RU2157303C1

RU2157303C1 - Apparatus for electric welding with safety voltage of idle stroke and with enhanced stability of ignition and burning of welding arc

Info

Publication number: RU2157303C1
Application number: RU99102131A
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Антипенко; Леонид Петрович Шеремет
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Веста-Электрон"
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-10-10
Also published as: UA41478C2

Abstract

FIELD: welding equipment, possibly welding by means of open arc or plasma arc of alternating or direct electric current in condition of non-stable mains voltage. SUBSTANCE: input of power switch 1 is connected with automatic switch 2 of mains circuit; its output is connected with input of electric welding converter 3 whose power output is connected with welding electrode 4 and whose signal output is connected with input of relay 5 of electric current of arc. Input of shaper 6 of idle-mode pulses is connected with input of switch 1; regulating input of shaper 6 is connected with setter 7 for setting voltage of idle mode; output of shaper 6 is connected with first input of adder 8 and with input of shaper 9 of welding-mode pulses. Regulating input of shaper 9 is connected with controller 10 of electric current of arc; its logic input is connected with output of relay 5 and its output - with second input of adder 8. Output of adder 8 is connected with control input of power switch 1. Circuits 1,5,6,7,8 and their connections form control unit 11. Power switch 1 acts as switching unit and simultaneously as quick-action regulating unit. Apparatus provides stable limitation of voltage at idle mode for providing safety operation of welding operator; at welding and cutting it provides enhanced stability of ignition and burning of welding arc in condition of slagged surface, at short-period reduction of electric current of arc lower than critical value, at large fluctuations and surges of mains electric current. EFFECT: enhanced reliability and safety degree of electric welding process. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному производству и направлено на обеспечение безопасной и качественной работы сварщиков при выполнении сварки и резки открытой или плазменной дугой переменного или постоянного тока в условиях нестабильного напряжения сети. The invention relates to welding production and is aimed at ensuring safe and high-quality work of welders when performing welding and cutting with an open or plasma arc of alternating or direct current under conditions of unstable mains voltage.

Уровень техники. Основными недостатками сварочного оборудования, особенно при ручном перемещении сварочного электрода, является отсутствие надежной защиты сварщика от поражения электрическим током на холостом ходу и низкая устойчивость поджога и горения сварочной дуги на зашлакованной поверхности, а также в условиях большой нестабильности напряжения сети, особенно в отдаленных районах, где колебания и броски напряжения сети достигают 20% в обе стороны. Имеется ряд решений по повышению защиты сварщиков от поражения электрическим током при обрыве дуги путем автоматического снижения напряжения холостого хода до нормативно-допустимой величины (не более 12 В). Однако эти известные решения имеют либо очень сложный релейный блок управления (см. , например, Авторское свидетельство СССР N 1821307, МКИ B 23 K 9/10 от 15.06.93, Бюл. N 22), либо сложный индивидуальный подбор силового конденсатора, включенного в первичную цепь трансформатора (см., например, Авторское свидетельство СССР N 1763122, МКИ B 23 K 9/10 от 23.09.92, Бюл. N 35), либо переход с режима холостого хода на режим сварки путем ручного включения пусковой кнопки для поджога сварочной дуги (см., например, Авторское свидетельство СССР N 1756057, МКИ B 23 K 9/10 от 23.08.92, Бюл. N 31). The prior art. The main disadvantages of welding equipment, especially when manually moving the welding electrode, are the lack of reliable protection of the welder against electric shock at idle and the low stability of arson and burning of the welding arc on a slag surface, as well as in conditions of high instability of the mains voltage, especially in remote areas, where the voltage fluctuations and surges reach 20% in both directions. There are a number of solutions to improve the protection of welders from electric shock during arc breaks by automatically reducing the open circuit voltage to the normative value (not more than 12 V). However, these known solutions have either a very complex relay control unit (see, for example, USSR Author's Certificate N 1821307, MKI B 23 K 9/10 of 06.15.93, Bull. N 22), or a complex individual selection of a power capacitor included in the primary circuit of the transformer (see, for example, USSR Author's Certificate N 1763122, MKI B 23 K 9/10 of 09/23/92, Bull. N 35), or switching from idle mode to welding mode by manually turning on the start button for welding arcs (see, for example, USSR Author's Certificate N 1756057, MKI B 23 K 9/10 of 08.23.92, Bull. N 31).

