UA86279C2 - Спосіб електричного живлення однофазних контактних машин змінного струму - Google Patents

Description

струм низької частоти (Н.В. Подола, С.И. Кучук- рності.

Яценко, Контактная стьіковая сварка токами низ- Для цього включення тиристорів синхронізу- кой частотьії, «Автоматическая сварка», 1957, Мо1, ють, наприклад, відносно моменту переходу через с.63-72|. Частота струму вибирається з ряду 16 нуль лінійної напруги А-С (Ффіг.1), і далі для форму- 2/3, 10, або 5Гц. Відповідно до обраній частоті по- вання імпульсу однієї полярності в момент часу М, винен розраховуватися зварювальний трансфор- що визначається заданим значенням напруги на матор. виході випрямлячів і по величині більше 3,Змс і

Недоліком цього способу є те, що зі знижен- менше 10мс, підключають до зварювального тран- ням частоти значно збільшуються габарити й маса сформатора лінійну напругу А-В, а в момент часу зварювального трансформатора, що спричиняє р-ц-3,3Ммс підключають напругу А-С. На цьому зміну конструкції зварювальної машини. із цієї формування напівхвилі однієї полярності завер- причини відомий спосіб перетворення частоти й шується. Наступну напівхвилю напруги починають числа фаз для симетрування однофазного наван- із тієї ж лінійної напруги, на якій закінчували попе- таження не вийшов за рамки дослідної розробки й редню напівхвилю, але використовують його про- не може бути реалізований на серійних контактних тилежну за знаком частину -СА. Тобто в момент стикових машинах, зварювальний трансформатор часу тз-Ї2жн10мс підключають лінійну напругу -СкА. яких розрахований на промислову частоту. Далі в момент часу і4-із-3,3мс підключають лі-

Найбільш близьким по технічному рішенню є нійну напругу «ВС и на цьому закінчують форму- спосіб електричного живлення однофазних конта- вання напівхвилі напруги негативної полярності. ктних машин змінного струму, при якому для жив- Аналогічно в моменти часу таі-1--ї2-2-10мс підклю- лення зварювального трансформатора, розрахо- чають відповідно лінійні напруги В-С,-ВжА,С-А,- ваного на частоту Р, за допомогою двох СчВ, а в моменти часу іфі-і2-1-3,3мс підключають трифазних двонапівперіодних керованих випрям- напруги -АхВ,-СтА,С-В,-АжВ, де і-3,4,5,6 - поряд- лячів, які включені зустрічно-паралельно, форму- ковий номер імпульсу у серії. Далі описану серію ють напругу частотою ЗР/4, прийнятий нами як повторюють із частотою 12,5ГЦ. прототип ІВ.К. Лебедев, А.А. Письменньй, Усове- Зазначений спосіб вигідно відрізняється від ршенствование систем питания машин для конта- прототипу тим, що форма імпульсу наближається ктной сварки сопротивлением, «Сварка и родст- до прямокутної, тобто зменшується коефіцієнт веннье технологии - в ХХІ век», Сб. тр. амплітуди імпульсу зварювального струму, і протя- международной конференции - Киев, Институт гом значно більшого часу в порівнянні із прототи- злектросварки им. Е.О. Патона, 1998, с. 130-136). пом створюються умови ефективного нагрівання

При частоті живильної мережі Б-50ГЦ частота ко- при зварюванні оплавленням. При цьому три фази мутації випрямлячів ЗРЕ/4 відповідає 37,5ГЦ. мережі завантажуються рівномірно. Крім того, то-

