UA44800C2 - Плазмовий пристрій (варіанти) та спосіб керування плазмовим пристроєм (варіанти) - Google Patents

Abstract

Плазмовий пристрій, що містить факел, який має електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить електрод відкритим для деталі, що обробляється, і вхідний трансформатор з колом первинної обмотки і колом вторинної обмотки, яке збуджується колом первинної обмотки, першу схему, яка живиться колом вторинної обмотки, для створення допоміжної дуги між електродом і соплом, другу схему, яка живиться колом вторинної обмотки, для створення плазмової дуги між електродом і деталлю, що обробляється, і перемикач для селективного перемикання між першою схемою і другою схемою, удосконалено таким чином, що коло вторинної обмотки містить першу обмотку з першим ефективним числом витків для живлення першої схеми і другу обмотку з другим ефективним числом витків для живлення другої схеми, і перше та друге ефективні числа витків можуть бути різними для управління факелом різними обмотками протягом режиму допоміжної дуги і режиму різання.

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується електродугової плазмової технології і, більш конкретно, вдосконаленого плазмового 2 пристрою та способу управління цим пристроєм для оптимізації режиму роботи з допоміжною дугою і різального режиму роботи в плазмовому пристрої з перенесеною дугою.

Винахід спрямовано на електродуговий плазмовий пристрій, в якому джерело живлення спочатку створює допоміжну дугу між соплом і електродем плазмового факела, а потім переносить дугу на деталь, що обробляється, яка рухається близько до отвору сопла для плазмової дуги. Такий пристрій описано в патенті 70 США Мо 3,641,308, (1972 р.), зокрема фіг. 4. Джерело живлення створює напругу постійного струму між електродом плазмового факела і суміжною деталлю, що обробляється. Доки деталь, що обробляється, не буде наближена впритул до плазмового факела, джерело живлення створює дугу між електродом і соплом. Ця дуга, відома як допоміжна дуга, підтримується електричним струме м через великий резистор і перемикач перенесення дуги, який є замкненим. Для перенесення дуги на розташовану впритул деталь, що обробляється, з 12 метою різання цієї деталі резистор від'єднується від сопла, так що резистор більш не є паралельним до деталі, що обробляється, і сопла. Коли ця подія відбувається, електрична дуга переноситься на деталь, що обробляється, аж доти ця деталь є розташованою впритул до виходу плазми з плазмового факела. Цю стандартну плазмову технологію ілюстровано в патенті США Мо З3,641,308, та на фіг. 2 в патенті США Мо5,530,220 (1996 р.), які запозичують тут як посилання.

Джерело живлення для створення напруги між електродом і деталлю, що обробляється, в плазмовому пристрої є джерелом живлення постійного струму; але на практиці джерело живлення постійного струму часто є випрямляючим виходом двопівперіодного мостового інвертора, в якому джерело живлення постійного струму швидко перемикається в протилежних напрямках за допомогою первинного кола або обмотки трансформатора.

Вторинним колом трансформатора є дві вторинні обмотки протилежної полярності, випрямлені для створення с 29 пульсуючого виходу постійного струму, причому цей пульсуючий вихід постійного струму звичайно згладжується (3 дроселем. Такий двопівперіодний мостовий інвертор для створення виходу постійного струму описано в патенті

США Мо 4,897,522 (1990 р.), і цей патент також запозичено тут як посилання, щоб ілюструвати двопівперіодний мостовий інвертор для створення виходу постійного струму. Електричний струм перемикається для створення вихідних імпульсів із заданою полярністю за допомогою випрямляючих схем, з'єднаних через дросель з о 30 устаткуванням постійного струму, з яким працюють. В цьому винаході пристроєм постійного струму є плазмовий («З пристрій. Як ілюстровано в патенті США Мо 4,897,522, комутовані первинні імпульси створюють вторинні імпульси в протилежних напрямках, причому ширина імпульсів регулюється для управління вихідним струмом. со

Регулюючим колом звичайно є широтно-імпульсний модулятор, який працює приблизно при 20 - 40кГц. Інший «І двопівперіодний мостовий інвертор показано в патенті США Мо 4,897,773 (1990), який запозичено як посилання, 3о щоб ілюструвати, як вихідне коло для випрямленого двопівперіодного мостового інвертора містить вільний З електричний струм між випрямленими вихідними імпульсами, причому ці імпульси створені швидко комутованими імпульсами струму в первинній обмотці трансформатора.

Три патенти, запозичені тут з посиланням показують рівень техніки для роботи плазмових дугових факелів і « деяких двопівперіодних мостових випрямлених інверторів, що застосовуються для зварювання дугою постійного З 70 струму, причому ці інвертори є джерелами живлення, на які особливо спрямовано цей винахід. с Незалежно від того, чим живиться електродуговий плазмовий пристрій з перенесеною дугою - дво- чи

Із» однопівперіодним мостовим інвертором або іншими джерелами живлення постійного струму, - він містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги на кінці сопла. Цей отвір робить електрод відкритим для деталі, що обробляється, яка знаходиться поблизу кінця плазмового факела. Перед тим, як деталь розрізається або 45 іншим чином обробляється плазмовою дугою від факела, застосовується стартова операція, в якій створюється шк допоміжна дута між кінцем електрода і внутрішньою поверхнею сопла. Для надання можливості створення цієї «» допоміжної дуги необхідно створити електричне послідовне коло з джерелом живлення. Для досягнення цієї мети вмикається великий резистор між соплом і виводом до деталі, що обробляється, від джерела живлення. со Під час запалювання плазмового факела прикладається напруга до цього послідовного кола, що містить о 20 згаданий вище великий резистор. Струм тече через резистор, як тільки створюється допоміжна дуга всередині плазмового факела. Окремий резистор є схемою, паралельною до проміжку між соплом і деталлю, що с обробляється. Електричний струм через резистор під час роботи в режимі допоміжної дуги створює напругу між деталлю, що обробляється, і соплом. Коли ця напруга є досить високою, і деталь, що обробляється, знаходиться досить близько до факела, слід починати роботу в режимі різання. Селективно перемикаючий перемикач відокремлює резистор від його паралельного зв'язку між деталлю, що обробляється, і соплом, так що

ГФ) допоміжна дуга переноситься з сопла на деталь, що обробляється, для створення послідовного кола з деталлю, що обробляється, і електродом і вихідними клемами джерела живлення постійного струму. Така система о звичайно потребує приблизно 60 вольт на резистор, і деталь, що обробляється, має бути впритул до сопла для перенесення допоміжної дуги на деталь, що обробляється, коли треба розпочати роботу в режимі різання. 60 Застосування великого резистора завдає труднощів. Опір спричиняє теплові втрати в системі. Напруга є добутком струму і опору. Теплова втрата є добутком опору і струму в квадраті. Оскільки розмір резистора визначає досяжну напругу між деталлю, що обробляється, і електродом, то операція перенесення дуги не завжди є стійкою. Фактично в деяких випадках дуга не переноситься з режиму допоміжної дуги в режим різання при розмиканні перемикача. Замість цього створюється подвійна дуга між деталлю, що обробляється, та соплом 62 і між соплом та електродом. Цей режим подвійної дуги спричиняє пошкодження мідного сопла. Оскільки лише приблизно 60 вольт створюються на резисторі, то відстань, на яку можна віддалити деталь, що обробляється, від факела, при якій ще можливий перенос, є дещо обмеженою. Було знайдено, що надійне перенесення дуги з допоміжного режиму в режим різання потребує близько 150мМА струму між деталлю, що обробляється, і електродом перед перенесенням дуги. Якщо напруга на резисторі є недостатньою для створення такої величини струму, дуга може згаснути під час спроби здійснити процес перенесення дуги. Таким чином, для перенесення потрібні мінімальний струм, так що коли перемикач розмикається для від'єднання паралельного резистора, існує достатній струм, який дає можливість надійного перенесення дуги. Це є проблемою попереднього рівні, на який спрямовано цей винахід. При створенні 60 вольт на резисторі, паралельному до плазмового пристрою, 7/0 утворюється значна кількість теплоти. Напруги на резисторі визначає відстань, припустиму для переносу дуги.

