Главная Отклонение сварного шва 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 Рис. 39. Временная диаграмма, поясняющая возникновение полуволнового эффекта жительным потенциалом, а в точках б - вентиль V2M, способный проводить только в противоположные полуволны напряжения, то в нагрузке возникает переменный ток, который будет существовать все время, пока подается команда на включение вентилей. Снятие команды исключает возможность включения очередного вентиля и тем самым ограничивает длительность импульса сварочного тока. Управляемый вентиль (типа игнитрон, тиратрон или тиристор) выключается автоматически с уменьшением тока практически до нуля, чем обеспечивается выключение цепи машины без перенапряжений. Очередность работы вентилей в контакторе также соблюдается автоматически, потому что включение непроводящего вентиля становится возможным только тогда, когда выключится предыдущий и между анодом и катодом ждущего вентиля восстановится напряжение питающей сети. Благодаря возможности фазового изменения момента включения управляемого вентиля вентильный контактор позволяет плавно регулировать действующий ток. С увеличением угла включения вентилей а (рис. 38, в) автоматически уменьшается их угол Я проводимости, а чем меньше угол проводимости, тем меньше действующий ток через нагрузку. На рис. 38 приведены также временные диаграммы токов и напряжений при фазовом регулировании. Если а = ф (рис. 38, б), то переходный процесс отсутствует. Ток принимает сразу свое наибольшее установившееся значение; такое включение называют полнофазным. При а > ф (рис. 38, в) ток в каждой полуволне определяется разностью существующих во время проводимости вентиля установившегося гу и свободного гс токов. Поэтому снижается наибольшее 19. Угол проводимости Я (а, ф) и ток нагрузки / * (а, ф) COS ф = 1 градусы cos ф = 0,9 градусы О 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 180,00 150,00 140,00 130,00 120,00 110,00 100,00 90,0 80,0 70,0 60.0 50,0 40,0 30,0 20.0 10,0 0,0 1,0 0,985 0,967 0,939 0,898 0,84 5 0,781 0,708 0,625 0,536 0,443 0,348 0,255 0,171 О, 095 0.039 0,0 175,87 165,84 155.81 145.70 135.58 125,37 115,03 104,58 93,92 82,97 71.66 59,75 47,13 33.43 18.12 0.0 C0. ф = 0,8 градусы 0,99 0,959 0,915 0,858 0,790 0,712 0,625 0,532 0,437 0.341 0,250 0,167 0,096 0,042 0,012 0,0 176,85 166,56 156,26 145,77 135.22 124.34 113,20 101,74 89,83 77,38 64,27 50,31 35,22 18,66 0,0 0,987 0,935 0,871 0,795 0.710 0,616 0,518 0,419 0,322 0.231 0.151 0.084 0,035 0,007 0,0 cos ф = 0,7 градусы 175,33 164,77 153,84 142,74 131,37 119,55 107,29 94,57 84,24 67,16 52,23 36,21 18,34 0,0 cos ф = 0,6 градусы 0,972 0,901 0,816 0,723 0,624 0,520 0,416 0,317 0,223 0,143 0,078 0,029 0,0 172.47 161,10 149.46 137,46 124.93 111.99 98,43 84.28 69,40 53,69 37,01 19,20 0,0 0,944 0,851 0,749 0,641 0,530 0,420 0,316 0,221 0,140 0,076 0,031 0,006 0,0 значение тока и появляются разрывы между его полуволнами. Действующее значение тока уменьшается и тем сильнее, чем больше угол а. Случай включения с а < ф может возникнуть либо при асинхронном включении, когда контактор управляется с помощью реле, либо при неправильной установке импульсов управления. При релейном управлении возникает начальная асимметрия полуволн тока (рис. 38, г), которая в дальнейшем ликвидируется. Существенно меняется форма тока при управлении вентильного контактора импульсами малой длительности. Включение одного из вентилей с углом а < ф не позволит другому вентилю включиться в момент появления импульса управления (рис. 39), так как продолжается проводимость первого вентиля; когда возникает принципиальная возможность включения второго вентиля, импульса управления уже не будет. Вентильный