Оборудование для контактной сварки

ния следующего импульса необходимо разомкнуть и снова замкнуть цепь запуска. Точечные прерыватели обычно работают совместно с регулятором времени.

В режиме работы шовной сварки прерыватель при замыкании цепи запуска пропускает периодически повторяющиеся импульсы тока заданной длительности и величины, разделенные паузой заданной длительности, до тех пор, пока не будет разомкнута цепь запуска. Прерыватели ПСЛ, так же как прерыватели ПИТ

Блок регулирования

Блок поджигания

Блок аппаратуры

I

! г-

Сеть

I !

i I

Блок регулирования

Блок annapa-niypbi

I

CJ CO

Сеть

Рис. 45. Структурная схема прерывателя типа ПСЛ: а ПСЛ-ЗОО; ПСЛ-600; б - ПСЛ-200. ПСЛ-700 ПСЛ-1200

и ПИШ, имеют несколько модификаций в зависимости от тока коммутации. Техническая характеристика прерывателей приведена в табл. 23.

Синхронными прерывателями также являются некоторые шкафы управления. Например, шкаф ШУ-123 для управления машиной МТПУ-300 кроме собственно прерывателя имеет многопрограммный регулятор времени, позволяющий получать сварочный ток и усилия на электродах различной формы.

Прерыватели типа ПСЛ выполнены в виде однодверного шкафа управления. Структурные схемы прерывателей представлены на рис. 45, а и б. Блок регулирования во всех прерывателях одинаков, а блок аппаратуры меняется в зависимости от типа применяемого вентильного контактора. В прерывателях ПСЛ-200, ПСЛ-700 и ПСЛ-1200 блок аппаратуры, служит для выключения сварочного тока при прекращении подачи воды или уменьшения ее количества ниже определенного предела. Блок аппаратуры ПСЛ-200 имеет сигнальное устройство на тиратроне с холодным катодом типа МТХ-90, следящее за исправностью тиристоров в применяемом контакторе КТ-1, В прерывателях ПСЛ-700 и ПСЛ-1200 такого устройства нет, так как используемые в них тиристорные контакторы КТ-03 и КТ-04 уже имеют сигнализацию исправности тиристоров.

Блок аппаратуры прерывателей ПСЛ-ЗОО и ПСЛ-600 предназначен для подготовки цепей поджигания игнитронов, а также для выключения сварочного тока при повышении температуры воды на выходе игнитрона до 45-65° С. Для этого в игнитронный контактор устанавливают игнитрон типа И4, имеющий реле тепловой защиты.

Синхронные прерыватели

Блок регулирования является основным и наиболее сложным узлом прерывателей ПСЛ. Схема блока регулирования обеспечивает раздельное регулирование длительности интервалов Импульс и Пауза , синхрон1юе включение сварочного тока, плавную регулировку его действующего значения, стабилизацию тока при колебаниях напряжения сети и модуляцию переднего фронта импульса тока до 0,3 с. Схема блока (рис. 46) выполнена на транзисторах и логических элементах. Для ее понимания следует учесть особенности работы логических элементов, приведенные при рассмотрении работы регулятора РЦС-403, а также некоторые дополнения.

1. Элемент Dy-инвертор ИЛИ-НЕ. Если на входы 2 или 4 подать /, то на выходе 8 появляется 0. Если на обоих входах будет О, то на выходе /.

2. Элементы D2, D3, D4, D6-D11 - маломощные триггеры. Подача на вход И О приводит к появлению О на выходах 5 и 7. Наличие 1 на том же входе И работе триггера не мешает. При подаче импульсного напряжения на счетный вход, объединяющий входы 1 ц 2, происходит поочередное переключение выходного напряжения. Если на входы S или 9 подается положительный сигнал то возникает 1 на выходе 5, 7. Отрицательный потенциал на входе 9 вызывает О на выходе 5, 7.

3. Элемент D5 - 10-ваттный усилитель. Если на один из входов 3 или 5 поступает 1, то на выходе 9 будет 0. Для получения 1 на выходе необходим О на всех входах,

4. Элемент D12 - 30-ваттный усилитель.

