SU1164814A1 - Устройство защитной коммутации цепи питания электроустановки - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для снижения напряжения холостого хода сварочных электроустановок. .

Известно устройство для ограни- 5 чения напряжения холостого хода сварочного трансформатора,содержащее контактор, два замыкающих контакта которого присоединены к шинам питающей сети вместе с первичной ’θ обмоткой промежуточного трансформатора, вывод первичной обмотки сварочного трансформатора соединен с одним, из замыкающих контактов контактора, при этом контактор вы- 15 полнен с двумя обмотками, первая из которых подключена между вторым выводом первичной обмотки сварочного трансформатора и вторым замыкающим контактом контактора, а вторая об- 20 мотка контактора последовательно с вторичной обмоткой промежуточного трансформатора через размыкающие контакты контактора подключена к его замыкающим контактам со стороны 25

сварочного трансформатора [ΐ^ .

Недостатком этого устройства является то, что использование промежуточного трансформатора в качестве чувствительного органа, реагирующе- 30 го на изменение контролируемого напряжения (тока), усложняет и удорожает конструкцию устройства, так как такой датчик должен быть рассчитан на незначительную величину тока, протекающего по первичной обмотке, определяемого ограниченной величиной напряжения, но должен пропускать номинальный ток при номинальном напряжении, который в свароч- 40 ном трансформаторе может достигать сотен ампер, что приводит к значительному повышению уровня управляющего сигнала, возбуждаемого во вто-. ричной обмотке трансформатора, и 45 требует принятия специальных мер, предотвращающих повреждение аппаратуры.

₍ Известен ограничитель напряжет ния холостого хода сварочного транс- 50 форматора, содержащий токоограничивающий элемент, включенный в цепь пи- тания сварочного трансформатора, тиристорный коммутатор, включенный параллельно токоограничивающему эле- 55 менту, первый и второй триггеры Шмитта, реле времени, усилитель, блок питания [2^ .

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, высокая стоимость, неудобство в. эксплуатации, так как требуется специальная настройка устройства в процессе эксплуатации при переходе от одного режима сварки к другому. Последнее объясняется тем, что сварочные трансформаторы имеют значительный разброс параметров, определяющих ток холостого хода, а в процессе работы регулирование сварочного тока осуществляется изменением вторичного напряжения холостого хода, которое может изменяться в широких пределах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического ограничения холостого хода сварочного преобразователя, содержащее токоограничивающий элемент, включенный последовательно в цепь питания электроустановки между ее входом и источником питания, коммутирующий орган, исполнительный элемент которого включен'в цепь питания элеутроустановки параллельно токоограничивающему элементу, выпрямитель, у которого вход подключен к выходу электроустановки,а между плюсовым й минусовым выводами параллельно включены первый конденсатор и цепь из последовательно соединенных первого резистора, первого диода и анода-катода тиристора, управляющий электрод которого соединен с первым выводом порогового элемента, вторым выводом подключенного к выходу КС-цепи, включающий в себя второй резистор, одним выводом соединенный с выводом второго конденсатора, другим выводом ‘подключенного к минусовому выводу выпрямителя, а также трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику питания элек-. троустановки, в качестве порогового элемента используется динистор, а КС-цепь другим выводом второго резистора подключена непосредственно к плюсовому выводу выпрямителя (Υ].

Недостатками известного устройства являются конструктивная сложность, трудоемкость изготовления и наладки, что обусловлено значительным разбросом параметров серийных динисторов, а также невысокая стабильность выдержки времени, от3

рабатываемой КС-цепью, обусловленная неопределенностью величины накопленного заряда конденсатора КС-цепи в начальный момент отрабатываемого интервала времени, что может привести к нарушениям сварочного процесса, особенно при вертикальном и потолочном расположении шва, когда сварка ведется отдель7 · ными наплавками.

Цель изобретения - повышение надежности путем стабилизации параметров выдержки времени,отрабатываемой КС-цепью.

| Цель достигается тем, что в устройстве защитной коммутации цепи питания электроустановки между плюсовым и минусовым выводами выпрямителя дополнительно включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора, катода-анода первого стабилитрона и катода-анода второго стабилитрона, анодом первого стабилитрона соединенная с другим выводом второго резистора, а анодом второго стабилитрона - с минусовым выводом выпрямителя, общая точка второго резистора и второго конденсатора через анод-катод второго диода соединена с анодом тиристора и через анод-катод третьего диода — с вторым выводом порогового элемента, выполненного в виде третьего стабилитрона, подключенного анодом к управляющему электроду тиристора, при этом к первому выводу вторичной обмотки трансформатора одним концом подключена цепь из последовательно соединенных четвертого резистора, анода-катода четвертого диода и управляющего входа коммутирующего органа, другим концом подсоединенная к второму выводу вторичной обмотки трансформатора,соединенному с минусовым выводом выпря- 45 мителя, анод четвертого диода через анод-катод пятого диода соединен с анодом тиристора и через последовательно соединенные анод-катод шестого диода и третий конденсатор, шунтированный пятым резистором - с катодом третьего стабилитрона.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства защитной коммутации цепи питания электроустановки.

Устройство защитной коммутации ' цепи питания электроустановки 1

1164814 4

(изображено условно) содержит токоограничивающий элемент- 2, включенный последовательно в цепь питания электроустановки между ее входом и 5 источником питания, коммутирующий орган 3, исполнительный элемент 4 которого включен в цепь питания электроустановки параллельно токоограничивающему элементу, выпрями^,0 тель 5, у которого вход подключен к выходу электроустановки, а между_ плюсовым и минусовым выводами параллельно включены первый конденсатор 6 и цепь из последовательно 15 соединенных первого резистора 7, первого диода 8 и анода-катода тиристора 9, управляющий электрод которого соединен с первым выводом порогового элемента 10, вторым вы20 водом подключенного к выходу КС-цепи, включающий в себя второй резистор 11, одним выводом соединенный с выводом второго конденсатора 12, другим выводом подключенного

25 к минусовому выводу выпрямителя 5, трансформатор 13, первичная обмотка которого подключена к источнику питания электроустановки. Между плюсовым и минусовым выводами вы30 прямителя 5 включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора 14, катода-анода первого стабилитрона 15 и катода-анода второго стабилитрона 16, анодом первого 3₅ стабилитрона 15 соединенная, с другим выводом второго резистора 11,а анодом второго стабилитрона 16 -г с минусовым выводом выпрямителя.Общая точка второго резистора 11 и 40 второго конденсатора 12 через анодкатод второго диода 17 соединена с анодом тиристора 9 и через анодкатод третьего диода 18 — с вторым выводом порогового элемента 10, выполненного в виде третьего стабилитрона, подключенного анодом к управляющему электроду тиристора 9.

К первому выводу вторичной обмотки трансформатора 13 одним концом, под50 ключена цепь из последовательно соединенных четвертого резистора 19, анода-катода четвертого диода 20 и управляющего входа коммутирующего органа 3, другим концом подсое55 диненная к второму выводу вторичной обмотки трансформатора 13, соединенному с минусовым выводом выпрямителя 5. Анод четвертого диода 20

5

1164814

6

через анод-катод пятого диода 21 соединен с анодом тиристора 9 и через последовательно соединенные анод-катод шёстого диода 22 и третий конденсатор 23, шунтированный пятым резистором 24 - с катодом третьего стабилитрона (порогового элемента) 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на электроустановку, например сварочный трансформатор , исполнительный элемент 4 разомкнут. Напряжение на выходе электроустановки понижено до уровня, определяемого токоограничивающим элементом 2. Такое исходное состояние поддерживается тем, что тирис- . тор 9, в цепь управляющего электрода которого включен пороговый элемент 10, включается в момент подачи питающего напряжения путем короткого импульса, поступающего с вторичной обмотки трансформатора 13 через диод 22, конденсатор 23 и пороговый элемент 10 на управляющий электрод тиристора 9.Включенный тиристор 9 шунтирует управляющий вход коммутирующего элемента 3. Постоянное напряжение, поступающее с выпрямителя 5 через резистор 7 и диод 8 на тиристор 9, поддерживает тиристор 9 во включенном состоянии при отрицательной полуволне напряжения на вторичной обмотке трансформатора 13. В этом состоянии устройство может находиться длительно.

При коротком замыкании выходной цепи электроустановки, к которой подключен выпрямитель 5, напряжение этой цепи резко уменьшается, конденсатор 6 разряжается через тиристор 9, и в тот момент, когда напряжение на аноде тиристора становится равным нулю, тиристор выключается, что приводит к включению коммутирующего органа 3 и замыканию его исполнительного элемента 4. Последний шунтирует токоограничивающий элемент 2, и на электроустановку подается полное напряжение питания, обеспечивающее номинальное напряжение, подводимое к нагрузке.