контактор начинает работать как однополупериодный выпрямитель. Такой режим работы получил название полуволновой эффект , который представляет собой наиболее тяжелый случай асимметричной работы вентильного контактора на первичную обмотку сварочного трансформатора. Наиболее эффективной мерой предупреждения полуволнового эффекта считается увеличение длительности управляющих импульсов, Действующий ток, регулируемый изменением угла включения вентилей, 1т -l/ Y2 У sin А, cos (2а + Я + ф) . л cos ф это выражение удобно представить в виде / = /* = где /у - действующий установившийся синусоидальный ток; /* - действующий регулируемый ток в относительных единицах, определяемый только соотношением угловых параметров при фазовом управлении. В табл. 19 приведены угол Я проводимости и ток /* нагрузки в зависимости от угла а регулирования для различных параметров ф. На рис. 40 изображены регулировочные кривые /* = f (а. ф) вентильного контактора. cos ф = 0,5 градусы cos ф = 0,4 к, градусы cos ф = 0,3 К, градусы cos ф = 0,2 градусы cos Ф = 0,1 К, градусы cos ф = о градусы 180,0 168,17 155,90 143.28 130.03 116,24 101.92 86,97 71.32 $4.90 37.64 19,20 0,0 0,897 0,785 0,668 0,548 0,430 0,320 0,222 0,139 0,074 0,032 0,007 175,51 162.53 149,01 135. 04 120.45 105,26 89,47 73,09 55.99 38.16 19.55 0.0 0,958 0.833 0,703 0.573 0,447 0.330 0,226 0,141 0,075 0,030 0.014 0,0 169.60 155.19 140,24 124.66 108.63 91.98 74.80 56.96 38,63 19.64 0.0 0,895 0,750 0.607 0,469 0.344 0,234 0,145 0,072 0,030 0,001 0,0 177.66 162,08 145.88 129,22 112,03 94,49 76,40 57,96 39,11 19.78 0.0 0,975 0,812 0,651 0,50 0,36 0,244 0,143 0,073 0,036 0,010 169,96 152,23 134,15 115.79 97,08 78,19 58.95 39,52 19.91 0,0 0,891 0,707 0,535 0,385 0.253 0.159 0,070 0.032 0.023 0,0 180,0 160.0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 0,883 0,757 0,625 0,492 0,362 0.241 0,13 0,045 10 20 50 if О50 60 70 80 90 W110120130т150180170180 ос Рнс. 40. Регулировочные кривые /* = / (а, ф) В целом регулировочные характеристики нелинейны. Однако на рабочем участке они могут быть с точностью до 2% аппроксимированы прямыми, подчиняющимися выражению /* = Bia -f- Bq, где Во Bi - постоянные коэффициенты; а - угол регулирования, радианы. В табл. 20 приведены величины Во и Bi для разных значений cos ф нагрузки и диапазона изменения 0,95 > /* 0,3. Зная коэффициенты Во и Bi, можно определить а для требуемого изменения сварочного тока с точностью 1-2%. 20. Значения Ъ и В,
ТИРИСТОРНЫЕ КОНТАКТОРЫ Большинство однофазных машин переменного тока оснащено тиристорными контакторами. При этом достигается значительный технико-экономический эффект вследствие упрощения схем включения тиристоров, уменьшения рассеиваемых энергетических потерь, повышения стабильности работы и уменьшения габаритных размеров. Игнитронные контакторы сейчас устанавливают только в машины большой мощности. Контакторы на тиристорах различных типоразмеров различаются коммутируемым током. Их техническая характеристика приведена в табл. 21. Контакторы следует выбирать из условия, чтобы первичный ток контактной машины во время сварки на номинальной ступени, с учетом короткого замыкания электродов, при полнофазном включении тока не превосходил номинальный ток контактора. Все рассматриваемые контакторы имеют импульсное управление и могут работать только с регуляторами, оснащенными фазоимпульскыми выходными устройствами. Из-за малой теплоемкости тиристоры не могут работать с номинальными токами без дополнительного отвода тепла. Б контактных машинах принято 21, Техническая характеристика тиристорных контакторов Параметр сети (при Напряжение 50 Гц), С Номинальный ток, А, при: ПВ-50% ПВ-20% ПВ-5% Максимальный ток при ПВ-20%, А Тип тиристора Ток импульсов управления, Номинальный расход охлаждающей воды, л/мин Габаритные размеры, мм: ширина высота длина Масса, кг