5. Элементы D13-D16 - схемы И.

При подаче напряжения питания на выходе S элемента D/ устанавливается О, Соответственно О устанавливается на выходах 5 элементов D2 и D5, 1 с 6D3 через D13 поступает на 3D5, в результате чего на 9D5 появляется О, который по входам и устанавливает триггеры D7-D11 в исходное состояние. Наличие О на 5D2 исключает возможность работы фазоимпульсного устройства включения тиристоров, так как через диод V7 шунтируется вход транзистора VE4, а через V9 - JD12. На 9D6 подается переменное напряжение, что приводит к формированию на его выходах прямоугольных импульсов напряжения, следующих с частотой 50 Гц. Эти импульсы с 5D6 поступают на счетный вход триггера D7, однако его работа запрещена наличием О на входе 11. Те же прямоугольные импульсы поданы на 4D13, но на другом входе 2 этой же системы И в рассматриваемый момент имеется О, соответственно О будет на 10D13 и 1D3. Прямоугольные импульсы c6D6 через D13 поступают на 2D4 и устанавливают этот триггер в состояние, при котором на 5D4-0. Таково исходное положение схемы.

После замыкания цепи запуска появляется 1 на SZ)i и триггеры D2 и D3 получают возможность переключаться. Первым же импульсом с 5D6 через среднюю схему И элемента D13 триггер D3 опрокинется; О с 6D3 через верхнюю схему И элемента D13 приведет к запиранию усилителя D5. На его выходе появится 1, которая позволяет триггерам D7-D11 опрокинуться под действием тактовых импульсов с 5D6. Конденсатор С1, ранее заряженный плюсом в сторону к 3D2, разрядится и на 5D2 установится 1. С этого момента фазовращатель nD 12 открываются, импульсы включения силовых вентилей поступят на блок поджигания или на тиристорный контактор, включается сварочный ток.

Триггеры D7-D10 включены по схеме двоично-десятичного счетчика. Это означает, что каждый элемент работает как двоичный, но благодаря специальной схеме соединений триггеров счетчик считает не до 16, а до 10. Одиннадцатый им-цульс переводит схему в состояние, эквивалентное счету первого импульса, и т. д. Триггер D11 управляется с 5D10 и позволяет расширить счет до 20. Выходы всех триггеров D7-D10 связаны со схемой совпадения на переключателях S1-84 действующих совместно с элементами D14-D16. Схема соединения четырех га-летных переключателей S1 и S3 выполнена в соответствии с состоянием плеч триггеров во время счета, С началом тактового импульса, соответствующего заданию переключателями S1 и S2 времени Импульс на объединенном выходе элементов D14 возникает J, которая по входам J а 3 подготовляет триггер D4 к срабаты-

0. СЭ 1

I I 1 I

- -s.

-4>f

ванию. В момент окончания тактового импульса 1 сменится на О и на 5D4 появится 1. Соответственно на 9D5 будет О, который переводит триггеры счетчика в исходное положение и устанавливает на 5D2 0. Фазовращатель отключается, сварочный ток прекращается.

Следующим тактовым импульсом с 6D6 вновь установится О на 5D4 и 1 на 9D5. Счетчик начнет считать интервал Пауза . После ее исполнения сработает схема совпадения (5,?, 5, DJ5, D16), триггер D4 опять изменит свое состояние, а усилитель D5 вновь переведет триггеры счетчика в исходное положение. Дальнейшее прохождение цикла зависит от установленного режима. Если установлен точечный режим (1 положение S5), то опрокидывание триггера D4 не вызовет опрокидывания триггера£)2, так как на его выходе 6 уже имеется 1. Поэтому счетчик будет вновь отсчитывать установленный интервал Пауза , пока не разорвется цепь запуска. Если же установлен шовный режим, то переключатель S5 объединяет входы 1, 2 триггера D2 и последний будет переключаться всякий раз после окончания интервалов Импульс и Пауза ; тем самым будет включаться и выключаться сварочный ток.

Схема фазовращателя построена по принципу вертикального управления. На нелинейном элементе сравниваются переменное периодическое напряжение одной полярности с постоянным или медленно меняющимся во времени напряжением другой полярности. Конденсаторы С2 и СЗ заряжаются через диоды VI и V2 от соответствующих полуволн пере.менного напряжения 7 В. Разряжаются они через диоды V3 и V4. В цепь разряда включены обмотки трансформатора блока питания с напряжением 50 В, а также переменные резисторы RI и R2. Благодаря тому, что напряжение на обмотках значительно выше зарядного напряжения и диоды V3 и V4 заперты в течение всего интервала положительных полуволн, конденсаторы С2 и СЗ начинают разряжаться практически только с началом отрицательных полуволн напряжения. В связи с эти.м форма напряжений на С2 и СЗ носит характер трапецеидальных импульсов, сдвинутых по фазе на пол-периода. Значительная часть этих напряжений в дальнейшем шунтируется в положительные полуволны сетевого напряжения транзистора.ми VE1 и VE2, а оставшаяся спадающая часть напрялсения суммируется через диоды V5 и V6. В результате на базу транзистора VE7 подается положительное пилообразное напряжение с крутонарастающим фронтом и пологим спадом, повторяющееся с частотой 00 Гц. В интервалах Импульс --, когда диод V7 заперт напряжением с 5D2 на базу того же транзистора VE7 через эмиттерные повторители VE4, VE5 и VE6 поступает управляющее отрицательное напряжение, регулируемое потенциометром R4 Нагрев . Когда сумма положительного пилообразного напряжения и отрицательного напряжения управления достигнет определенного порога, транзистор VE7 включится и останется в проводящем состоянии до прихода очередного импульса, который своим начальным высоким положительным потенциалом запрет его. В следующем периоде картина повторится. Прямоугольные импульсы с коллектора VE7 через согласующий усилитель VE8 и дифференцирующую цепочку С4, V8 попадает на вход усилителя D12. Нагрузкой усилителя является импульсный трансформатор блока поджигания или тиристорного контактора.

Фазовое положение импульсов определяется управляющим напряжением; чем оно больше, тем раньше наступит порог срабатывания VE7, тем больше смещаются импульсы управления влево и тем больше сварочный ток. Потенциометр R3 cos ф ограничивает фазовое смещение импульсов влево сверх необходимого для получения полнофазного тока. Включение 55 позволяет получить модуляцию переднего фронта импульса сварочного тока. Управляющее напряжение на базе транзистора VE7 будет при этом нарастать плавно из-за заряда конденсатора С5, и импульсы управления также плавно будут сдвигаться из крайнего правого положения до установленного потенциометром Нагрев фазового положения. Крутизна модуляции определяется резистором R5.

Благодаря тому, что характер изменения пилообразного напряжения соответствует форме кривой фазового регулирования тока (см. рис. 40), фазовращатель автоматически обеспечивает стабилизацию тока при колебаниях напряжения

сети. Действительно, с ростом или падением напряжения сети увеличивается или уменьшается величина пилообразного напряжения. При постоянном управляющем напряжении это приводит к сдвигу импульсов управления соответственно вправо и влево, что стабилизирует установленный сварочный ток. Конструктивно блок регулирования выполнен в виде отдельного устройства размером 420 X X 166 X 332 мм и массой 16 кг.