Устойчивое горение дуги достигается в какой-то степени путем управления малыми токами и высокой симметрии отпирающих импульсов тиристорных ключей (см. , например, Авторское свидетельство Российской Федерации N 2000181, МКИ B 26 K 9/06 от 07.09.93, Бюл. N 33-36). Однако при этом не обеспечивается стабильность поджога и горения сварочной дуги, а также отсутствует функция ограничения напряжения холостого хода. Stable arc burning is achieved to some extent by controlling low currents and high symmetry of the unlocking pulses of the thyristor keys (see, for example, Copyright Certificate of the Russian Federation N 2000181, MKI B 26 K 9/06 of 09/07/93, Bull. N 33- 36). However, this does not ensure the stability of arson and burning of the welding arc, and there is no function of limiting the open circuit voltage.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является "Устройство для сварки" (см. Авторское свидетельство Российской Федерации N 2054346, МКИ B 23 K 9/10, 10/00 от 20.02.96, Бюл. N 5), которое выбрано в качестве прототипа, содержащее электросварочный преобразователь (инвертор, выпрямитель или силовой развязывающий трансформатор), силовой коммутатор, реле тока дуги, реле напряжения холостого хода и логические элементы, благодаря которым повышена степень безопасности при ложных включениях реле тока дуги. Однако при этом устройство имеет и недостатки, т.к. нуждается каждый раз в ручных запусках для возбуждения сварочной дуги и не имеет функций по устойчивости ее поджога и горения. Closest to the proposed invention is a "Device for welding" (see. Copyright certificate of the Russian Federation N 2054346, MKI B 23 K 9/10, 10/00 of 02.20.96, Bull. N 5), which is selected as a prototype, containing electric welding transducer (inverter, rectifier or power isolation transformer), power switch, arc current relay, open circuit voltage relay and logic elements, due to which the degree of safety is increased during false switching on of the arc current relay. However, the device also has disadvantages, as each time it needs manual starts to excite the welding arc and does not have the stability functions of its arson and burning.

Сущность изобретения. В основу изобретения поставлена задача создать устройство для электросварки с безопасным напряжением холостого хода и повышенной устойчивостью поджога и горения сварочной дуги, содержащее силовой коммутатор, сетевым входом подключенный к сетевому автоматическому выключателю, а выходом - к входу электросварочного преобразователя, который силовым выходом подключен к сварочному электроду, а сигнальным выходом - к входу реле тока дуги, отличающееся тем, что в него введены формирователь импульсов режима холостого хода, задатчик напряжения холостого хода, формирователь импульсов режима сварки, регулятор величины тока дуги и сумматор, при этом формирователь импульсов режима холостого хода входом подключен к сетевому входу силового коммутатора, а регулировочным входом - к задатчику напряжения холостого хода, формирователь импульсов режима сварки входом подключен к выходу формирователя импульсов режима холостого хода, регулировочным входом - к регулятору величины тока дуги, а логическим входом - к выходу реле тока дуги, сумматор первым входом подключен к выходу формирователя импульсов режима холостого хода, вторым входом - к выходу формирователя импульсов режима сварки, а выходом - к управляющему входу силового коммутатора. Поставленная задача решается благодаря тому, что силовой коммутатор одновременно исполняет функции ключа и быстродействующего регулирующего элемента. Кроме того, если силовой коммутатор, реле тока дуги, формирователь импульсов режима холостого хода, задатчик напряжения холостого хода, формирователь импульсов режима сварки, регулятор величины тока дуги и сумматор со всеми их связями объединены в блок управления, то при этом блок может изготавливаться в виде автономной приставки. SUMMARY OF THE INVENTION The basis of the invention is the task to create a device for electric welding with a safe open circuit voltage and increased stability of arson and burning of the welding arc, containing a power switch, a network input connected to a network circuit breaker, and an output to the input of the electric welding transducer, which is connected to the welding electrode by a power output and a signal output - to the input of the arc current relay, characterized in that an idle shaper, voltage regulator are introduced into it idle, pulse shaper of the welding mode, the regulator of the arc current value and the adder, while the pulse shaper of the idle mode is connected to the network input of the power switch by the input and the regulating input to the idler, the pulse shaper of the welding mode is connected to the output of the pulse shaper idle mode, the control input - to the regulator of the arc current, and the logic input - to the output of the arc current relay, the adder is connected to the output of the first input For pulses of idle mode, the second input is to the output of the pulse shaper of the welding mode, and the output is to the control input of the power switch. The problem is solved due to the fact that the power switch simultaneously performs the functions of a key and a high-speed regulatory element. In addition, if the power switch, the arc current relay, the idle mode pulse generator, the idle voltage generator, the welding mode pulse generator, the arc current controller and the adder with all their connections are combined into a control unit, then the unit can be made in the form autonomous set-top box.

На фиг. 1 изображена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства. In FIG. 1 shows a functional electrical diagram of the proposed device.

На фиг. 2 показаны графики сигналов работы отдельных электронных узлов. In FIG. 2 shows graphs of the operation signals of individual electronic components.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Предлагаемое устройство содержит такие известные узлы. Силовой коммутатор 1 может быть выполнен на контактно-механической или полупроводниковой основе, например, симмисторе. Сетевой автоматический выключатель 2 является одним из серийных, которые устанавливаются на многих выпускаемых сварочных аппаратах. В качестве электросварочного преобразователя 3 может быть применен инвертор, выпрямитель или силовой развязывающий трансформатор. Сварочный электрод 4 может быть выполнен для сварки открытой или плазменной дугой переменного или постоянного тока. Реле 5 тока дуги должно как можно быстрее включаться, если ток сварочной дуги превысил заданный уровень, и выключаться, если он понизился ниже этого уровня. Оно может быть выполнено, например, на основе совокупности трансформатора тока, измерительного шунта или датчика Холла с электронными пороговыми устройствами, или же на основе герконов. Information confirming the possibility of carrying out the invention. The proposed device contains such well-known nodes. The power switch 1 can be made on the contact-mechanical or semiconductor basis, for example, a simistor. The circuit breaker 2 is one of the serial ones that are installed on many manufactured welding machines. As an electric welding transducer 3, an inverter, a rectifier, or a power isolation transformer can be used. The welding electrode 4 can be made for welding with an open or plasma arc of alternating or direct current. Relay 5 of the arc current should turn on as soon as possible if the current of the welding arc exceeds a predetermined level, and turn off if it drops below this level. It can be performed, for example, based on the combination of a current transformer, a measuring shunt or a Hall sensor with electronic threshold devices, or based on reed switches.

И следующие введенные электронные узлы. Формирователь импульсов 6 режима холостого хода служит для формирования управляющих импульсных сигналов и управления ими через первый вход сумматора 8 ключом силового коммутатора 1. Задатчик 7 напряжения холостого хода представляет собой переменный резистор и позволяет установить на сварочном электроде 4 нормативно-допустимое напряжение холостого хода. Формирователь импульсов 9 предназначен для формирования управляющих импульсных сигналов и управления ими через второй вход сумматора 8 ключом силового коммутатора 1 в режиме сварки. Регулятор 10 представляет собой переменный резистор и позволяет оперативно устанавливать необходимую величину рабочего тока сварочной дуги для конкретного технологического процесса сварки и резки. And the following entered electronic nodes. The idle mode pulse shaper 6 serves to generate control pulse signals and control them through the first input of the adder 8 with the key of the power switch 1. The idle voltage selector 7 is a variable resistor and allows you to set the standard allowable idle voltage on the welding electrode 4. The pulse shaper 9 is designed to generate control pulse signals and control them through the second input of the adder 8 with the key of the power switch 1 in the welding mode. The regulator 10 is a variable resistor and allows you to quickly set the required value of the working current of the welding arc for a specific process of welding and cutting.

Работа устройства осуществляется следующим образом. После включения сетевого автоматического выключателя 2 напряжение сети поступает на входы силового коммутатора 1 и формирователя 6 импульсов холостого хода. В формирователе 6 проводятся простые операции: например, двухполупериодное мостиковое выпрямление сетевого синусоидального напряжения Uc (см. фиг. 2 а), сравнение его с пороговым уровнем напряжения Uп₁ до момента перехода его через нуль (на фиг. 2 этот вариант показан сплошными линиями) и затем выделение импульсных управляющих сигналов Uу₁ по переднему фронту (фиг. 2 б), моменты появления которых будут зависеть от величины каждой амплитуды сетевого напряжения. Эти сигналы, проходя через сумматор 8, все время поступают на управляющий вход силового коммутатора 1, кратковременно замыкая его ключ. В результате с выхода силового коммутатора 1 на вход сварочного преобразователя 3 поступают положительные и отрицательные отрезки синусоидального напряжения Ux.x₁ в районе перехода его через нуль (фиг. 2 в). Благодаря возможности переустановки порогового уровня напряжения Uп₁ с помощью задатчика 7 на выходе сварочного преобразователя 3 устанавливается напряжение холостого хода не выше нормативно-допустимого значения, т.е. не выше 12 В эффективного значения.The operation of the device is as follows. After turning on the network circuit breaker 2, the mains voltage is supplied to the inputs of the power switch 1 and the driver 6 idle pulses. In shaper 6, simple operations are performed: for example, two-half-wave bridge rectification of the mains sinusoidal voltage Uc (see Fig. 2 a), comparing it with the threshold voltage level U ₁ until it passes through zero (in Fig. 2 this option is shown by solid lines) and then the selection of the pulse control signals U ₁ on the leading edge (Fig. 2 b), the moments of appearance of which will depend on the magnitude of each amplitude of the mains voltage. These signals, passing through the adder 8, all the time arrive at the control input of the power switch 1, short-circuiting its key. As a result, the output of the power switch 1 to the input of the welding transducer 3 receives the positive and negative segments of the sinusoidal voltage Ux.x ₁ in the region of its transition through zero (Fig. 2 c). Due to the possibility of resetting the threshold voltage level Uп ₁ using the adjuster 7 at the output of the welding transducer 3, the open-circuit voltage is set no higher than the normative value, i.e. not higher than 12 V of effective value.