*1 В числителе указан номинальный ток при длительности включения не более 0,5 с, в знаменателе - при длительности включения до 20 с. *2 в знаменателе указаны размеры и масса контакторов закрытого испол* нения. Примечание. Температура охлаждающ51 воды не более 40° С; длительность импульса управления не менее 100 мкс; максимальное импульсное напряжение 900 В. - обязательное водяное охлаждение тиристоров. Контроль за расходом воды осуществляется с помощью струйного гидрореле типа РГС-2, установленного на сливе системы охлаждения. Электрокоптакты гидрореле, соединенные с регулятором времени, блокируют включение сварочного тока при отсутствии требуемого расхода воды. На рис. 41 представлена схема тиристорного контактора КТ-1У4. Импульсы управления с частотой 100 Гц поступают на тиристоры V1M и V2M., но включается только тот, анод которого находится под положительным потенциалом. Цепочка RI, R2, R3, С1 ограничивает скорость восстановления напряжения на тиристорах во время коммутации тока с целью предотвращения возможности самопроизвольного включения, а также снижает величину возможных импульсов перенапряжений. Схема контакторов КТ-02У4, КТ-03У4, КТ-04У4 более сложна (рис. 42). Для включения силовых тиристоров V2M и V1M используют промежуточный усили- Рис. 41. Принципиальная электрическая схема тиристорного контактора КТ-1У4 Оборудование для контактной сварки . Устройства для управления циклом сварки контактных машин Рис. 42. Принципиальная электрическая схе- Ристорных контакторов КТ-03У4, КТ-04У4 КТ-02У4,
тельный элемент - десяти ампер ный тиристор УЕЗ. На его управляющий электрод поступают импульсы 100 Гц от регулятора времени. С помощью диодов У4-У7 происходит распределение тока по управляющим электродам силовых тиристоров. Например, если анод У1М. положителен, то ток включения замыкается по цепи Х/М-V4-W-i?5-l/£5-- управляющий электрод УШ~Х2М.. Включается тиристор VIM. Аналогично работает такая же ветвь для включения тиристора F2M, но ток замыкается через диоды У7 и V5. Ток в цепи управляющих электродов (по принципу работы зависимой схемы) прекращается сразу после перехода силовых тиристоров в проводящее состояние, так как исчезает источник напряжения. Схема контактора исключает возможность возникновения полуволнового эффекта. Если импульс управления придет раньше, чем восстановится напряжение на силовых тиристорах, то тиристор УЕЗ все равно включится, .так как источником питания для него явится сетевое напряжение между ХШ и Х5М, а цепь тока замкнется через диоды У9 или У10, резисторы R2, R4 и конденсатор С2. Как только проводящий силовой тиристор выключится, цепь управления автоматически переключится на противоположный тиристор, потенциал анода которого в этот полупериод становится положительным относительно катода. По-существу, схема обеспечивает расширение длительности управляющего импульса, что является наиболее действенным средством против пол у вол нового эффекта. Для визуального контроля настройки режима полнофазного включения в контакторе имеется схема сигнализации на базе тиратрона VII (типа МТХ-90) с хо-1 лодным катодом. Полному от- сутствию свечения соответствует полиофазное состояние, так как напряжение на тиристорах в момент их проводимости отсутствует. В некоторых машинах с радиальным приводом электродов используют тиристорный контактор с асинхронным включением. Такой контактор в установившемся режиме обеспечивает полнофазное, включение Рис. 43. Принципиальная электрическая схема тиристорного контактора с асинхронным включением; K2F - контакт гидрореле тока, но не исключает