SU1505701A1 - Apparatus for ignition and power supply of plasma arc - Google Patents
Apparatus for ignition and power supply of plasma arc Download PDFInfo
- Publication number
- SU1505701A1 SU1505701A1 SU874284057A SU4284057A SU1505701A1 SU 1505701 A1 SU1505701 A1 SU 1505701A1 SU 874284057 A SU874284057 A SU 874284057A SU 4284057 A SU4284057 A SU 4284057A SU 1505701 A1 SU1505701 A1 SU 1505701A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- control unit
- inputs
- input
- outputs
- comparators
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в установках, в которых примен ютс плазмотроны , в частности, дл резки металла. Цель изобретени - улучшение динамических характеристик плазменной дуги, энергетических и массогабаритных показателей устройства. Устройство содержит силовой трансформатор, подключенные к электродам плазменной горелки датчик тока и сглаживающий дроссель. Между питающей сетью и первичной обмоткой силового трансформатора включены встречно включенные пары транзисторов. Наличие блока фазового сдвига, устройства сравнени и введение четырех аналоговых ключей, устройства блокировки фазового сдвига и блока управлени позвол ет осуществл ть плавное зажигание и питание плазменной дуги стабилизированным током. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.The invention relates to mechanical engineering and can be used in installations in which plasma torches are used, in particular, for metal cutting. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics of the plasma arc, energy and mass and dimensions of the device. The device contains a power transformer connected to the electrodes of the plasma torch current sensor and a smoothing choke. The opposite-connected pairs of transistors are connected between the power supply network and the primary winding of the power transformer. The presence of a phase shift unit, a comparator and the introduction of four analog switches, a phase shift blocking device, and a control unit allow a smooth ignition and power supply of the plasma arc with a stabilized current. 2 hp f-ly, 1 ill., 1 tab.
Description
Изобретение относитс к электротехнике, а именно к устройствам с характерной дуговой нагрузкой, и может найти применение во всех област х техники и технологии , где примен ютс плазмотроны, в частности в установках дл плазменной резки металла.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices with a characteristic arc load, and can find application in all areas of engineering and technology where plasmatrons are used, in particular in installations for plasma metal cutting.
Целью изобретени вл етс улучшение динамических характеристик плазменной дуги , энергетических и массогабаритнь1х показателей устройства.The aim of the invention is to improve the dynamic characteristics of the plasma arc, energy and mass and size parameters of the device.
На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.
Состо ние аналоговых ключей, компараторов и кнопки пуска в зависимости от режима работы устройства приведено в таблице .The state of analog switches, comparators and start buttons, depending on the device operation mode, is given in the table.
Устройство содержит силовой трансформатор 1, вторична обмотка которого соединена через неуправл емый выпр митель 2,The device contains a power transformer 1, the secondary winding of which is connected through an uncontrolled rectifier 2,
содержащий в выходной цепи датчик 3 тока и сглаживающий дроссель 4, с электродами плазменной горелки 5, к катоду 6 и соплу 7 которой подключен осцилл тор 8. Между питающей сетью 9 и первичной обмоткой силового трансформатора 1 включены встречно-параллельно пары тиристоров 10. Устройство содержит также зар дную RC- цепь, состо щую из последовательно соединенных резистора 11, конденсатора 12 и аналогового ключа 13. Параллельно конденсатору 12 подсоединен второй аналоговый ключ 14, а точка соединени резистора 11 и конденсатора 12 подключена к одному из входов устройства 15 сравнени , второй вход которого соединен с выходом датчика 3 тока, а выход - с блоком 16 фазового сдвига через третий аналоговый ключ 17, при этом выходные клеммы блока 16 фазового сдвига подключены к управл юслcontaining in the output circuit a current sensor 3 and a smoothing choke 4, with electrodes of a plasma torch 5, to the cathode 6 and the nozzle 7 of which is connected an oscillator 8. Between the supply network 9 and the primary winding of the power transformer 1 are connected anti-parallel to the thyristor pair 10. The device contains also charged RC circuit consisting of series-connected resistors 11, capacitor 12 and analog switch 13. Parallel to capacitor 12, a second analog switch 14 is connected, and the connection point of resistor 11 and capacitor 12 is connected to one inputs of the comparison unit 15, a second input coupled to an output of the current sensor 3, and an output - with a phase shift unit 16 via the third analog switch 17, the output terminals of the phase shift unit 16 are connected to the control yusl
о сд about sd
щим электродам встречно-включенных пар тиристоров 10.common electrodes of on-thyristor pairs 10.