Це є важливим, оскільки деталь, що підлягає різанню, не можна підносити настільки близько, що можна ненавмисно торкнутися кінця сопла. Імовірність такого руйнівного контакту з соплом можна зменшити шляхом збільшення відстані перенесення. Це збільшення відстані здійснюється збільшенням напруги на резисторі з невигідними наслідками, які обговорювалися вище.

Оскільки приблизно 150 - 160 вольт є, в цілому, звичайними на допоміжній дузі, і напруга 50 - 75 вольт є нормальним спадом напруги на дроселі або індукторі, то джерело живлення має створювати напругу, більшу, ніж напруга допоміжної дуги і дроселя разом, на величину, яка спричинить перенесення дуги. Якщо напруга на резисторі збільшиться до 100 вольт, то буде потрібною вихідна напруга джерела живлення приблизно 300 - 350 вольт. При цьому рівні напруги і електричного струму резистор і вихідні обмотки трансформатора повинні мати надзвичайно високу потужність. Крім того, нормальний плазмовий пристрій з 60 вольтами на резисторі може переносити допоміжну дугу лише на порівняно малу відстань, тобто відстань віддалення, що призводить до тенденції оператора підносити факел впритул до деталі, що обробляється, так що зачеплення або контакт з кінцем плазмового факела є очевидною можливістю.

У цілому, застосування великого резистора, паралельного до деталі, що обробляється, і електрода накладає с обмеження на відстані перенесення дуги, в поєднанні з утворенням теплових втрат.

Іншим недоліком систем попереднього рівня для роботи з електродуговою плазмою типу перенесеної дуги є і) те, що джерела живлення постійного струму звичайно є інверторами, в яких первинний змінний струм утворюється пристроєм з великою швидкістю комутації. Імпульси струму використовуються в первинній обмотці трансформатора, який має вторинні обмотки з придатними випрямлячами, для створення джерела живлення о зо постійного струму. Джерело живлення цього типу, яке звичайно застосовується в плазмовій технології, має коло вторинної обмотки для трансформатора, причому це коло має єдину обмотку. Трансформатор утворює єдину о воль-амперну характеристику, яка використовується під час роботи як в режимі допоміжної дуги, так і в режимі со різання. Таким чином, коло вторинної обмотки на трансформаторі, з декількома обмотками, повинно бути компромісом. Воно може мати лише один розмір дроту з фіксованою кількістю витків. Отже, ці вторинні обмотки « з5 неможливо оптимізувати, зокрема для допоміжного режиму роботи, оскільки ті ж самі обмотки мають бути «г використані при роботі в режимі різання. Крім того, схема для регулювання напруги і струму під час роботи як в допоміжному режимі, так і в режимі різання повинна мати великий інтервал регулювання для пристосування до плазмових дуг з малим струмом і високою напругою, а також з великим струмом і низькою напругою. В допоміжному режимі роботи струм часто знаходиться в інтервалі приблизно 15 - 25 ампер і напруга « трансформатора -в звичайному інтервалі 300 - 350 вольт. Для режиму різання при перенесеній дузі струм з с зростає приблизно до 50 ампер, а напруга трансформатора зменшується приблизно до 250 вольт. Таким чином,

Й вихід трансформатора інвертора, який працює на змінному струмі, для живлення плазмового пристрою, що а тепер є почасти загальною практикою, повинен бути компромісом між допоміжний режимом роботи, з його високою напругою і малим струмом, та режимом роботи з перенесеною дугою, з великим струмом і низькою напругою. Це подвійне використання виходу завдає очевидні невигоди і збільшує складність регулювання двох їх режимів роботи. Отже, пристрої попереднього рівня з використанням концепції трансформатора з єдиною обмоткою, коли вихід інвертора потребує двох окремих робочих зон по напрузі і струму, причому ці зони значно пи відрізняються одна від одної, не є добре придатними, як для режиму роботи з допоміжною дугою, так і для

Го! режиму з перенесеною дугою. Ці попередні пристрої, крім того, мають порівняно малі відстані віддалення або 5р перенесення і порівняно великі теплові втрати, зумовлені великим паралельним резистором. Для подолання цієї о проблеми було запропоновано застосувати два джерела живлення. Ця концепція є такою, що дорого коштує, о складною і збільшує розмір і вагу.

В основу винаходу поставлено задачу створити плазмовий пристрій та спосіб управління ним, які завдяки новому відтворенню кола вторинної обмотки трансформатора забезпечать нижчі первинні струми для однакових необхідних вихідних струмів, а також оптимальну роботу як в допоміжному режимі, так і в режимі різання без застосування неефективного резистора систем попереднього рівня, тобто забезпечать великі відстані (Ф, віддалення та швидкість перенесення дуги без додаткових теплових втрат. ка У відповідності з цим винаходом пропонується плазмовий пристрій, який містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить електрод відкритим для розташованої поблизу деталі, що обробляється, бо причому ця деталь підлягає різанню або обробці іншим чином. Цей новий пристрій використовує, вихідний трансформатор того ж типу, що використовується на виході двопівперіодного мостового інвертора, який має своїм вхідним каскадом комутаційне джерело живлення постійного струму. Такі трансформатори містять коло первинної обмотки та коло вторинної обмотки і живляться пропусканням імпульсів струму протилежної полярності через коло первинної обмотки трансформатора. Перший схемний засіб, який живиться колом 65 вторинної обмотки, застосовується для створення допоміжної дуги між електродом і соплом. Другий схемний засіб, який живиться колом вторинної обмотки, застосовується для створення плазмової дуги між електродом і деталлю, що обробляється. Комутаційний засіб селективно перемикає з першого схемного засобу на другий схемний засіб згідно з описаним вище, цей новий плазмовий пристрій є по суті пристроєм, що використовувався на попередньому рівні. У відповідності з винаходом, такий попередній плазмовий пристрій удосконалено зміною

Кола вторинної обмотки з введенням першого обмоткового засобу з першим ефективним числом витків для живлення першого схемного засобу і другого обмоткового засобу з другим ефективним числом витків для живлення другого схемного засобу. Перше і друге ефективні числа витків можуть бути різними, так що робоча воль-амперна характеристика є різною в допоміжному режимі і режимі різання. "Ефективне" число витків указує на те, що для витків вторинної обмотки пристрою передбачено число витків для створення потрібної 7/0 Вольт-амперної характеристики на виході трансформатора. Винахід описується з використанням виразу "коло вторинної обмотки", так що конкретна конфігурація, обрана для вторинних кіл або вторинних обмоток трансформатора, не є важливою. Основна концентрація винаходу полягає в тому, що застосовуються дві окремі обмотки для живлення плазмового пристрою, причому першу обмотку оптимізовано для допоміжного режиму роботи, а другу обмотку оптимізовано для режиму роботи різання. При застосуванні цієї винахідницької 7/5 Концепції з плазмовим пристроєм можна працювати в зоні високої напруги, малого струму в допоміжному режимі роботи і в зоні низької напруги, великого струму - в режимі роботи різання. Таким чином, немає потреби йти на компроміс і немає необхідності передбачати складне регулювальне устаткування для джерела живлення, коли пристрій перемикається між допоміжним режимом і режимом різання.

При використанні цього винаходу вихідні обмотки можна оптимізувати таким чином, що вторинна обмотка 2о для допоміжного режиму роботи може бути відносно малою в порівнянні з відносно великими обмотками для сильнострумового режиму роботи різання. На практиці малий дріт, наприклад, калібру 14 - 16, використовується для вторинної обмотки, приєднаної до схемного засобу для створення допоміжної дуги. Мідна стрічка великого калібру використовується як вторинна обмотка для живлення схемного засобу, що застосовується в режимі роботи різання. При застосуванні цього винаходу можна використати нижче відношення кількостей витків для с обмоток, що застосовуються при різанні. Таким чином, потрібен менший первинний струм для забезпечення конкретного струму різання. На практиці відношення кількостей витків, первинних до вторинних, в допоміжному і) режимі становить 26:26, в режимі різання - 26:24. Це дає різницю напруги приблизно 25 вольт, що створює значну різницю між двома вихідними характеристиками.

Більші напруги між соплом і деталлю, що обробляється, можна створити для збільшення віддалі, щоб надати о

Зо Можливість збільшити відстань перенесення дуги. При відсутності резистора в системі втрати потужності та генерація теплоти різко зменшуються. Шляхом застосування двох окремих обмоток у вторинному колі о трансформатора можна створити високу напругу перенесення, що допускає більші відстані перенесення. со

Спеціальне регулювальне устаткування можна застосувати для роботи в двох окремих зонах, визначених конфігурацією індивідуальних вторинних обмоток для кожного з режимів роботи. Таким чином, регулювальне « з5 устаткування може працювати в звичайному середньому інтервалі і не повинно мати великий інтервал «г регулювання, який потрібен для регулювання кола єдиної вихідної обмотки, що мусить виконувати подвійну функцію допоміжної дуги та дуги різання. Використання двох окремих і визначених вторинних обмоток для плазмового пристрою надає можливість миттєвого переходу від однієї робочої зони напруга/струм до іншої робочої зони напруга/струм. Отже, допоміжна дуга і дуга різання регулюються окремою і визначеною « Оптимізованою вольт-амперною характеристикою. Не потрібно використовувати єдину вольт-амперну /7- с характеристику як для допоміжного режиму, так і для режиму роботи різання. Ця позитивна якість регулювання . збільшує швидкість переходу між допоміжним режимом і режимом різання. Регулювальне устаткування, крім и? того, є порівняно менш складним, і час переходу від допоміжної дуги до різання зменшується.

При використанні цього винаходу, коли плазмовий факел пересувається ближче до деталі, що підлягає різанню, операція різання може бути започаткована швидко. Справді, перенос може бути зроблений на відносно їх велику відстань. Ця здатність до переносу на більші відстані є дуже сприятливою при деяких операціях різання, наприклад, металу, коли плазмовий факел, що рухається вздовж металу, має швидко перемикатися між ве режимом допоміжної дуги і режимом різання. Така операція полегшується цим винаходом, який допускає більшу

Го! відстань віддалення і швидке перенесення дуги.

Крім того, напругу віддалення можна збільшити понад 300 вольт. В порівнянні з 60 вольтами, які звичайно о можливі в пристроях попереднього рівня, слід усвідомити, що відстань можна збільшити, і легкість перенесення о дуги можна значно підвищити при використанні цього додаткового аспекту цього винаходу.

У відповідності з іншим аспектом цього винаходу, застосування двох окремих вторинних обмоток з перемикачем для переходу від допоміжною режиму до режиму різання можна контролювати шляхом

Вимірювання або сприймання струму в деталі, що обробляється. Коли струм в деталі, що обробляється, досягає визначеного рівня, здійснюється перенесення дуги розмиканням перемикача переносу. Цей рівень струму (Ф, підвищується пересуванням деталі, що обробляється, до ріжучого факела. Звичайно, якщо деталь, що ка обробляється, пересунути далі, то цей рівень струму знижується. Коли рівень струму, що сприймається, перевищує обрану величину, перемикач переносу розмикається для перенесення дуги на деталь, що бор обробляється. Коли довжина дуги зростає, напруга буде збільшуватися до того моменту, коли трансформатор вже не зможе забезпечувати ті ж самі напругу і струм. В цей момент вихідний струм зменшиться, і перемикач переносу замкнеться, що знову спричинить допоміжний режим роботи. Це автоматичне перемикання уперед і назад між режимами роботи здійснюється зручно у відповідності з іншим аспектом цього винаходу шляхом застосування шунтів струму в схемних засобах цього винаходу. 65 Головною метою цього винаходу є подання пристрою і способу управління електродуговим плазмовим пристроєм, причому пристрій і спосіб не потребують паралельного резистора, забезпечують великі відстані віддалення і мають здатність до швидкого перенесення дуги.

У відповідності з іншою метою цього винаходу, дві окремі вихідні або вторинні обмотки використовуються в пристрої і способі управління електродуговим плазмовим факелом. Дві обмотки надають можливість пристрою і способу оптимізувати роботу як в допоміжному режимі, так і в режимі різання. Цим шляхом можна підібрати устаткування для регулювання напруги і струму, яке буде працювати в центральному інтервалі для кожного робочого режиму і не повинно працювати в екстремальних зовнішніх границях в обох режимах. Таким чином, дуговий плазмовий пристрій працює в двох зонах графіка напруга/струм, причому ці зони визначаються окремими і визначеними воль-амперними характеристиками різних вихідних обмоток. 70 Ще однією метою цього винаходу є пристрій, в якому застосовуються окремі пристосування для сприймання струму з метою переходу від допоміжної дуги до ріжучої дуги, причому цей пристрій надає можливість дуже точного контролю моменту часу для перенесення дуги на деталь, що обробляється, і від цієї деталі. У відповідності з цією метою, можна обирати і контролювати точний момент перенесення дуги шляхом простого управління перемикачем у відповідь на конкретний виміряний або сприйнятий струм.

Ще однією метою цього винаходу є подання пристрою і способу згідно з визначеним вище, причому пристрій і спосіб допускають високу напругу між соплом і деталлю, що обробляється, під час режиму допоміжної дуги, так що стає можливою більша відстань віддалення.

Подальшою метою цього винаходу є подолання єдиного джерела живлення, яке живить як допоміжний режим, так і основний або різальний режим з різними вольт-амперними характеристиками.

Ще однією метою цього винаходу є подання пристрою і способу згідно з визначеним вище, причому пристрій і спосіб допускають застосування вихідних обмоток з різними розмірами і дроту різних калібрів для управління окремими режимами роботи плазмового пристрою.