появления начальной несимметричности его полуволн. Электрическая схема контактора чрезвычайно проста (рис. 43). Управление осуществляется с помощью контакта /С/ реле, включенного между управляющими электродами обоих тиристоров. УСТРОЙСТВА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛОМ СВАРКИ КОНТАКТНЫХ МАШИН Последовательность действия механизмов машины для точечной контактной сварки определяется регулятором времени или регулятором цикла сварки (РЦС), которые являются либо самостоятельными устройствами, либо входят в виде отдельного функционального блока в состав схемы шкафов управления сварочными машинами. Все РЦС работают по определенной, заранее установленной программе. Существуют регуляторы, в которых число регулируемых интервалов и их последовательность не меняется; это однопрограммные регуляторы. Они обеспечивают один и тот же порядок включения механизмов машины, позволяя лишь независимо регулировать время отдельных выдержек. В более сложных регуляторах порядок следования интервалов и их число может изменяться в зависимости от выбора программы. Такие многопрограммные РЦС позволяют осуществлять сварочные циклы с различными вариантами изменения усилия на электродах или формы сварочного тока. Все современные регуляторы отличаются высокой точностью как отсчета интервала Сварка , так и других регулируемых интервалов времени. Такие регуляторы построены по принципу счета периодов питающего напряжения или используют RC-цепочки с устройствами синхронизации. Благодаря синхронизации обеспечивается основное симметрирование тока. Последний включается всегда с полуволны одной полярности, а заканчивается противоположной полуволной. Требования высокой производительности не позволяют использовать в регуляторах электромагнитные реле в качестве связующих и исполнительных элементов. Передача информации внутри регулятора осуществляется с помощью бесконтактных элементов. Исполнителями команд также являются бесконтактные устройства. В частности, включением пневмоэлектрических клапанов управляют транзисторные или тиристорные усилители; игнитронные контакторы включаются через тиристорные узлы поджигания, а тиристорные контакторы - через выходные усилители регуляторов. Применение бесконтактных исполнительных элементов позволило расширить функциональные возможности регуляторов. Большинство выпускаемых РЦС позволяют регулировать сварочный ток. Все регуляторы обеспечивают отработку полного цикла сварки независимо от момента отключения педали и допускают возможность работы в автоматически повторяющемся режиме. Техническая характеристика наиболее известных регуляторов времени, в том числе и выпускавшихся реле, приведена в табл. 22. Регулятор РЦС-403 является бесконтактным аналогом широко известного регулятора РВЭ-7. Он имеет четыре независимо регулируемые выдержки времени: Сжатие , Сварка , Проковка и Пауза и снабжен транзисторными усилителями для включения электропневматического клапана привода усилия и фазо-импульсного управления тиристорным контактором или тиристорным блоком Поджигания игнитронов. Схема регулятора (рис. 44) полностью выполнена на транзисторных элементах серии Логика-Т. Для понимания ее работы необходимо знать некоторые особенности работы логических элементов. 1. Уровню сигнала минус 4-8 В соответствует логическая 1. Логический О означает практическое отсутствие сигнала. 2. Элементы D3, D5, D7,DI0 - маломощные триггеры. Возможны два устойчивых состояния. Если / на выходе 7, то на выходе 8-0 и наоборот. Подача / на потенциальные входы 9 или 10 вызывает появление 1 соответственно на выходах 8 или 7. Положительный сигнал на входе 9 приводит к появлению i на вы- |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |