилей, а через емкость конденсатора— к пороговому элементу.

Введение в устройство интегрирующей цепи обусловливает запуск устройства от кратковременного импульса, возникающего только в момент прикосновения (или отрыва) электрода к свариваемому предмету и исключает его срабатывание при продолжительных токах помехи, возможных в сварочной цепи.

На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства с датчиком запуска от тока; на фиг. 2 — временная диаграмма сигнала

lo холостого хода; на фиг. 3 — временная диаграмма сигнала 1„, поступающего на пороговый элемент, где t — момент прикосновения электрода к свариваемому предмету, t> — момент отрыва электрода от свариваемого предмета.

Устройство содержит параллельно соединенные элемент 1 ограничения напряжения и силовой коммутатор 2, включенные между электросетью 3 и источником 4 питания сварочной дуги. К источнику 1 подключены электрод 5 и свариваемый предмет 6. Последовательно с коммутатором 2 включен трансформатор 7, нагруженный делителем напряжения, состоящим из резистора 8 и встречно-параллельно включенных вентилей 9. Общая точка соединения резистора8 и вентилей 9 подсоединена через усилитель

СО в5

10 к интегрирующей цепи, включающий конденсатор 11, резистор 12, зашунтированный резистором 13. Интегрирующая цепь через конденсатор 14 соединена с одним из входов порогового элемента 15, выход которого подключен к входу коммутатора 2. Другой вывод резистора 8 делителя непосредственно соединен с другим входом порогового элемента 15.

Устройство работает следующим образом. В момент времени t при прикосновении электродом 5 к свариваемому предмету

6 в сварочной цепи протекает небольшой по величине ток 1О (см. фиг. 2), определяемый элементом 1 ограничения напряжения и сопротивлением перехода электрод †свариваемый предмет. Этот ток наводит на вторичной обмотке трансформатора 7 небольшое напряжение, которое полностью выделяется на вентилях 9. После усиления усилителем

10 сигнал I> интегрируется с помощью цепи, состоящей из конденсатора 11 и резистора 12, вследствие чего в цепи запуска появляется кратковременный импульс IH (см. фиг. 3). Кратковременный импульс 1 заряжает конденсатор 14 через сопротивление входа порогового элемента 15, из-за чего последний включает коммутатор 2, тем самым отключая элемент ограничения напряжения 1. Продолжительность тока, протекающего через пороговый элемент 15, определяется емкостью конденсатора 14. После зарядки конденсатора 14 и при появлении сварочного тока на другой вход элемента 15 питание поступает непосредственно от трансформатора 7, из-за чего коммутатор остается включенным все время сварки. После прекращения процесса сварки элемент 15 обесточивается, и с заданной задержкой отключается коммутатор 2, включая элемент 1 ограничения напряжения.

При появлении в сварочной цепи токов утечки устройство «остается отключенным до их исчезновения, так как конденсатор 14 остается все время заряженным. При отсутствии сварочного тока в момент времени

t> (например, при соприкосновении электрода 5 с телом человека) элемент 15 обесточивается, и отключается коммутатор

2, включая элемент 1 ограничения напряжения. После отключения порогового элемента 15 конденсатор 14 заряжается через резистор 13.

Таким образом, введение в устройство интегрирующей цепи обусловливает запуск устройства от кратковременного импульса, возникающего в момент появления сигнала в цепи запуска, что обеспечивает ограничение напряжения холостого хода с заданной задержкой не только при нулевом значении тока в сварочной цепи, но и при всех значениях тока, меньших минимального рабочего. Это создает принципиальную возможность повысить чувствительность устройст835677 ва выше сопротивления тела человека, так как при соприкосновении с телом работающего, в случае срабатывания в момент снятия импульса запуска, напряжение холостого хода в сварочной цепи появляется только после снятия напряжения с работающего, а в случае срабатывания в момент появления импульса запуска напряжение холостого хода ограничивается с заданной задержкой.

Предлагаемое устройство отличается повышенной безопасностью сварочных работ и производительностью при работе с ним, при этом в нем облегчено начальное возбуждение дуги благодаря повышенной его чувствительности.

Формула изобретения

Устройство для ограничения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги, содержащее коммутатор, подключенный между клеммой сети и источником питания, элемент ограничения напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с указанным источником питания, а к вторичной обмотке подключен делитель напряжения и один из входов порогового элемента, выход которого подключен к входу коммутатора, а также емкость

5 конденсатора и усилитель, отличающееся я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и одновременно устранения ложного срабатывания его при утечке тока через сварочный кабель или

10 при прикосновении человека к электрододержателю, в устройство дополнительно введена интегрирующая цепь, а делитель напряжения выполнен в виде последовательно соединенных резистора и встречно15 параллельно включенных вентилей, причем интегрирующая цепь подключена через усилитель параллельно плечу из встречно-па-раллельно соединенных вентилей, а через емкость конденсатора — к пороговому эле20 менту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 49 — 31860, кл. В 23К

9/10, 1974.

25 2. Авторское свидетельство СССР № 647076, кл. В 23К 9/10, от 21.02.74.

835677

Риг. 1

Составитель И. Лурье

Техред И. Заболотнова

Редактор Т. Зубкова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1137/17 Изд. ¹ 392 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2