Ще іншою метою цього винаходу є подання пристрою і способу згідно з визначеним вище, причому пристрій і спосіб використовують дві окремі обмотки для режимів роботи з допоміжною дугою і ріжучою дугою і мають сч

Контроль по струму над процесом перенесення дуги і допускають збільшені відсталі віддалення для переносу о дуги.

Ці та інші цілі і переваги стануть очевидними з подальшого опису в поєднанні з наступними кресленнями.

Фіг. 1 - це монтажна схема попереднього рівня, на який спрямовано цей винахід;

Фіг. 2 - це монтажна схема кращого варіанта здійснення цього винаходу; о зо Фіг. З - це графік напруга-струм, який показує робочі зони, потрібні для режимів роботи з допоміжною дугою і ріжучою дугою; о

Фіг. 4 -- це графік типу показаного на фігм. З з єдиною вольтамперною характеристикою, яка со використовувалася на попередньому рівні, показаному на фіг. 1;

Фіг 5 - це графік, подібний до фіг. 4, який показує дві окремі вольт-амперні характеристики, які « зв генеруються в кращому варіанті здійснення винаходу, показаному на фіг. 2; «Е

Фіг. 6 - це графік, подібний до фіг. 4, який показує перенос контролю між двома режимами роботи на попередньому рівні цього винаходу у, єдиною робочою вольтамперною характеристикою;

Фіг. 7 - це графік, подібний до фіг. б, який показує ознаку переносу контролю в кращому варіанті здійснення цього винаходу; «

Фіг. 8 - це схема, яка ілюструє функціональні відмінності між переносом контролю на попередньому рівні, шщ с показаним на фіг. 6, а переносом контролю в кращому варіанті здійснення винаходу, показаним на фіг. 7; й Фіг. 9 - це монтажна схема засобу сприймання струму в кращому варіанті здійснення цього винаходу, яка «» ілюструє другу конфігурацію шунтів струму, що застосовується для переходу між допоміжною дугою і різанням;

Фіг. 10 - це графік, який ілюструє характеристики віддалення для варіанта здійснення винаходу, показаного

На фіг. 9; «їз» Фіг. 11 - це схема трансформатора інвертора, що застосовується у варіанті здійснення цього винаходу, з обмоткою, ілюстрованою схематично; шк Фіг. 12 - це вид збоку в вертикальному розрізі, який показує схематично застосування цього винаходу для

Го) різання ряду металевих елементів у вигляді листа розкатаного металу;

Фіг. 13 - це монтажна схема, подібна до фіг. 9, яка показує кращий варіант здійснення з колом вторинної о обмотки, показаним як таке, що містить дві обмотки протилежної полярності, які часто використовують в о практиці;

Фіг. 14 і 15 - це спрощені монтажні схеми, які показують робочі характеристики кращого варіанта здійснення винаходу, показаного на фіг. 13;

Фіг. 16 - це схема імпульсів, яка показує дію варіанта здійснення винаходу, ілюстрованого на фіг. 14 і 15; і

Фіг. 17 - це подальша модифікація кращого варіанта здійснення цього винаходу. іФ) Звертаючись до креслень, на яких показ служить лише для ілюстрування кращих варіантів здійснення, але не ко для їх обмеження, фіг. 1 показує попередній рівень, на який спрямовано цей винахід, в якому плазмовий пристрій містить плазмовий факел 1, який має стандартний електрод 2 з кінцем 3, змонтований всередині сопла бо 4, яке має отвір для дуги 5, який робить деталь, що обробляється, б відкритою для кінця електрода 3.

Допоміжна дуга Р утворюється між електродом і соплом і має напругу Ма, яка на практиці становить приблизно 150-160 вольт. Під час роботи пристрою деталь, що обробляється, 6 віддалена від сопла 4. Напруга МУ між деталлю, що обробляється, і соплом утворюється струмом допоміжної дуги | р, який тече через резистор 7.

Резистор 7 приєднаний в паралель між деталлю, що обробляється, 6 та соплом 4 і знаходиться в послідовній б5 схемі, створеній замиканням перемикача 8. Струм |У, - це струм деталі, що обробляється, який тече, коли деталь, що обробляється, знаходиться впритул до сопла, і вимірюється шунтом 9. Повний електричний струм І,

- це струм допоміжної дуги І; плюс струм деталі, що обробляється, | У. індуктор 10 підтримує електричний струм між вхідними імпульсами до плазмового пристрою від джерела живлення 11. В ілюстрованому попередньому рівні джерело живлення постійного струму 11, яке є двопівперіодним мостовим інвертором, має первинну обмотку 12 для живлення трансформатора 13 для створення вихідних імпульсів у вторинних обмотках протилежної полярності 14, 15. Слід усвідомити, що двопівперіодні мостові випрямлячі можуть містити чотири вторинні обмотки; але для опису винаходу кількість вторинних обмоток і конфігурація первинних обмоток не мають значення. Імпульси спрямовуються через первинну обмотку 12 для створення імпульсів у вторинних обмотках 14, 15. Коли імпульс струму в одному напрямку проходить крізь первинну обмотку 12, імпульси струму 7/0 протилежних полярностей будуть створювати в окремих вторинних обмотках 14, 15. Діоди 16, 17 випрямляють розділені вихідні імпульси струму для проходження лише тих імпульсів струму, які спричиняють роботу джерела живлення на постійному струмі, коли воно приєднано до деталі, що обробляється, 6 і факела 1. При роботі допоміжна дуга Р має напругу приблизно 150 вольт. Перемикач 8 розмикається для перенесення дуги на деталь, що обробляється, 6. Напруга на резисторі 7 - це напруга Му, яка є такою ж, як і напруга між соплом і деталлю, 75. ЩО обробляється. На практиці напруга на резисторі 7 становить приблизно 60 вольт. Таким чином, в цьому прикладі напруга між деталлю, що обробляється, 6 і електродом 2 становить приблизно 210 вольт. На практиці звичайно вміщується індуктор між електродом і трансформатором 13. В цьому випадку на індукторі буде генеруватися напруга для підтримання допоміжної дуги між окремими, розділеними вихідними імпульсами в обмотках 14, 15. Для започаткування операції різання перемикач 8 розмикається, коли між деталлю, що обробляється, і соплом існують щонайменше 60 вольт. Коли існують 60 вольт для переносу дуги, перенесення дуги можна здійснити лише в тому разі, якщо деталь, що обробляється, 6 розташована відносно близько до сопла 4. Це є нормальною роботою попереднього рівня, на який спрямовано цей винахід. Джерело живлення в попередньому рівні і в кращих варіантах здійснення може мати будь-яку з багатьох звичайних конструкцій. Воно може бути повністю модифікованим або наполовину модифікованим, з різними конфігураціями вихідних обмоток. сч

Креслення кращого варіанта здійснення винаходу призначені для ілюстрування винаходу, а не для його обмеження. Фіг. 2 показує плазмовий пристрій, сконструйований згідно з першим варіантом здійснення цього і) винаходу, в якому перший вторинний схемний засіб 18 використовується для створення і підтримання допоміжної дуги між електродом 2 і соплом 4. Цей схемний засіб містить свою власну окрему вторинну обмотку 19 на осерді вихідного трансформатора 20, а також випрямляючий діод 21 і звільняючий діод 22. На практиці в о зо цій схемі використано більш ніж одну обмотку, причому обмотки будуть протилежної полярності, так що вони будуть створювати дискретні випрямлені імпульси з контрольованою полярністю, коли вхід трансформатора 20 о живиться імпульсами струму в протилежних напрямках від інвертора. Для простоти зображено лише одну со обмотку. Придатні конфігурації обмоток показані в патентах Віїсго 4897522 і Віїсго 4897773. Обмотки мають кількість витків для забезпечення необхідної високої напруги для створення і підтримання допоміжної дуги. «