С момента замыкания сварочной цепи сварочным электродом 4 с сигнального выхода сварочного преобразователя 3 на реле 5 тока дуги поступают сигналы на его включение. Это реле выполняет разрешающую функцию на формирование сигнала, который с выхода формирователя 9 управляет замыканием ключа силового коммутатора 1 в режиме сварки и резки. Реле имеет высокую чувствительность, т. к. настраивается на включение при величине тока в сварочной цепи порядка нескольких ампер на холостом ходу. При этом благодаря быстродействующим электронным узлам сигнал на разрешение поджога дуги с реле 5 передается мгновенно, а сигнал о переходе на режим холостого хода при снижении тока дуги ниже критического уровня - с задержкой около 1 с. В формирователе 9 проводятся также простые операции: например, использование импульсных сигналов с выхода формирователя 6 как запускающих при формировании пилообразных напряжений Uпил (фиг. 2 г), сравнение их с пороговым уровнем напряжения Uп₂ (фиг. 2 г) и затем выделение импульсных управляющих сигналов по переднему фронту Uу₂ (фиг. 2 д), моменты появления которых будут зависеть от величины каждой амплитуды сетевого напряжения. Эти сигналы, пройдя через сумматор 8, поступают на управляющий вход силового коммутатора 1, замыкая его ключ до момента прихода следующего импульсного сигнала с формирователя 6. В результате с выхода силового коммутатора 1 на вход сварочного преобразователя 3 поступают положительные и отрицательные отрезки синусоидального напряжения сети Uсв₁ со срезами после перехода его через нуль (фиг. 2 е). Благодаря регулировке порогового уровня напряжения Uп₂ с помощью регулятора 10 величины тока дуги на силовом выходе сварочного преобразователя 3 можно оперативно устанавливать необходимую величину рабочего тока сварочной дуги для конкретного технологического процесса сварки или резки.From the moment the welding circuit is closed by the welding electrode 4 from the signal output of the welding transducer 3 to the relay 5 of the arc current, signals are received to turn it on. This relay performs an enabling function for generating a signal that, from the output of the driver 9, controls the closure of the key of the power switch 1 in the welding and cutting mode. The relay has a high sensitivity, because it is configured to turn on when the current in the welding circuit is of the order of several amperes at idle. At the same time, thanks to high-speed electronic components, the signal for resolving the arcing of an arc from relay 5 is transmitted instantly, and the signal to switch to idle mode when the arc current drops below a critical level is delayed by about 1 s. In shaper 9, simple operations are also carried out: for example, using pulse signals from the output of shaper 6 as triggering when sawtooth voltage Upil is generated (Fig. 2 g), comparing them with a threshold voltage level of Up ₂ (Fig. 2 g) and then selecting pulse control signals on the leading edge of Uу ₂ (Fig. 2 e), the moments of occurrence of which will depend on the magnitude of each amplitude of the mains voltage. These signals, passing through the adder 8, are fed to the control input of the power switch 1, closing its key until the next pulse signal comes from the shaper 6. As a result, the output of the power switch 1 at the input of the welding transducer 3 receives positive and negative segments of the sinusoidal voltage of the network Uсв ₁ with slices after passing through zero (Fig. 2 e). By adjusting the threshold voltage level Uп ₂ using the regulator 10 of the arc current at the power output of the welding transducer 3, you can quickly set the required operating current of the welding arc for a specific welding or cutting process.