У цьому способі протягом кожної напівхвилі му що кожну пару послідовних імпульсів різної однієї полярності роблять комутацію тільки однієї полярності включають і виключають на тій самій лінійної напруги. При цьому форма напруги в ме- лінійній напрузі, аварійна ситуація (коротке зами- жах напівхвилі однієї полярності близька до сину- кання) не створюється навіть при подачі імпульсів соїдальної, що не є оптимальним, тому що ефек- керування одночасно на всі тиристори, які підклю- тивне нагрівання елементарних контактів при чені до цієї лінійної напруги в обох випрямлячах. зварюванні оплавленням здійснюється тільки на Ця умова також створює можливість одержувати напрузі близькій до амплітудних значень синусої- безперервну криву струму зварювання при відпо- ди, тривалість якої протягом напівперіоду незнач- відному коефіцієнті потужності навантаження ви- на. Таким чином, збільшення коефіцієнта ампліту- прямлячів. ди струму Ка:Ім/Ід, де Ім - максимальне значення Пристрій, що реалізує описаний спосіб, пока- струму, Ід - діюче значення струму, не сприятливо зан на Фіг.2. Він містить два трифазних двонапів- позначається на якості зварювання. Крім того, цей періодні керовані випрямлячі 1 й 2, підсилювач- спосіб має низьку надійність при реалізації, тому розподільник імпульсів відмикання тиристорів 3, що при зміні полярності імпульсів включення кож- блок синхронізації 4, одновібратор імпульсів 5, ної лінійної напруги можливо при повному вими- датчик струму зварювання 6, блок виміру ефекти- канні тиристорів, які включали попередню лінійну вного значення струму 7, датчик напруги 8, блок напругу. У противному випадку можливо коротке виміру ефективного значення напруги 9, процесор замикання електричної мережі через тиристори 10, запам'ятовувальний пристрій 11, блок завдан- обох випрямлячів. ня напруги й виводу діагностичного повідомлення

Задачею винаходу є усунення зазначених не- 12. Числом 13 показаний зварювальний трансфо- доліків. Пропонується спосіб електричного жив- рматор. Блоки у пристрої з'єднані у такий спосіб. лення однофазних контактних машин змінного Входи трифазних двонапівперіодних керованих струму, при якому для живлення зварювального випрямлячів 1 й 2 з'єднані з фазними напругами трансформатора, розрахованого на частоту Е, за живлення А, В і С, а виходи паралельно один од- допомогою двох трифазних двонапівперіодних ному, причому позитивний вихід кожного випрям- керованих випрямлячів, які включені зустрічно- ляча з'єднаний з негативним виходом іншого ви- паралельно, формують напругу частотою ЗР/4, що прямляча, і далі один об'єднаний вихід через відрізняється тим, що кожну напівхвилю напруги датчик струму зварювання б, вихід якого підклю- формують послідовною комутацією двох лінійних чений до входу блоку виміру ефективного значен- напруг, при цьому напівхвилю однієї полярності ня струму, з'єднаний з одним входом трансформа- починають комутацією тієї ж лінійної напруги, на тора 13, а інший об'єднаний вихід - з іншим входом якій закінчують попередню напівхвилю іншої поля- трансформатора 13. Входи трансформатора 13 з'єднані також із входами датчика напруги 8, вихід ля приходу імпульсу синхронізації описаний про- якого підключений до входу блоку виміру серед- цес формування керуючих імпульсів повторюєть- ньої напруги 9. Підсилювач-розподільник З вихо- ся. дами підключений до ланцюгів відмикання тирис- При зміні полярності напівхвиль напруги на торів випрямлячів 2 й 1, а входом через виході випрямлячів процесор зчитує з виходу бло- одновібратор 5 з виходом процесора 10, до входів ку виміру ефективного струму 7 обмірюване зна- якого підключені виходи блоку виміру ефективного чення струму зварювання. Якщо ця величина пе- струму 7, блок виміру ефективної напруги 9, запа- ревершує максимальну припустиму величину, м'ятовувальний пристрій 11, блок завдання напру- процесор 10 виключає формування імпульсів ке- ги й виводу діагностичного повідомлення 12 і блок рування тиристорами й на блок завдання напруги синхронізації 4, вхід якого підключений до фаз А й виводу діагностичного повідомлення 12 видаєть- та с. ся повідомлення про неприпустиму величину зва-