Роботу пристрою по фіг. 1 в окремих зонах вольтамперних характеристик показано на фіг. 5 і 7. Перемикач 23 «Е показано як транзистор або (ЗВТ 24. Коли перемикач 23 є замкненим, схемний засіб 18 є послідовним з електродом і соплом факела 1. Таким способом допоміжна дуга може бути створена напругою, яку дає обмотка або обмотки 19. Шунт 25 вимірює повний струм ІА і застосовується для регулювання. Шунт 26 застосовується для сприймання допоміжного струму. Дросель або індуктор 27 підтримує електричний струм для збереження « допоміжної дуги протягом періодів між розділеними вхідними імпульсами, отже, й розділеними вихідними з с імпульсами трансформатора 20. При роботі перемикач 23 замикається, і тому трансформатор 20 може живити вторинну обмотку 19 (краще дві обмотки 19). Імпульси струму в обмотці 19 створюють напругу на проміжку між ;» електродом і соплом і на індукторі або дроселі 27. На практиці напруга допоміжної дуги становить приблизно 150 вольт, а дросель 27 має напругу приблизно 50 вольт; таким чином, вихід обмотки 19 становить приблизно 200 вольт. Якщо деталь б підлягає різанню, вона пересувається впритул до факела 1. Ця близькість їх сприймається струмом в шунтах 26 і 25 для розмикання перемикача 23 і збудження другого схемного засобу 28.

Цей другий схемний засіб містить вторинну обмотку або обмотки 29, випрямляючий діод З0 і звільняючий діод ве 31. Коли перемикач 23 розмикається, напруга на вторинній обмотці або обмотках 29 є достатньою для миттєвого

Го! перенесення дуги на деталь, що обробляється, 6. Конденсатор 32 підтримує пікову напругу, коли струм не проходить від деталі, що обробляється, до електрода, тобто в той час, коли деталь, що обробляється, 6 не о знаходиться на своєму місці. Відповідно до цього аспекту винаходу, електричний струм крізь деталь, що о обробляється, 6 - це струм в шунті 25 мінус струм в шунті допоміжної дуги 26. В цьому варіанті здійснення винаходу робочий струм М вимірюється непрямим способом, при відсутності індивідуального шунта для вимірювання саме цього струму. Як буде пояснено далі, струм деталі, що обробляється, є показником належних в умов, які дозволяють перенесення дуги шляхом розмикання перемикача 23.

Графіки напруга - струм, показані на фіг. З - 5 і 6 - 8, використовуються для ілюстрування різниці між

Ф) попереднім рівнем, показаним на фіг. 1, і кращим варіантом здійснення цього винаходу, показаним на фіг. 2. ка Всі ці графіки містять зону Х робота для допоміжної дуги і зону у робота для ріжучої дуги. Це є зони роботи, які є оптимальними і пристосованими для використання в двох режимах роботи, на які спрямовано цей винахід. бо Звертаючись тепер до фіг. 3, зона Х характеризується як зона високої напруги і малого струму для допоміжної дуги. Зона у характеризується як зона низької напруги і більших струмів. Ця зона -робочий режим, який визначає операцію різання. На фіг. 4 ілюстровано єдину вольт-амперну характеристику для пристрою попереднього рівня. Оскільки використовується єдина обмотка 14, 15, то створюється єдина вольт-амперна характеристика 33, яка призначена перетинати обидві зони Х і у. Ця єдина вольт-амперна характеристика не 65 обов'язково є оптимальною для зони Х або зони у. Звертаючись тепер до фіг. 5, вольт-амперна характеристика для обмотки 19 - це крива 34 для схемного засобу 18. Ця крива оптимізована для зони Х в допоміжному режимі роботи для пристрою по фіг. 2. Вольт-амперна характеристика 35 створюється обмоткою 29 для схемного засобу 28 і є оптимальною для зони у. На фіг. 6 - 8 контрольні точки 36, 37 в зонах Х, у, відповідно, є робочими точками, обраними для контрольного устаткування, коли воно є в допоміжному режимі роботи або в режимі різання, відповідно. Як показано на фіг. 6, перехід від точки Зб до точки 37 здійснюється вздовж лінії 38.

Таким чином, коли перемикач 8 на фіг. 1 розімкнуто, регулювальне устаткування зсуває роботу пристрою вздовж лінії З8 від точки Зб до точки 37. Така ж дія регулювального устаткування має місце при розмиканні перемикача 23 пристрою, показаного на фіг. 2. Це ілюструється на фіг. 7; однак перевага винаходу над попереднім рівнем ілюстрована на фіг. 8. Коли зроблено перехід від робочої точки 36 до робочої точки 37, вихід трансформатора 7/0 стрибає на величину 39 і потім поступово зсувається устаткуванням струмового контролю до точки 37.

Це відрізняється від попереднього рівня, який потребує устаткування струмового контролю для миттєвого переходу безпосередньо від точки 36 до точки 37, і ця відстань ілюстрована як розмір 40. Можна побачити, що розмір переходу 41, в цьому винаході є значно меншим, ніж розмір 40 попереднього рівня. Отже, при застосуванні цього винаходу має місце миттєвий стрибок точки контролю вздовж лінії 38 і потім поступовий 7/5 перехід до точки 37. Попередній рівень потребує регулювального устаткування для роботи вздовж всієї довжини лінії 38. Графіки, ілюстровані на фіг. б - 8, є схематичними за характером і представлені з метою досягти розуміння переваги регулювання роботи плазмового дугового пристрою при використанні цього винаходу.

Фактичне устаткування струмового контролю не є частиною цього винаходу. Необхідно лише зрозуміти, що застосування окремих обмоток для режиму допоміжної дуги і режиму різання має очевидну перевагу надання

Можливості роботи пристрою з різними вольт-амперними характеристиками.

Для контролювання переходу між режимом роботи з допоміжною дугою і режимом роботи різання в пристрої використовується непряме вимірювання струму деталі, що обробляється, як показано на фіг. 2. Більш пряме використання струму деталі, що обробляється, І у показано на фіг. 9, де пристрій містить чутливу до струму комутаційну схему 42, яка управляється сенсором струму деталі, що обробляється, або шунтом 43 і описаним с вище шунтом дуги 26. Схема 42 розмикає перемикач 23, коли робочий струм в шунті 43 сприймається як такий, що перевищує заданий рівень. Перемикач замикається і, таким, відновлює режим допоміжної дуги, коли струм в о шунті 26 зменшується до заданого рівня. Схема 42 здійснює цю мету шляхом застосування операційного підсилювача з великим коефіцієнтом підсилення 44, який має перший вхід 45, який відображає робочий струм

Ім. Порівняльний сигнал віддалення в лінії 46 порівнюється з сигналом напруги в лінії 45 для управління Га») виходом підсилювача 44. Коли цей підсилювач утворює логічну 1, комутаційна станція 47 перемикається для створення сигналу на виході 48, який розмикає перемикач 23. Це вимикає допоміжну дугу і миттєво переносить - дугу. Шляхом безпосереднього вимірювання робочого струму пристрій по фіг. 9 виявляє, коли деталь, що Ге) обробляється, 6 знаходиться в належному положенні і досить близько для підтримання перенесеної дуги. Це є прямим вимірюванням фактичного струму деталі, що обробляється, і може точно контролюватися порівняльного З