Выключение дуги происходит за счет увеличения ее длины выше критической или, точнее, за счет снижения величины тока дуги ниже критического уровня. В этом случае исчезают сигналы на включение реле 5 тока дуги, однако сигнал с реле 5 на логический вход формирователя 9 не исчезает еще около 1 секунды, и ключ силового коммутатора 1 продолжает работать в режиме сварки в течение этого времени. После этого работа ключа силового коммутатора в режиме сварки прекращается, и он переходит на работу в ранее описанный режим холостого хода. Turning off the arc occurs by increasing its length above the critical or, more precisely, by reducing the magnitude of the arc current below the critical level. In this case, the signals to turn on the arc current relay 5 disappear, however, the signal from the relay 5 to the logic input of the driver 9 does not disappear for about 1 second, and the key of the power switch 1 continues to work in welding mode during this time. After that, the operation of the power switch key in the welding mode is terminated, and it switches to work in the previously described idle mode.

Таким образом, мгновенная подача напряжения сварки на сварочный электрод при малом токе замыкания сварочной цепи в несколько ампер обеспечивает повышенную устойчивость и надежность поджога сварочной дуги. А временная задержка выключения реле 5 обеспечивает повышенную устойчивость горения сварочной дуги. Так, например, в случае ручного перемещения электрода при сварочных работах сложно выдержать стабильную длину сварочной дуги. При этом неизбежны многократные и кратковременные снижения величины тока дуги ниже критического уровня, соответствующие выключения реле 5, которые в известных устройствах вызывают аналогичные отключения напряжения сварки и необходимость в последующих поджогах электрической дуги. В предлагаемом устройстве благодаря указанной временной задержке в этот период на сварочный электрод будет подаваться напряжение сварки, независимо от величины тока в сварочной цепи, что обеспечивает повышенную устойчивость горения сварочной дуги. Кроме того, ранее указанная зависимость моментов появления импульсных управляющих сигналов Uу₁ и Uу₂ от величины амплитуд сетевого напряжения используется для стабилизации установленных напряжений режимов холостого хода, сварки и резки. При этом отработка процесса стабилизации осуществляется за четверть периода синусоиды напряжения сети, т.е. за время не более 0,005 с. Например, при уменьшении напряжения сети до Uc_min передние фронты импульсов управляющих сигналов Uу₁ и Uу₂ уходят влево (на фиг. 2 этот вариант показан пунктирными линиями), тем самым расширяя площадь отрезков синусоиды и увеличивая эффективное значение напряжения сварки на входе сварочного преобразователя как в режиме холостого хода, так и в режиме сварки и резки. Такое автоматическое увеличение напряжения сварки эквивалентно работе сварочного аппарата от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением, что очень существенно в отдаленных районах, где сопротивления подводящих проводов может быть существенным. Следовательно, такая стабилизация напряжения на входе сварочного преобразователя поддерживает и ограничивает установленные нормативно-допустимое напряжение холостого хода и напряжение сварки, а также повышает устойчивость поджога и горения сварочной дуги при больших колебаниях и бросках напряжения сети.Thus, the instantaneous supply of welding voltage to the welding electrode at a low current of the welding circuit of several amperes provides increased stability and reliability of the arcing of the welding arc. And the time delay for turning off the relay 5 provides increased stability of the welding arc. So, for example, in the case of manual movement of the electrode during welding, it is difficult to maintain a stable length of the welding arc. In this case, multiple and short-term drops in the arc current below the critical level are inevitable, corresponding to the switching off of the relay 5, which in known devices cause similar switching-off of the welding voltage and the need for subsequent arcing of the electric arc. In the proposed device, due to the specified time delay during this period, the welding voltage will be supplied to the welding electrode, regardless of the current value in the welding circuit, which provides increased stability of the combustion of the welding arc. In addition, the previously indicated dependence of the moments of the appearance of the pulse control signals Uу ₁ and Уу ₂ on the magnitudes of the amplitudes of the mains voltage is used to stabilize the set voltages of the idling, welding and cutting modes. At the same time, the stabilization process is developed over a quarter of the period of the sine wave of the mains voltage, i.e. for a time not exceeding 0.005 s. For example, when the network voltage decreases to Uc _{min, the} leading edges of the control signal pulses Uу ₁ and Уу ₂ go to the left (in Fig. 2 this option is shown by dashed lines), thereby expanding the area of the sinusoid segments and increasing the effective value of the welding voltage at the input of the welding transducer as in idle mode, and in welding and cutting mode. Such an automatic increase in the welding voltage is equivalent to the operation of the welding machine from a voltage source with a small internal resistance, which is very significant in remote areas where the resistance of the lead wires can be significant. Therefore, such stabilization of the voltage at the input of the welding transducer supports and limits the established normative-permissible open-circuit voltage and welding voltage, and also increases the stability of arson and burning of the welding arc during large fluctuations and surges of the mains voltage.

Таким образом, вышеуказанные результаты достигнуты благодаря введению силового коммутатора, который с помощью электронного управления одновременно исполняет функции ключа и быстродействующего регулирующего элемента. Thus, the above results are achieved thanks to the introduction of a power switch, which, using electronic control, simultaneously performs the functions of a key and a high-speed regulatory element.

Повышенная устойчивость поджога и горения сварочной дуги, возможность регулировки величины рабочего тока дуги и работа сварщика при безопасном напряжении холостого хода обеспечивают повышение качества и производительности его труда, особенно при ручных режимах сварки и резки, которые составляют наибольший объем сварочных работ. Increased stability of arson and burning of the welding arc, the ability to adjust the operating current of the arc and the welder's work at a safe open-circuit voltage provide an increase in the quality and productivity of his work, especially with manual welding and cutting modes, which make up the largest amount of welding work.

Предлагаемое устройство позволяет снизить потребление электроэнергии в режиме холостого хода. Так, например, у трансформаторных сварочных аппаратов типа ТДМ ток холостого хода около 6 А при напряжении сети 380 В. Следовательно, потребляемая мощность аппаратом составляет около 2,3 кВт. Время режима холостого хода достаточно велико в общем рабочем времени, т.е. около 4 ч из 7 ч. Следовательно, расход электроэнергии за 4 ч только одного рабочего дня составит около 9,2 кВт•ч. В предлагаемом устройстве ток холостого хода при равных условиях составляет не более 0,5 А, т.е. оно будет в 12 раз экономнее. The proposed device can reduce power consumption in idle mode. So, for example, transformer welding machines of the TDM type have an idle current of about 6 A at a network voltage of 380 V. Therefore, the power consumption of the device is about 2.3 kW. The idle time is quite long in the total working time, i.e. about 4 hours out of 7 hours. Consequently, the energy consumption for 4 hours of only one working day will be about 9.2 kWh. In the proposed device, the open circuit current under equal conditions is not more than 0.5 A, i.e. it will be 12 times more economical.

Предлагаемое устройство имеет малые весовые и габаритные характеристики. Авторами был разработан, изготовлен и испытан лабораторный макет блока управления предлагаемого устройства на полупроводниковой базе (см. cхему электрическую принципиальную в приложении 1). Вес блока управления не превышает 2 кг, его габаритные размеры 125 х 125 х 60 мм. Для токов сварочной дуги до 600 А габариты радиатора охлаждения вместе с симмисторным ключом силового коммутатора не превышают размеры 80 х 120 х 50 мм. Данный блок управления испытан в составе серийного сварочного трансформаторного аппарата типа ТДМ-402У2. The proposed device has small weight and overall characteristics. The authors developed, manufactured and tested a laboratory prototype of the control unit of the proposed device on a semiconductor base (see the electrical circuit diagram in Appendix 1). The weight of the control unit does not exceed 2 kg, its overall dimensions are 125 x 125 x 60 mm. For welding arc currents up to 600 A, the dimensions of the cooling radiator together with the simistor key of the power switch do not exceed the dimensions 80 x 120 x 50 mm. This control unit is tested as part of a serial welding transformer apparatus type TDM-402U2.

При таких весовых и габаритных характеристиках блок управления 11, состоящий из узлов 1, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 с их вышеуказанными связями, может успешно изготавливаться как автономная приставка. Эта приставка может устанавливаться в корпус, ранее выпущенного сварочного аппарата без ограничителя напряжения холостого хода, и включаться в разрыв цепи между сетевым автоматическим выключателем и входом электросварочного преобразователя, например трансформатора. При этом переделанные сварочные аппараты будут иметь все вышеуказанные функции и преимущества предлагаемого устройства. With such weight and overall characteristics, the control unit 11, consisting of nodes 1, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 with their aforementioned connections, can be successfully manufactured as an autonomous prefix. This set-top box can be installed in the housing of a previously released welding machine without an open circuit voltage limiter and can be connected to an open circuit between a circuit breaker and the input of an electric welding transducer, such as a transformer. At the same time, the converted welding machines will have all the above functions and advantages of the proposed device.

В приложении 2 приведены нормативные требования по безопасности сварочного оборудования и обязательной комплектацией его ограничителями напряжения холостого хода. Appendix 2 summarizes the regulatory requirements for the safety of welding equipment and its mandatory completion with open circuit voltage limiters.