Установка содержит устройство 18 блокировки фазового сдвига, которое через аналоговый ключ 19 подключено к блоку 16 фазового сдвига, а также блок 20 управле- ни работой установки, который включает три компаратора 21-23, демультиплексор 24, шифратор 25 и три логических элемента 2И 26-28. Выход датчика 3 тока соединенThe installation contains a phase shift locking device 18, which is connected via an analog switch 19 to a phase shift unit 16, as well as a unit operation control unit 20, which includes three comparators 21-23, a demultiplexer 24, an encoder 25, and three logic elements 2I 26- 28 The output of current sensor 3 is connected
через него минимального тока плазменной дуги, измен ет свое состо ние второй компаратор 22 и комбинаци потенциалов на выходе шифратора 25 блока 20 управлени измен етс . В этом состо нии включен только аналоговый ключ 19, который подключает к блоку 16 фазового сдвига устройство 18 блокировки фазового сдвига.through it the minimum current of the plasma arc, the second comparator 22 changes its state and the combination of potentials at the output of the encoder 25 of the control unit 20 is changed. In this state, only the analog switch 19 is turned on, which connects the phase shift interlock device 18 to the phase shift block 16.
Таким образом, к управл ющим электрос пр мым входом компаратора 21, к инверс- tO дам встречно-включенных тиристоров 10 ному входу которого, а также пр мому входу компаратора 22 прикладываетс опорное напр жение UMHH, равное по величине падению напр жени на датчике 3 тока при протекании через него минимального тока с приложено максимальное напр жение холос- плазменной дуги. Инвентирующие входы ком- того хода установки. После пробо воздуш- параторов 22 и 23 подключены к точкеThus, the control electrical direct input of the comparator 21, to the inverse of the opposite thyristors, the 10th input of which, as well as the direct input of the comparator 22, are applied to the reference voltage UMHH equal to the voltage drop on the current sensor 3 when a minimum current flows through it, the maximum voltage of the holos-plasma arc is applied. Inventing inputs of the installation stroke. After a sample of air parators 22 and 23 are connected to the point
прикладываютс импульсы, синхронизированные с моментом перехода через нуль напр жени питаюш.ей сети 9, следовательно , к электродам плазменной горелки 5pulses are applied, synchronized with the moment of voltage crossing the power supply network 9, therefore, to the electrodes of the plasma torch 5
и iici подключены к соединени резистора 11 и конденсатора 12 зар дной RC-цепи, а к пр мому входу компаратора 23 прикладываетс опорное напр жение ий, равное по величине падению напр жени на датчике 3 тока при протекании через него номинального тока плазменной дуги. Выходы каждого из трех компараторов 21-23 соединены соответственно с входами логических элементов 2И 26-28, вторые входы которых объединены и подключены к точке соединени кнопки 29 пуска и первого токоограничительного резистора 30 а выходы - к адресным шинам Х|, Х2, Хз демультиплексора 24. Вход де.мультиплексоного промежутка осцилл тором 8 между катодом 6 и соплом 7 возникает дуга, котора выдуваетс плазмообразующим газом из плазменной горелки и замыкает цепь 20 основной дуги плазмотрона. При достижении токоплазменной дуги минимального значени , при котором ее горение устойчиво, измен ет свое состо ние первый компаратор 21, ив результате блок 20 управлени закрывает аналоговый ключ 19, отключив устройство 18 блокировки фазового сдвига , открывает аналоговый ключ 13, продолжа зар д конденсатора 12, и открывает аналоговый ключ 17, подключа устройство 15 сравнени к блоку 16 фазового сдвига.and iici are connected to the connection of the resistor 11 and the capacitor 12 of the RC circuit, and a direct voltage equal to the voltage drop across the current sensor 3 is applied to the forward input of the comparator 23 when the plasma arc current flows through it. The outputs of each of the three comparators 21-23 are connected respectively to the inputs of logic elements 2I 26-28, the second inputs of which are combined and connected to the connection point of the start button 29 and the first current-limiting resistor 30 and the outputs to the address bus X |, X2, Xs of the demultiplexer 24 The inlet of the multiplexon gap by an oscillator 8 between the cathode 6 and the nozzle 7 produces an arc, which is blown out by the plasma-forming gas from the plasma torch and closes the circuit 20 of the main arc of the plasma torch. When the current plasma arc reaches the minimum value at which its burning is stable, the first comparator 21 changes its state, and as a result, the control unit 20 closes the analog switch 19, disconnecting the phase shift interlock device 18, opens the analog switch 13, continuing the charge of the capacitor 12, and opens the analog switch 17, connecting the comparison device 15 to the phase shifter 16.
2525
3535
ра 24 через токоограничительный резистор 31 зо результате переключений угол открывани Pa 24 through the current limiting resistor 31
тиристоров 10 уменьшаетс до величины, при которой ток плазменной дуги минимален. В дальнейшем происходит плавное нарастание угла открывани тиристоров 10 с заданной посто нной времени RC-цепи. Одновременно с нарастанием тока плазменной дуги осуществл етс его стабилизаци . При достижении током плазменной дуги номинального значени измен ет свое состо ние, по сравнению с предыдущим, компаратор 23. В результате остаетс включенным только аналоговый ключ 17 и устройство питает плазменную дугу стабильным током. Выключение установки осуществл етс замыканием пусковой кнопки 29. При этом к одному из входов каждого логического элемента 2И .г 26-28 приложен потенциал нулевого уровн , который закрывает их. На адресные шины демультиплексора 24 поступают логические нули, независимо от состо ни компараторов 21-23. В результате блок 20 управлени выключает все аналоговые ключи, кросоединен с точкой положительного потенциала источника питани блока управлени и резистором 30, а выходы подключены к входам п ифратора 25, четыре выхода которого подключены соответственно к управл ющим электродам четырех аналоговых ключей 13, 14, 17 и 19.thyristors 10 is reduced to a value at which the plasma arc current is minimal. In the future, there is a gradual increase in the opening angle of the thyristors 10 with a given RC time constant. Simultaneously with the increase in the current of the plasma arc, its stabilization is carried out. When the current of the plasma arc reaches its nominal value, the comparator 23 changes its state compared to the previous one. As a result, only the analog switch 17 is turned on and the device feeds the plasma arc with a stable current. Switching off the installation is carried out by closing the start button 29. At the same time, a potential of zero level is applied to one of the inputs of each logic element 2I. D 26-28, which closes them. Logic zeros are fed to the address busses of the demultiplexer 24, regardless of the state of the comparators 21-23. As a result, the control unit 20 turns off all analog switches, is connected to the positive potential point of the power supply of the control unit and the resistor 30, and the outputs are connected to inputs of a terminal 25, four outputs of which are connected respectively to the control electrodes of four analog switches 13, 14, 17 and nineteen.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При на жатии кнопки 29 пуска к одному из входов каждого логического элемента 2И 26-28 через токоограничительный резистор 30 прикладываетс сигнал положительного уровн . К входу демультиплексора 24 через токоограничительный резистор 31 также прикладываетс положительный потенциал , а на его адресные шины Xi, Х2, Хз через элементы 26-28 с выходов компараторов 21-23 поступает комбинаци сигналов высокого и низкого уровней, котора определ етс величиной напр жени на зар дном конденсаторе 12, а также величиной тока плазменной дуги. В начальный мо40When pressing the start button 29 to one of the inputs of each logic element 2I 26-28, a positive level signal is applied through the current-limiting resistor 30. A positive potential is also applied to the input of the demultiplexer 24 through the current-limiting resistor 31, and its address buses Xi, X2, Xs through the elements 26-28 from the outputs of the comparators 21-23 receive a combination of high and low levels, which is determined by the magnitude of the charging voltage the bottom of the capacitor 12, as well as the magnitude of the current plasma arc. In the initial 40
мент пуска напр жение на конденсаторе 12 50 - Р который разр жаетс конден- и ток плазменной дуги равны нулю. Соот-сатор 12.Startup Voltage on the capacitor 12 50 - Р which discharges the condensate and the plasma arc current is zero. Match 12.
ветствующа информаци на выходах комТаким образом, установка гграктическиCorresponding information at the outputs is commensurately, the installation is practically
параторов преобразуетс демульти- плексором 24 и шифратором 25 в комбинацию управл ющих сигналов, благодар которым открываетс первый аналоговый ключ 13 и начинаетс зар д конденсатора 12. При достижении на конденсаторе 12 величины напр жени , равной падению напр жени на датчике 3 тока при протеканииParameters are converted by the demultiplexer 24 and encoder 25 into a combination of control signals, through which the first analog switch 13 is opened and the capacitor 12 starts charging. When the capacitor 12 reaches a voltage equal to the voltage drop on the current sensor 3
мгновенно будет готова к последующему запуску, который возможен при размыка- 55 НИИ пусковой кнопки 29. В случае внезапного погасани плазменной дуги в процессе работы устройства из-за значительных флуктуации плазмообразующего газа или по другим причинам на выходе всех трех компарачерез него минимального тока плазменной дуги, измен ет свое состо ние второй компаратор 22 и комбинаци потенциалов на выходе шифратора 25 блока 20 управлени измен етс . В этом состо нии включен только аналоговый ключ 19, который подключает к блоку 16 фазового сдвига устройство 18 блокировки фазового сдвига.it will instantly be ready for subsequent launch, which is possible when the start-up button 29 is opened. In the event of a sudden extinction of the plasma arc during operation of the device due to significant fluctuations of the plasma-forming gas or for other reasons, the output of all three comparators through it is the minimum plasma arc current, The second comparator 22 changes its state and the combination of potentials at the output of the encoder 25 of the control unit 20 is changed. In this state, only the analog switch 19 is turned on, which connects the phase shift interlock device 18 to the phase shift block 16.