Пристрій працює таким чином. Процесор 170 рювального струму. працює відповідно до програми, що міститься у При зміні полярності напівхвиль напруги на запам'ятовувальному пристрої 11. При його вклю- виході випрямлячів з негативної на позитивну про- ченні із блоку завдання напруги й виводу діагнос- цесор 10 зчитує з виходу блоку виміру ефективної тичного повідомлення 12 процесор зчитує задану напруги 9 обмірюване ефективне значення напру- напругу, що має бути на виході випрямлячів. По ги на вході зварювального трансформатора. Обмі- цій величині відповідно до функціональної залеж- рюване значення зрівняється із заданим і по вели- ності, записаної в запам'ятовувальному пристрої чині неузгодженості процесор 10 коректує 11, процесор 10 обчислює момент часу її для під- значення часу її для включення наступних тирис- ключення до зварювального трансформатора лі- торів. Коректування часу її раз у період необхідне нійної напруги А-В. Після надходження імпульсу для формування симетричної напруги в протилеж- синхронізації від блоку синхронізації 4 процесор них за знаком напівхвилях, і тим самим для ви- відраховує заданий час її і потім формує сигнал ключення умови насичення зварювального транс- відмикання тиристорів, підключених до лінійної форматора. напруги А-В у випрямлячі, що формує позитивні Запропонований спосіб електричного живлен- напівхвилі. Цей сигнал потрапляє на вхід одновіб- ня контактних машин пройшов експериментальну ратора 5, з виходу якого формується імпульс, що перевірку в лабораторних умовах на однофазній збігається по фронту із сигналом з виходу проце- стиковій машині типу К-190П. Зварювали безпере- сора 10, та має тривалість 3З,З3мс. Завдяки цьому рвним та пульсуючим оплавленням рейки та заго- посилений імпульс із виходу підсилювача- товки прокату з перерізом від 7000 до 15000мм розподільника З подається на керуючі входи від- при струмах 200...700А. Одночасно реєстрували повідних тиристорів протягом усього часу вико- струм у кожній фазі за допомогою вимірювальних нання умови керованості цих тиристорів. перетворювачів та багатоканального самописця.

Після відпрацьовування часу їх процесор від- Було підтверджено, що даний спосіб дозволяє раховує час ї2-ї-3,3мс і при його виконанні фор- живити від трьохфазної електричної мережі конта- мує імпульси відмикання на керуючі входи тирис- ктні машини для зварювання оплавленням, які торів, які підключені до напруги А-С. Далі в такий мають однофазний трансформатор. Форма імпу- же спосіб відраховують інтервали часу їз, імх......Н2 і льсу отриманої напруги сприяє утворенню якісного формуються імпульси відмикання на керуючі вхо- звареного з'єднання, тому що його коефіцієнт ам- ди тиристорів, які підключені відповідно до напруг - плітуди Кі менше, ніж при зварюванні синусоїда-

АС, -В-С (у випрямлячі негативних напівхвиль), льним струмом. Обрана послідовність включення

В-С, В-А (у випрямлячі позитивних напівхвиль), - лінійною напруги на початку й кінці кожної напівх-

ВС-СтА ( у випрямлячі негативних напівхвиль), вилі забезпечують надійне живлення й у більшості

С-А,С-В (у випрямлячі позитивних напівхвиль), - випадків практично безперервну криву зварюваль-

СлА,-АжВ (у випрямлячі негативних напівхвиль). ного струму. При цьому три фази електричної ме-

Далі процесор 10 переходить в очікування ім- режі живлення зварювальних машин завантажу- пульсів синхронізації із блоку синхронізації 4. Піс- ються рівномірно.

Іва

А-В А-С В-С В-А сС-А С-В їв 5 15 Се ї

Ці -АнС -В-С -ВКА -СЗА -С-В -АЗВ

Фіг.1 в-- 13

В не по ши 2 Й ші 5858- в

Фіг.2

Комп'ютерна верстка А. Крулевський Підписне Тираж 28 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601