Зз5 напругою або пороговою напругою в лінії 46 для забезпечення точного переходу роботи факела 1 від схемного «І засобу 18 до схемного засобу 28. Коли деталь, що обробляється, вилучається, струм І д зменшується внаслідок дії трансформатора, струм сприймається або вимірюється шунтом 26, і цей шунт управляє операційним підсилювачем з великим коефіцієнтом підсилення 49 напругою, яка відображає струм дуги. Порівняльний сигнал напруги в лінії 50 створює логічну 1 на виході операційного підсилювача 49 для перемикання станції 47 для « створення сигналу в лінії 51, який приводить в дію перемикач 23, коли струм в шунті 26 зменшується нижче шщ с порогового значення. Таким способом перенос дуги визначається положенням деталі, що обробляється. Коли й деталь, що обробляється переміщується в бік факела, дуга переноситься. Коли деталь, що обробляється, «» переміщується від факела, дуга знову переходить в режим допоміжної дуги. Звертаючись тепер до фіг. 10, рівні напруги для лінії порівняння 46 ілюстровано звичайним способом зображення. Для того, щоб показати загальну схему реалізації переходу до різання, що застосовується в практиці, зроблено порівняння з лінію 52, яка є «їз» лінією, характерною для роботи пристрою, який працює при 28 амперах для допоміжної дуги. В припущенні, що схема 42 підлягає пристосуванню для переходу до режиму різання при відстані 0,30 між факелом і деталлю, що ть обробляється, обрано точку 53. Порівняльний струм в лінії 46 відрегульовано приблизно на 1,7 ампера для о робочого струму М. Коли цей струм деталі, що обробляється, детектується підсилювачем 44, перемикач 23 5р розмикається для переходу від першого схемного засобу 18 до другого схемного засобу 28 для започаткування о операції різання. На практиці дуга переноситься при 2 амперах або менше. При струмі допоміжної дуги 28 о ампер, який підтримується І,, як показано на фіг. 1, відстань переносу або віддалення буде трохи меншим ніж 0,30 дюйма. Нижча точка переносу на лінії 46 допускає більшу відстань віддалення, але потребує також більшої напруги Му.

Трансформатор 20 схематично ілюстровано на фіг. 11, на якій первинні обмотки Р1/Р2 показано як обмотку 54, яку показано також як вхідні обмотки на фіг. 2 і 9. Вторинна обмотка 19 для схемного засобу допоміжної іФ) дуги 18 - це відносно тонкий дріт, намотаний на осердя 55 трансформатора 20, для створення високої напруги і ко малого струму для допоміжного режиму роботи. Оскільки застосовується двопівперіодний мостовий інвертор, то використовуються дві окремі обмотки 5Р1, ЗР2. Ці обмотки мають протилежну полярність, як показано на фіг. бо 13. Аналогічним чином, масивна вторинна обмотка 29 містить обмотки протилежної полярності 51/52, як показано також на фіг. 13. Слід зрозуміти з фіг. 11, що кількість обмоток, що використовуються в схемному засобі 18 і схемному засобі 28, диктується джерелом живлення і вхідним колом трансформатора. Винахід передбачає використання двох визначених кіл обмоток для окремих режимів роботи; однак кількість і розташування обмоток в колі можна змінювати. 65 Фіг. 12 ілюструє застосування плазмового факела 1 для різання листа металу 56, який має розділені елементи 57. Коли сопло знаходиться над елементом 57, відстань 2 є порівняно короткою і тому струм в шунті

43 зростає вище порога, визначеного напругою віддалення в лінії 46. Якщо відстань 7 менше обраної відстані віддалення, яку було пояснено в зв'язку з фіг. 9 і 10, то дуга переноситься для різання деталі, що обробляється, або елемента 57. Після проходження над елементом 57 має місце дуже велика відстань 7; тому струм в шунті 26 зменшується, і підтримується допоміжна дуга, як було пояснено в зв'язку з дією схеми 42 на фіг. 9. Швидкий рух факела над листом металу 56 повторно і точно контролюється перенесенням дуги в режим різання і допоміжний режим, яке диктується положенням деталі, що обробляється, відносно факела 1, яке сприймається шунтами 26 і 43 схеми 42. Це є перевагою над попереднім рівнем і забезпечується переносом дуги з високою точністю. Цей аспект винаходу міг бути реалізований в попередньому рівні, показаному на фіг. ло де засіб сприймання струму надавав би можливість переходу між допоміжним режимом і режимом різання.

Ще один аспект цього винаходу ілюстровано на фіг 13 - 16, в якому пристрій по фіг. 9 модифіковано для створення пристрою по фіг. 13 - 15. В цьому пристрої дві обмотки протилежної полярності 19 і 29 схематично показані як плазмові вторинні обмотки ЗР, 5Р2 і 5С1, 5С2, відповідно. Застосування двох вторинних обмоток протилежної полярності в паралель обговорювалося вище як звичайна концепція інвертора. Винахід не /5 залежить від деталей обмоток трансформатора, необхідних для створення робочих струмів. Джерело живлення інвертора надсилає імпульси у вторинні обмотки, які мають довжину, що змінюється для управління регульованим струмом І. В пристрої по фіг. 13 - 15 звільняючі діоди 22, 31 вилучені, так що вільний електричний струм існує в первинній обмотці 54, як показано на фіг. 2. Обмотки допоміжної дуги ЗР1 і 5Р2 мають протилежну полярність і містять діоди 58 і гасильні схеми 33. Обмотки різання ЗС1 і 5С2 мають 2о протилежну полярність, зі спеціальною гасильною схемою 59 з нагромаджувальним конденсатором 60, який застосовується для зберігання високої напруги між деталлю, що обробляється, і соплом під час циклів вимкнення первинної обмотки 54 для перенесення дуги, коли пристрій по фіг. 15 працює в допоміжному режимі.

Завдяки застосуванню конденсатора 60 схема 28 створює високу напругу між деталлю, що обробляється, і соплом, яка на практиці становить приблизно 340 вольт. Це пікове значення має місце, коли первинна напруга сч ов НВ обмотці 54 вимкнена, тобто між імпульсами трансформатора з вільною первинною обмоткою. Середня напруга між деталлю, що обробляється, і соплом становить приблизно 200 вольт. Діодна гасильна схема 59 і) нагромаджує енергію під час вимкнення первинної обмотки і доводить до максимуму напругу між деталлю, що обробляється, і соплом. Коли первинна обмотка ввімкнена, допоміжна дуга підтримується допоміжними обмотками 5Р1, ЗР2. Коли це відбувається, допоміжні обмотки створюють напругу, в практиці приблизно 285 о зо Вольт, яка розподіляється між допоміжною дугою і напругою на індукторі 27. Напруга допоміжної дуги становить приблизно 160 вольт, а напруга дроселя або індуктора становить приблизно 125 вольт. Обмотки різання не о мають замкненого кола, так що на обмотках 5С1, ЗС2 утворюється напруга розімкненого кола. Ці обмотки со створюють приблизно 275 вольт, зі стрибком при ввімкненні близько 2595. Цей стрибкоподібний пік напруги заряджує конденсатор 60 приблизно до 340 вольт. Ця напруга на конденсаторі є послідовною з напругою « допоміжної дуги (160 вольт) і напругою на дроселі (125 вольт) для створення приблизно 50 - 60 вольт між «Е деталлю, що обробляється, і соплом. Коли первинна напруга вимкнена, струм, що тече в допоміжній схемі 18, буде підтримуватися енергією, нагромадженою в вихідному дроселі 27. Струм буде продовжувати текти крізь допоміжні обмотки РІ, 5Р2 при дуже малому спаді напруги. Фіксуючі діоди з первинного боку трансформатора обмежують первинну напругу шляхом звільнення будь-якого струму, створеного від вторинних схем. «

Підтримується допоміжна дуга 160 вольт, і на вихідному дроселі 27 виникнуть -160 вольт. Обмотки з с трансформатора 5РІ1, 5Р2 фіксуються при нулі вольт протягом цього стану, але джерело для різання все ще . виробляє 340 вольт. Ця напруга надходить від нагромаджувального конденсатора 60, який був заряджений и?» протягом ввімкнутого стану інвертора. В схемі для різання 28 немає ніякого контуру для струму, так що конденсатор 60 не розряджається. Діоди для різання 61 і 62 ніколи не проводять будь-який вільний струм.

Напруга допоміжного джерела дуже близька до нуля, так що напруга між деталлю, що обробляється, і соплом їх дорівнює напрузі на конденсаторі 60, яка створює напругу між деталлю, що обробляється, і соплом 340 вольт.

Оскільки вхідні імпульси мають частоту, яка може досягати декількох сотень імпульсів за секунду, то існує ве вільний період або етап між вихідними імпульсами, що створюється в режимі роботи з допоміжною дугою.

Го! Перевагу винаходу буде пояснено в зв'язку з фіг. 14 і 15 з використанням типових напруг. При замкненому перемикачі 8 і встановленій допоміжній дузі Р, як показано на фіг. 14, допоміжна дуга має напругу, яка о практично становить приблизно 160 вольт. Індуктор 27 має типову напругу 140 вольт. Отже, коли вторинний о імпульс утворюється в обмотці 19, напруга на обмотці 19 становить приблизно 300 вольт. Напруга розімкнутого кола на обмотці 29 схемного засобу 28 становить приблизно 275 вольт, з 2595-м стрибком при ввімкненні, і цей пік заряджує конденсатор 32 або нагромаджувальний конденсатор 60, показаний на фіг. 13, до 340 вольт. При дв цих напругах напруга між деталлю, що обробляється, Ї соплом становить близько 60 вольт. Коли вихідний імпульс вимикається припиненням вхідного імпульсу, схемний засіб 18 робить спробу звільнення. Однак діод 22,

Ф) показаний на фіг. 9, був вилучений з обмотки 19. Таким чином, звільнення схемного засобу 18 здійснюється ка крізь обмотку 19, яка щільно з'єднана на осерді трансформатора 55 з первинною обмоткою 54 і створює спад напруги близько 10 вольт. Протягом цього етапу звільнення струм підтримується дроселем 27. Це спричиняє бо виникнення -160 вольт на дроселі. Спад напруги на обмотці 19 становить 10 вольт, а інші 150 вольт утворюються між соплом і електродом. Конденсатор 32 залишається зарядженим від ввімкнутого стану, і обмотка 19 має на собі близько 10 вольт. Це створює напругу між деталлю, що обробляється, і соплом приблизно 310 вольт. Таким чином, протягом режиму роботи з допоміжною дугою між деталлю, що обробляється, і соплом створюється надзвичайно висока напруга. Цей процес ілюстровано на фіг. 16, де імпульси високої напруги 56 створюються 65 між вихідними імпульсами, коли первинні імпульси струму Р вимкнені. Частота імпульсів 56 становить декілька кГц. Цей процес показано на фіг. 16, і він продовжується доти, доки перемикач 8 замкнено. Коли перемикач розмикається з метою перенесення дуги в режим різання, існує висока напруга для процесу перенесення дуги.

Це є значнім прогресом в техніці і різко покращує перенос дуги на деталь, що обробляється. Високі між деталлю, що обробляється, і соплом надають можливість джерелу живлення здійснювати надійні перенесення дуги вище 0,5 дюйма. В практиці ця напруга між деталлю, що обробляється, і соплом обмежується для відповідності специфікаціям МЕК 974-1. Ця специфікація вимагає, щоб напруга між деталлю, що обробляється, і соплом була обмежена 113 В постійного струму в максимумі. При максимальній границі 113 В відстані перенесення будуть меншими, але джерело живлення буде відповідати цій специфікації. Таким чином, додається стандартна схема обмеження напруги між деталлю, що обробляється, і соплом. 70 В практиці обмотки для допоміжної дуги мають більше відношення кількостей витків, ніж обмотки для різання. Коли перемикач допоміжної дуги розімкнений, дуга переноситься на деталь, що обробляється, і навантаження на джерело живлення змінюється від високої напруги і малого струму до низької напруги і великого струму. В цей момент частина переходу здійснюється внаслідок дії різних обмоток трансформатора.

Решта переходу управляється системою контролю. Коли дуга відтягується назад до сопла (допоміжна дуга), здійснюється такий самий підсилений перехід. Навантаження змінюється від низької напруги і великого струму до високої напруги і малого струму. Частина цього переходу здійснюється миттєво, коли знову вмикається допоміжна обмотка. Час реагування системи контролю можна зменшити, і максимальна кількість перенесень за секунду може збільшитися.

Якщо максимальний первинний струм становить головний інтерес при конструюванні, то буде вигідною подвійна схема обмоток, показана на фіг. 9 і 13. Наприклад, в традиційній вихідній схемі є єдиною обмоткою відношення кількостей витків буде аналогічним допоміжному відношенню, використаному вище. Однак ця обмотка з великим відношенням кількостей витків застосовується також для різання, і буде потребувати більшої величини первинного струму. В порівнянні з подвійною схемою обмоток традиційна схема з єдиною обмоткою буде споживати більший первинний струм. Подвійна схема обмоток зменшує максимальну величину первинного с струму завдяки тому, що має обмотку для різання з меншим відношенням кількостей витків.

Для ілюстрації широти цього винаходу на фіг. 17 ілюстровано плазмовий пристрій, в якому джерело і) живлення 63 створює імпульси змінного струму для живлення вихідного трансформатора 64 пропусканням імпульсів струму крізь первинну обмотку 65. Вторинна обмотка 66, яка може містити набір обмоток протилежної полярності, як було описано вище, містить проміжний відвід 67 для визначення нижньої секції вторинної обмотки о з0 68. При використанні цього вихідного вторинного кола схемний засіб плазмової дуги 69 створюється шляхом застосування випрямляючого діода 70 і перемикача 71. Електричний струм в схемі 69 детектується шунтом 26 о для вимірювання струму допоміжної дуги І р. Схемний засіб 69 виконує функцію схемного засобу 18, со ілюстрованого в кращому варіанті здійснення винаходу. Аналогічним чином, схемний засіб 72 має випрямляючий діод 73 і шунт 43 для роботи протягом режиму різання. Таким чином, єдина вторинна обмотка 66 може «

Зз5 Створювати концепцію, подібну до двох окремих обмоток 19, 29, які використовуються в кращих варіантах «Е здійснення цього винаходу.