Таким образом, к управл ющим электро дам встречно-включенных тиристоров 10 приложено максимальное напр жение холос- того хода установки. После пробо воздуш- Thus, the maximum control voltage of the installation is applied to the control electrodes of the on-connected thyristors 10. After the air breakdown
дам встречно-включенных тиристоров 10 приложено максимальное напр жение холос- того хода установки. После пробо воздуш- I will give counter-switched thyristors 10 the maximum voltage of the idle stroke of the installation is applied. After the air breakdown
прикладываютс импульсы, синхронизированные с моментом перехода через нуль напр жени питаюш.ей сети 9, следовательно , к электродам плазменной горелки 5pulses are applied, synchronized with the moment of voltage crossing the power supply network 9, therefore, to the electrodes of the plasma torch 5
дам встречно-включенных тиристоров 10 приложено максимальное напр жение холос- того хода установки. После пробо воздуш- I will give counter-switched thyristors 10 the maximum voltage of the idle stroke of the installation is applied. After the air breakdown
ного промежутка осцилл тором 8 между катодом 6 и соплом 7 возникает дуга, котора выдуваетс плазмообразующим газом из плазменной горелки и замыкает цепь основной дуги плазмотрона. При достижении токоплазменной дуги минимального значени , при котором ее горение устойчиво, измен ет свое состо ние первый компаратор 21, ив результате блок 20 управлени закрывает аналоговый ключ 19, отключив устройство 18 блокировки фазового сдвига , открывает аналоговый ключ 13, продолжа зар д конденсатора 12, и открывает аналоговый ключ 17, подключа устройство 15 сравнени к блоку 16 фазового сдвига.between the cathode 6 and the nozzle 7, an arc arises, which is blown out by the plasma-forming gas from the plasma torch and closes the circuit of the main arc of the plasma torch. When the current plasma arc reaches the minimum value at which its burning is stable, the first comparator 21 changes its state, and as a result, the control unit 20 closes the analog switch 19, disconnecting the phase shift interlock device 18, opens the analog switch 13, continuing the charge of the capacitor 12, and opens the analog switch 17, connecting the comparison device 15 to the phase shifter 16.
результате переключений угол открывани the result of switching the opening angle
мгновенно будет готова к последующему запуску, который возможен при размыка- НИИ пусковой кнопки 29. В случае внезапного погасани плазменной дуги в процессе работы устройства из-за значительных флуктуации плазмообразующего газа или по другим причинам на выходе всех трех компараторов 21-23 потенциалы нулевого уровн , т. е. возникает ситуаци , аналогична выключенному состо нию устройства, при котором на адресные шины демультиплексора 24 поступают нули. В этом случае конденсатор 12 мгновенно разр жаетс через аналоговый ключ 14, компараторы 22 и 23 измен ют свое состо ние и процесс плавного зажигани плазменной дуги возобновл етс автоматически.instantly ready for subsequent launch, which is possible when the trigger button 29 is opened. In the event of a sudden extinction of the plasma arc during operation of the device due to significant fluctuations of the plasma-forming gas or for other reasons, the output of all three comparators 21-23 is zero level, i.e. a situation arises, similar to the off state of the device, in which zeros arrive at the address buses of the demultiplexer 24. In this case, the capacitor 12 is instantaneously discharged through the analog switch 14, the comparators 22 and 23 change their state and the smooth ignition of the plasma arc resumes automatically.