Блок поджигания предназначен для управления игнитронами типа И2-70/0,8, И2-140/0,8, И2-350/0,8, включенными по схеме вентильного контактора; исполь-

Рис. 47. Припципиаль ная электрическая схема блока поджигания прерывателя . типа ПСЛ

зуют его в прерывателях типа ПСЛ-ЗОО и ПСЛ-600 с управлением от блока регулирования. Принципиальная электрическая схема блока поджигания приведена на рис. 47. В качестве управляющих элементов применяют тиристоры VE1 и VE2 типа Т50-9 с естественным охлаждением. Тиристоры включены по схеме зависимого поджигания игнитронов. Импульсы управления с частотой 100 Гц поступают от блока регулирования на первичные обмотки трансформаторов Т1 и Т2. Включается тот тиристор и соответственно тот игнитрон, аноды которых в данный момент положительны. Схема обеспечивает необходимый уровень мгновенного тока поджигания 30 А и более. Основными элементами, ограничивающими ток поджигания, являются 25-ваттные резисторы R1, R2, R11, R12 по 10 Ом каждый. После поджигания игнитронов ток через тиристоры VEI и VE2 резко уменьшается. Диоды VI, V2, V6, V7 уменьшают влияние обратных полуволн напряжения. Конденсаторы С1 и С2 ограничивают скорость нарастания напряжения на анодах тиристоров во время выключения игнитронов до величины не более 20 В/мкс, что исключает самопроизвольное включение тиристоров.

Для повышения помехоустойчивости схемы в первичную обмотку трансформаторов TJ и Т2 включена интегрирующая цепочка, образованная конденсатором С2 и резистором R10.

Блок поджигания является унифицированным узлом и может быть установлен непосредственно в сварочную машину. В этом случае он является бесконтакт-

ным исполнительным устройством синхронного регулятора времени, управляющего последовательностью действий данной машины. Размеры блока поджигания с кожухом 480 X 120 X 150 мм, масса 8 кг.

АППАРАТУРА КОНДЕНСАТОРНЫХ МАШИН

Принцип работы конденсаторной машины прост. Батареи конденсаторов заряжаются в перерывах между сварками от зарядного выпрямителя, а затем разряжаются на первичную обмотку сварочного трансформатора, создавая мощный импульс сварочного тока. Регулирование энергии, а соответственно и сварочного тока осуществляется изменением емкости конденсаторов и величины их

Рис. 48. Типовая электрическая схема конденсаторной машины для сварки деталей малых толщин

зарядного напряжения. Емкость батареи большой современной конденсаторной машины достигает нескольких сотен тысяч микрофарад, а зарядное напряжение 400 В Такие большие емкости удается получать благодаря применению специальных импульсных электролитических конденсаторов, допускающих многократный полный разряд и частичный перезаряд напряжением обратной полярности, неизбежно получающийся при разряде конденсаторов на индуктивную нагрузку. Наиболее ответственной частью конденсаторной машины является зарядное устройство, сложность которого возрастает по мере увеличения емкости батареи конденсаторов, уменьшения допустимого времени заряда и повышения требований к точности поддержания уровня зарядного напряжения. Типовая электрическая схема конденсаторной машины для сварки деталей малых толщин изображена на рис. 48. От зарядного трансформатора через однофазный выпрямительный мостик заряжается батарея конденсаторов. Она составлена из отдельных групп конденсаторов разной емкости так, что переключателем S1 можно регулировать рабочую емкость малыми ступенями. Зарядное напряжение также можно регулировать переключателем S2 в заданных пределах. Зарядное напряжение контролируют вольтметром PV Напряжение заряда поддерживается на выбранном уровне феррорезонансным стабилизатором. Резистор R1 ограничивает пиковый ток заряда. На резистор R2 разряжается батарея после отключения напряжения питания. При нажатии на кнопку S3 включается тиристор VM и конденсаторы разряжаются на обмотку сварочного трансформатора. Одновременно отключается зарядная цепь. Обычно кнопка S3 соединена с педальным или пневматическим приводом усилия для того, чтобы разряд конденсаторов осуществлялся всегда при наличии замкнутого контура.

Рассмотрим аппаратуру управления машины МТК-8004, которая обеспечивает ток в импульсе до 80 кА, при этом потребляя из сети среднюю лющность за один цикл 70 кВА. Машина оснащена двумя конденсаторными шкафами типа ЩК-11 и шкафом управления типа ШУ-259-2. Каждый шкаф ШК-И содержит девять блоков конденсаторов с переключателями ступеней и защитными элементами.