Перечень элементов к Приложению 1
"Устройство для электросварки с безопасным напряжением холостого хода и повышенной устойчивостью поджога и горения сварочной дуги"
Резистор R₁ - 100 Ом
Резистор R₂ - 200 Ом
Резистор R₃ - 200 Ом
Резистор R₄ - 100 кОм
Резистор R₅ - 3 кОм
Резистор R₆ - 4,3 Ом
Резистор R₇ - 10 кОм
Резистор R₈ - 1 кОм
Резистор R₉ - 300 Ом
Резистор R₁₀ - 3,3 кОм
Резистор R₁₁ - 15 кОм
Резистор R₁₂ - 200 кОм
Резистор R₁₃ - 5,1 кОм
Резистор R₁₄ - 5,1 кОм
Резистор R₁₅ - 10 кОм
Резистор R₁₆ - 300 Ом
Резистор R₁₇ - 5,1 кОм
Резистор R₁₈ - 33 кОм
Резистор R₁₉ - 620 Ом
Резистор R₂₀ - 6,8 кОм
Резистор R₂₁ - 240 Ом
Резистор R₂₂ - 1 кОм
Резистор R₂₃ - 4,3 кОм
Резистор R₂₄ - 10 кОм
Резистор R₂₅ - 51 кОм
Резистор R₂₆ - 30 кОм
Конденсатор C₁ - 1000 мкФ х 16 В
Конденсатор C₂ - 1000 мкФ х 25 В
Конденсатор C₃ - 200 мкФ х 15 В
Конденсатор C₄ - 0,1 мкФ х 25 В
Конденсатор C₅ - 0,15 мкФ х 25 В
Конденсатор C₆ - 50 мкФ х 25 В
Микросхема DD₁ - К 561 ЛА7
Микросхема DD₂-DD₄ - К 554 СА3А
Транзистор VT₁ - КТ 315 Г
Транзистор VT₂ - КТ 815 Г
Транзистор VT₃-VT₄ - КТ 315 Г
Диодный мостик VD₁ - КЦ 407 А
Диод VD₂ - КД 102 А
Стабилитрон VD₃ - Д 818 В
Фотосиммистор VD₄ - МТОТО-100
Диодный мостик VD₃ - КЦ 407 А
Диод VD₆-VD₁₃ - КД 102 А
Диод VD₁₄-VD₁₅ - КД 212 А
Диод VD₁₆-VD₁₇ - КД 102 А
Трансформатор сетевой понижающий Тр.1
Трансформатор импульсный Тр.2
Трансформатор тока Тр.3 (одет на кабель сварочного электрода)
Приложение 2
"Устройство для электросварки с безопасным напряжением холостого хода и повышенной устойчивостью поджога и горения сварочной дуги"
Об ограничителях напряжения холостого хода
Согласно требованиям пункта 2.4 ГОСТ 12.2.007.8-75 "Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности" необходимо оборудование для ручной дуговой сварки с источником переменного тока обеспечивать ограничителями напряжения холостого хода. Они должны снижать напряжение холостого хода на выходных зажимах до значения не выше 12 В не позже 1 с после разрыва сварочной цепи.List of elements to Appendix 1
"Device for electric welding with safe open-circuit voltage and increased stability of arson and burning of the welding arc"
Resistor R ₁ - 100 Ohm
Resistor R ₂ - 200 Ohms
Resistor R ₃ - 200 Ohms
Resistor R ₄ - 100 kOhm
Resistor R ₅ - 3 kOhm
Resistor R ₆ - 4.3 Ohms
Resistor R ₇ - 10 kOhm
Resistor R ₈ - 1 kOhm
Resistor R ₉ - 300 Ohm
Resistor R ₁₀ - 3.3 kOhm
Resistor R ₁₁ - 15 kOhm
Resistor R ₁₂ - 200 kOhm
Resistor R ₁₃ - 5.1 kOhm
Resistor R ₁₄ - 5.1 kOhm
Resistor R ₁₅ - 10k
Resistor R ₁₆ - 300 Ohm
Resistor R ₁₇ - 5.1 kOhm
Resistor R ₁₈ - 33 kOhm
Resistor R ₁₉ - 620 Ohm
Resistor R ₂₀ - 6.8 kOhm
Resistor R ₂₁ - 240 Ohm
Resistor R ₂₂ - 1 kOhm
Resistor R ₂₃ - 4.3 kOhm
Resistor R ₂₄ - 10 kOhm
Resistor R ₂₅ - 51 kOhm
Resistor R ₂₆ - 30 kilohms
Capacitor C ₁ - 1000 μF x 16 V
Capacitor C ₂ - 1000 μF x 25 V
Capacitor C ₃ - 200 μF x 15 V
Capacitor C ₄ - 0.1 μF x 25 V
Capacitor C ₅ - 0.15 μF x 25 V
Capacitor C ₆ - 50 μF x 25 V
Microcircuit DD ₁ - K 561 LA7
Chip DD ₂ -DD ₄ - K 554 CA3A
Transistor VT ₁ - CT 315 G
Transistor VT ₂ - CT 815 G
Transistor VT ₃ -VT ₄ - CT 315 G
Diode bridge VD ₁ - KC 407 A
Diode VD ₂ - KD 102 A
Zener diode VD ₃ - D 818 V
Photosimistor VD ₄ - MTOTO-100
Diode bridge VD ₃ - KC 407 A
Diode VD ₆ -VD ₁₃ - KD 102 A
Diode VD ₁₄ -VD ₁₅ - KD 212 A
Diode VD ₁₆ -VD ₁₇ - KD 102 A
Step-down network transformer Tr. 1
Pulse transformer Tr.2
Current transformer Tr.3 (dressed on a welding electrode cable)
Appendix 2
"Device for electric welding with safe open-circuit voltage and increased stability of arson and burning of the welding arc"
About open circuit voltage limiters
According to the requirements of clause 2.4 of GOST 12.2.007.8-75 "Electric welding and plasma processing devices. Safety requirements", equipment for manual arc welding with an AC source must be provided with open-circuit voltage limiters. They must reduce the open circuit voltage at the output terminals to a value of no higher than 12 V no later than 1 s after breaking the welding circuit.