При практичному застосуванні винаходу відношення кількостей витків для допоміжного режиму і режиму різання є різними, тобто 26:26 для допоміжної дуги і 26:24 для різання. Винахід можна застосувати при однаковому відношенні кількостей витків; однак така конфігурація призведе до втрати деяких переваг винаходу, « оскільки дві окремі обмотки, що утворюють основну ознаку винаходу, будуть працювати по суті за одною /(/7- с вихідною характеристикою. Але винахід все ж буде створювати високу напругу між соплом і деталлю, що обробляється, для перенесення дуги, коли деталь, що обробляється, пересувається впритул до сопла. Варіант з здійснення винаходу застосовує обмотку для різання з більшою кількістю витків, ніж у допоміжної обмотки, для створення високої вихідної напруги для режиму різання, наприклад, тоді, коли робота при високій напрузі є Вигідною, тобто при поверхневому різанні. щ» ї»

Claims (1)

1. Формула винаходу (ее)

   1. Плазмовий пристрій, що містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить указаний о електрод відкритим для деталі, що обробляється, і має вхідний трансформатор з колом первинної обмотки і о колом вторинної обмотки, перший схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення допоміжної дуги між указаним електродом і соплом, другий схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення плазмової дуги між указаним електродом і указаною деталлю, що обробляється, і комутаційний засіб для селективного перемикання між указаним першим схемний засобом і указаним другим схемним засобом, який відрізняється тим, що указане коло вторинної обмотки містить перший обмотковий засіб (Ф) з першим ефективним числом витків для живлення вказаного першого схемного засобу і другий обмотковий ГІ засіб з другим ефективним числом витків для живлення вказаного другого схемного засобу, причому вказані перше і друге ефективні числа витків є різними. во 2. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказаній перший обмотковий засіб містить дві окремі вторинні обмотки з полярністю в протилежних напрямках, і кожна з них має вказане перше ефективне число витків.

   З. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний другий обмотковий засіб містить дві окремі обмотки з полярністю в протилежних напрямках, і кожна з них має вказане друге ефективне число витків. 65 4. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить засіб для сприймання рівня струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу на вказаний другий схемний засіб.

   5. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить засіб для сприймання величини струму в одному із указаних першго і другого схемних засобів і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу на вказаний перший схемний засіб.

   6. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить засіб для сприймання рівня струму між указаною деталлю, що обробляється, та вказаним електродом, і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу на вказаний другий схемний засіб, коли вказаний сприйнятий рівень струму перевищує заданий струм.

   7. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний другий обмотковий засіб є частиною 7/0 вказаного першого обмоткового засобу.

   8. Плазмовий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказаний другий обмотковий засіб є частиною вказаного першого обмоткового засобу.

   9. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить перший сприймальний засіб для сприймання рівня струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання 75 вказаного комутаційного засобу на вказаний другий схемний засіб.

   10. Плазмовий пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що містить другій сприймальний засіб для сприймання величини струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу на вказаний перший схемний засіб.

   11. Плазмовий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить засіб для сприймання рівня струму між указаною деталлю, що обробляється, та вказаним електродом, і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу на вказаний перший схемний засіб, коли вказаний сприйнятий рівень струму є меншим, ніж заданий струм.

   12. Спосіб керування плазмовим пристроєм з електродом, соплом і вхідним трансформатором, коло вторинної обмотки якого живить перший і другий схемні засоби, які шляхом селективного перемикання с забезпечують створення допоміжної дуги між електродом і соплом, а також плазмової дуги між електродом і деталлю, що обробляється, який відрізняється тим, що перший схемний засіб створює перший інтервал напруг, і9) який є значно вищим, ніж другий інтервал напруг забезпечений другим схемним засобом, при цьому здійснюється сприймання рівня струму в одному із указаних схемних засобів та перемикання на другий схемний засіб, якщо вказаний сприйнятий рівень струму перевищує задану величину. ав

   13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що містить додаткові стадії сприймання величини струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів, а також перемикання на вказаний перший схемний засіб, о коли вказана сприйнята величина струму є меншою, ніж заданий рівень. с

   14. Плазмовий пристрій, який містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить указаний електрод відкритим для деталі, що обробляється, і має вхідний трансформатор з колом первинної обмотки і М Колом вторинної обмотки, перший схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення «І допоміжної дуги між указаним електродом і соплом, другий схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення плазмової дуги між указаним електродом і указаною деталлю, що обробляється, і комутаційний засіб для селективного перемикання між указаним першим схемним засобом і указаним другим « схемним засобом, який відрізняється тим, що містить перший сприймальний засіб для сприймання рівня струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання вказаного комутаційного засобу --й с на вказаний другий схемний засіб. й 15. Плазмовий пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що містить другий сприймальний засіб для "» сприймання величини струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання вказаною комутаційного засобу на вказану першу схему.

   16. Плазмовий пристрій, який містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить указаний «г» електрод відкритим для деталі, що обробляється, і має вхідний трансформатор з колом первинної обмотки і колом вторинної обмотки, перший схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення ть допоміжної дуги між указаним електродом і соплом, другий схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної о обмотки, для створення плазмової дуги між указаним електродом і указаною деталлю, що обробляється, і засіб для перемикання між указаним першим схемним засобом і указаним другим схемним засобом, о який відрізняється тим, що указане коло вторинної обмотки, що містить перший обмотковий засіб з ефективним о числом витків для живлення вказаного першого схемного засобу і другий обмотковий засіб з ерективним числом витків для живлення вказаного другого схемного засобу.

   17. Спосіб керування плазмовим пристроєм з електродом, соплом і вхідним трансформатором, коло вторинної обмотки якого живить перший і другий схемні засоби, які шляхом селективного перемикання забезпечують створення допоміжної дуги між електродом і соплом, а також плазмової дуги між електродом і о деталлю, що обробляється, який відрізняється тим, що здійснюється сприймання рівня струму в одному із ко указаних схемних засобів та перемикання на другий схемний засіб, якщо вказаний сприйнятий рівень струму перевищує задану величину. во 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що містить додаткові стадії сприймання величини струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і перемикання на вказаний перший схемний засіб, коли вказана сприйнята величина струму є меншою, ніж заданий рівень.

   19. Плазмовий пристрій, який містить електрод і сопло з отвором для плазмової дуги, який робить указаний електрод відкритим для деталі, що обробляється, і має вхідний трансформатор з колом первинної обмотки і 65 Колом вторинної обмотки, перший схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення допоміжної дуги між указаним електродом і соплом, другий схемний засіб, зв'язаний з вказаним колом вторинної обмотки, для створення плазмової дуги між указаним електродом і указаною деталлю, що обробляється, і засіб для перемикання між указаним першим схемним засобом і указаним другим схемним засобом, який відрізняється тим, що містить перший сприймальний засіб для сприймання рівня струму в одному із указаних першому і другому схемних засобах і засіб для перемикання на вказаний другий схемний засіб.

   20. Плазмовий пристрій п. 19, який відрізняється тим, що містить другий сприймальний засіб для сприймання величини струму в одному із указаних першого і другого схемних засобів і засіб для перемикання на вказану першу схему. с щі 6) «в) «в) (ее) « « -

   с . и? щ» щ» (ее) («в) (42) іме) 60 б5