раллельно в цепь первичной обмотки силового трансформатора, выход устройства блокировки фазового сдвига через первый аналоговый ключ подключен к первому входу блока фазового сдвига, второй вход которого через второй аналоговый ключ соединен с выходом устройства сравнени , вывод резистора / С-цепи через третий аналоговый ключ соединен с полюсом напр жени питани блока управлени , первый вход котоУстройство обеспечивает улучшение ди- Ю рого соединен с общей точкой / С-цепи, аparallel to the primary circuit of the power transformer, the output of the phase shift blocking device is connected via the first analog switch to the first input of the phase shift unit, the second input of which is connected via a second analog switch to the output of the comparator, the third analog switch is connected to the voltage supply pole of the control unit, the first input of which the device provides for the improvement of the circuit is connected to the common point of the / C-circuit, and
раллельно в цепь первичной обмотки силового трансформатора, выход устройства блокировки фазового сдвига через первый аналоговый ключ подключен к первому входу блока фазового сдвига, второй вход которого через второй аналоговый ключ соединен с выходом устройства сравнени , вывод резистора / С-цепи через третий аналоговый ключ соединен с полюсом напр жени питани блока управлени , первый вход которого соединен с общей точкой / С-цепи, аparallel to the primary circuit of the power transformer, the output of the phase shift blocking device is connected via the first analog switch to the first input of the phase shift unit, the second input of which is connected via a second analog switch to the output of the comparator, the third analog switch is connected to the voltage supply pole of the control unit, the first input of which is connected to the common point / C-circuit, and
намических характеристик плазменной дуги за счет введени между питающей сетью и первичной обмоткой силового трансформатора встречно-включенных пар тиристоров, что уменьшает веро тность внезапных погасаний дуги в процессе работы установки и способствует увеличению долговечности элементов плазменной горелки в 1,1 -1,15 раза . Введение четырех аналоговых ключей, устройства блокировки фазового сдвига и блока управлени позвол ет осуществить плавное зажигание и питание плазменной дуги стабилизированным током и улучшить массогабаритные показатели устройства в 1,2 раза, позвол ет снизить потери электроэнергии на 10%.The dynamic characteristics of the plasma arc due to the introduction between the mains supply and the primary winding of the power transformer of on-line thyristors, which reduces the likelihood of sudden extinction of the arc during installation and increases the durability of the plasma torch elements 1.1-1.15 times. The introduction of four analog switches, a phase shift interlock device and a control unit allows smooth ignition and supply of the plasma arc with a stabilized current and improves the device’s weight and size by 1.2 times, reducing power losses by 10%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874284057A SU1505701A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Apparatus for ignition and power supply of plasma arc |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874284057A SU1505701A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Apparatus for ignition and power supply of plasma arc |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1505701A1 true SU1505701A1 (en) | 1989-09-07 |
Family
ID=21319362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874284057A SU1505701A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Apparatus for ignition and power supply of plasma arc |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1505701A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017034502A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Денис Юрьевич ПАНЧЕНКО | System for protecting relay contacts and monitoring overcurrent |
-
1987
- 1987-07-13 SU SU874284057A patent/SU1505701A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Браткова О. Н. Источники питани сварочной дуги.- М.: Высша школа, 1982, с. 166-167. . Цукерман М. Б. Источники питани сварочной дуги и электрошлакового процесса.- М.: Высша школа, 1974, с. 217. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017034502A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Денис Юрьевич ПАНЧЕНКО | System for protecting relay contacts and monitoring overcurrent |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4051425A (en) | Ac to dc power supply circuit | |
GB1578037A (en) | Constant power electrical source | |
GB1570926A (en) | Circuit for starting and operating gas discharge lamp | |
US3401303A (en) | Circuit closing and interrupting apparatus | |
SU1505701A1 (en) | Apparatus for ignition and power supply of plasma arc | |
US3555397A (en) | Thyristor current converter with means for rapidly extinguishing the load current | |
US4441056A (en) | High pressure sodium lamp ballast circuit | |
US4050008A (en) | Control unit for an a-c control element with full-wave control | |
JPS62180917A (en) | Test circuit | |
US2977507A (en) | Ignition system | |
SU1534632A1 (en) | Charging-starting device | |
US3366868A (en) | Frequency reducing device | |
SU1725341A1 (en) | High-voltage stabilizer with changeable polarity of output voltage | |
SU1317604A1 (en) | Device for switching a.c.voltage | |
RU2043888C1 (en) | Welding arc pulsed stabilizer | |
JPS6176071A (en) | Power source for neutral particle incident device | |
SU957193A1 (en) | Direct current supply source | |
RU1808561C (en) | Power supply source of welding arc | |
SU1275714A2 (en) | Control device for transistor inverter | |
US4909228A (en) | Ignition apparatus | |
SU119219A1 (en) | Static phase-shifting device for control voltage pulses of ion converters | |
SU1077729A1 (en) | Apparatus for supplying welding arc with a.c. | |
SU885592A1 (en) | Ignition system | |
SU1130995A1 (en) | Inverter | |
SU1320867A2 (en) | Device for controlling rectifier valve |