Пункт 7.14 ДСТУ 2456-94 (Украина) "Зварювання дугове i електрошлакове" содержит аналогичные требования к оборудованию для ручной электродуговой сварки. Соблюдение этих требований обеспечивает безопасное использование оборудования при выполнении работ как в нормальных условиях, так и в условиях повышенной опасности и в особенно опасных условиях согласно пункту 1.1.13 ПУЭ. Clause 7.14 of DSTU 2456-94 (Ukraine) “Zvaryuvannya arc i elektroslakova” contains similar requirements for equipment for manual arc welding. Compliance with these requirements ensures the safe use of equipment when performing work both under normal conditions and in conditions of increased danger and in especially dangerous conditions in accordance with clause 1.1.13 of the EMP.

Как показывают материалы проверок технического состояния сварочного оборудования и результаты расследования причин несчастных случаев со смертельным исходом при проведении электросварочных работ, имеют место многочисленные нарушения требований вышеупомянутых нормативных требований по охране труда. As the materials on inspecting the technical condition of welding equipment and the results of the investigation of the causes of fatal accidents during electric welding work show, there are numerous violations of the requirements of the above regulatory requirements for labor protection.

С целью устранения недостатков Комитет по надзору за охраной труда (Украина) своим письмом от 16.12.97 года N 08-6/5063 обязал начальников территориальных управлений потребовать от руководителей предприятий-изготовителей, начиная с 01.01.98 года, обязательную комплектацию оборудования для ручной дуговой сварки с источником переменного тока ограничителями напряжения холостого хода. In order to eliminate the shortcomings, the Committee for the Protection of Labor and Safety (Ukraine), by its letter of 16.12.97, N 08-6 / 5063, obliged the heads of territorial departments to require the heads of manufacturing enterprises, starting from 01.01.98, to compulsory equipment for manual arc welding with an alternating current source with open circuit voltage limiters.

Одновременно Комитет по надзору за охраной труда принял решение о запрещении с 01.03.98 года эксплуатации такого сварочного оборудования без ограничителей напряжения холостого хода. At the same time, the Occupational Safety and Health Supervision Committee decided to prohibit the use of such welding equipment without open circuit voltage limiters from 01.03.98.

Claims

1. Device for electric welding with a safe open circuit voltage and increased stability of arson and burning of the welding arc, containing a power switch, a network input connected to a network circuit breaker, and an output to the input of the electric welding transducer, which is connected to the welding electrode by a power output, and a signal output - to the input of the arc current relay, characterized in that an idle-mode pulse shaper, an idle voltage adjuster, a pulse shaper are introduced into it welding, the regulator of the arc current value and the adder, while the idle pulse generator is connected to the network input of the power switch by the input and the idle voltage adjuster, the input pulse generator is connected to the output of the idle pulse generator, regulatory input - to the regulator of the arc current value, and a logical input - to the output of the arc current relay, the adder is connected to the output of the idle pulse shaper as the first input, and the second input the house - to the output of the pulse shaper of the welding mode, and the output to the control input of the power switch.

2. The device according to claim 1, characterized in that the power switch, the arc current relay, the idle pulse generator, the idle voltage generator, the welding pulse generator, the arc current controller and the adder with all their connections are combined into a control unit, while the unit is made in the form of a stand-alone console.

3. The device according to claim 2, characterized in that the electric welding transducer is made in the form of an electric welding transformer.