В случае применения сварочного трансформатора это номинальное напряжение равно напряжению дугового промежутка и изменяется в пределах 10-40. В в зависимости от длины дуги. Номинальное напряжение питания нагрузки поступает на выпрямитель 5, который' заряжает конденсатор 6. При отключении нагрузки, например при обрыве электрической дуги, на вход выпрямителя 5 подается напряжение стабилизации стабилитрона 15 выбрано меньше минимального значения напряжения холостого хода, через стабилитрон 15 идет ток, который вызывает падение напряжения на стабилитроне 16. Это напряжение прилагается к времязадающей ЕС-цепи. После того, как напряжение на конденсаторе 12 КС-цепи достигает уровня срабатывания порогового элемента 10, включается тиристор 9, а коммутирующий орган 3 отключается, размыкая исполнительный элемент 4 и вводя в цепь питания электроустановки токоограничивающий элемент 2. Отработка временного интервала стабильна, так как напряжение, подводимое к времяэадающей КС-цепи, стабилизировано стабилитроном 16.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает требуемую коммутацию цепи питания электроустановки, реагируя на его предельные уровни: напряжение короткого замыкания и напряжение холостого хода, причем номинальное напряжение, подводимое к нагрузке, не оказывает воздействия на устройство в достаточно широком диапазоне изменения.

По сравнению с известными предлагаемое устройство характеризуется простотой конструкции, поскольку тиристор 9 используется и как исполнительный элемент, управляющий коммутирующим органом 3, и как запоминающее устройство, фиксирующее появление напряжения холостого хода, и как элемент, реагирующий на напряжение короткого замыкания. Устройство не требует настройки и различных эксплуатационных регулировок, так как предлагаемая конструкция обеспечивает срабатывание в узком диапазоне контролируемых напряжений и формирует стабилизированный сигнал управления. При использовании устройства в сварочных

. 7 1164814 . 8

трансформаторах помимо экономии снижения стоимости, конструкции,

электроэнергии экономический эф- Экономический эффект составляет

фект может быть достигнут путем 71 руб. на одно изделие.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОЙ КОММУТАЦИИ ЦЕПИ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ, содержащее токоограничивающий элемент, включенный последовательно в цепь ‘питания электроустановки между ее входом и источником питания, коммутирующий орган, исполнительный элемент которого включен в цепь питания электроустановки параллельно токоограничивающему элементу, выпрямитель, вход которого подключен к выходу электроустановки, а между плюсовым и минусовым выводами параллельно включены первый конденсатор и цепь из последовательно соединенных первого резистора, первого^ диода и анода-катода тиристора, управляющий электрод которого соединен с первым выводом порогового элемента, вторым выводом подключенного к выходу КС-цепи, включающей в себя второй резистор, одним выводом соединенный с выводом второго конденсатора, другим выводом подключенного к минусовому выводу выпрямителя, а также трансформатор, первичная обмотка

   которого подключена к источнику питания электроустановки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем стабилизации параметров, между плюсовым и минусовым выводами выпрямителя дополнительно включена цепь из п'оследовательно соединенных третьего резистора, катода-анода первого стабилитрона и катода-анода второго стабилитрона, анодом первого стабилитрона соединенная с другим выводом второго резистора, а анодом второго стабилитрона - с минусовым выводом выпрямителя, общая точка Второго резистора и второго конденсатора через анод-катод второго диода соединена с анодом тиристора.и через анодкатод третьего диода - с вторым выводом порогового элемента, выполненного в виде третьего стабилитрона, подключенного анодом к управляющему электроду тиристора, при этом к первому выводу, вторичной обмотки трансформатора одним концом подключена цепь из последовательно соединенных четвертого резистора, анодакатода четвертого диода и управляющего входа коммутирующего органа, другим концом подсоединенная к второму выводу вторичной обмотки трансформатора, соединенному с минусовым выводом выпрямителя, анод четвертого диода через анод-катод пятого диода соединен с анодом тиристора и череэ последовательно соединенные анодкатод шестого диода и третий конденсатор, шунтированный пятым резистором, — с катодом третьего стабилитрона.

   ЗЦ ,..,1164814

   1 1164814 2