ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ СВАРКИ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ СВАРКИ


RU (11) 2106946 (13) C1

(51) 6 B23K11/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.03.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 96103891/02 
(22) Дата подачи заявки: 1996.02.27 
(45) Опубликовано: 1998.03.20 
(56) Аналоги изобретения: SU, авторское свидетельство N 1613276, B 23K 11/26, 1990. 
(71) Имя заявителя: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики; Министерство Российской Федерации по атомной энергии 
(72) Имя изобретателя: Файков Ю.И.; Плавинский Э.И.; Лысенков В.Е.; Вашурков А.С. 
(73) Имя патентообладателя: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики; Министерство Российской Федерации по атомной энергии 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ СВАРКИ 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в качестве оборудования для контактной сварки проводниковых материалов малых толщин и сечений при изготовлении изделий в различных отраслях промышленности, при этом достигается повышение быстродействия и производительности источника питания, который содержит выпрямитель, транзисторы, первые и вторые диоды, разрядные тиристоры, конденсаторы, резисторы, схему гашения и сварочный трансформатор. Источник питания содержит также блоки управления транзистором, компараторы, N-входовую схему И, цифроаналоговые преобразователи, программируемый делитель частоты, дешифратор, устройство блокировки, блок сопряжения, ключ, генератор импульсов. 1 з.п.ф-лы, 10 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в качестве оборудования для контактной сварки проводниковых материалов малых толщин и сечений при изготовлении изделий в различных отраслях промышленности, при монтаже изделий электронной и приборостроительной промышленности, при изготовлении изделий устройств прецизионного приборостроения, микроэлектроники и средств связи.

Известен источник питания для конденсаторной сварки (см. авт. св. СССР N 1447608 от 23.03.87, кл. B 23 K 11/26, "Машина для конденсаторной сварки", М. Н. Глухарев, И.Д. Липавский и Д.С. Ворона, опубликовано 30.12.88, бюл. N 48), содержащий выпрямитель, N зарядных тиристоров, катоды которых соединены с рабочими конденсаторами и через разрядные тиристоры - с сварочным трансформатором, блоки управления разрядными и зарядными тиристорами, выходы которых соединены с соответствующими тиристорами, а входы блока управления зарядными тиристорами подключены к каждому рабочему конденсатору. Источник питания содержит также последовательно соединенные элемент ИЛИ, дифференцирующую цепочку, источник постоянного тока и силовой транзистор, а блок управления зарядными тиристорами выполнен на компараторах, входы которых соединены с батареями рабочих конденсаторов. Выходы компараторов соединены с выходами блока управления зарядными тиристорами, которые соединены со входами элемента ИЛИ, а выпрямитель через силовой транзистор соединен с анодами зарядных тиристоров.

Недостатком известного источника питания является прерывистый характер процесса заряда рабочих конденсаторов, снижающий быстродействие источника питания.

Известен источник питания для конденсаторной сварки (см. авт. св. СССР N 1613276 от 26.09.88, кл. B 23 K 11/26, "Машина для конденсаторной сварки", М. Н. Глухарев, И.Д. Липавский, Д.С. Ворона, Н.Л. Иоран, В.Н. Лебедев и В.А. Петрашев, опубликовано 15.12.90, бюл. N 46), содержащий выпрямитель, первый выход которого соединен через силовой транзистор с N зарядными тиристорами, катоды которых соединены соответственно с анодами N разрядных тиристоров батареями рабочих конденсаторов, катоды N разрядных тиристоров объединены и через первичную обмотку сварочного трансформатора соединены с вторым выходом выпрямителя. Между базой и эмиттером силового транзистора подключен источник постоянного тока, управляющий вход которого соединен с блоком управления разрядными тиристорами. Входы N блоков управления зарядным тиристором соединены с соответствующими анодами разрядных тиристоров, управляющие электроды зарядных тиристоров соединены с первыми выходами соответствующего блока управления зарядным тиристором, вторые выходы которых соединены с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим входом источника постоянного тока. Источник питания также содержит RS-триггер, переключатель, резистор и шунтирующий транзистор, коллектор которого через резистор соединен с эмиттером силового транзистора. Эмиттер шунтирующего транзистора соединен со вторым выходом выпрямителя. База шунтирующего транзистора соединена с вторым управляющим входом источника постоянного тока и первым выводом переключателя, второй вывод которого соединен с выходом RS-триггера, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и третьим выводом переключателя. Второй вход RS-триггера соединен с вторыми входами блоков управления зарядным тиристором и управляющим выходом выпрямителя. Кроме того, блок управления зарядным тиристором содержит компаратор, дифференцирующую цепочку, элемент И-НЕ и RS-триггер. Выход RS-триггера соединен с первым выходом блока управления зарядным тиристором. Первый вход RS-триггера соединен с выходом элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом компаратора, входом дифференцирующей цепи и вторым входом RS-треггера. Второй вход элемента И-НЕ соединен с вторым выходом блока управления, а выход дифференцирующей цепи соединен с вторым выходом блока управления, первый вход которого соединен со входом компаратора. Кроме того, блок управления зарядным тиристором содержит компаратор, дифференцирующую цепь и D-триггер, прямой выход последнего соединен с первым выходом блока управления зарядным тиристором, C-вход D-триггера соединен с вторым входом блока управления зарядным тиристором, D-вход D-триггера соединен с выходом компаратора и входом дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с вторым выходом блока управления зарядным тиристором, первый вход которого соединен с входом компаратора.

Недостатками данного источника питания являются прерывистый характер процесса заряда рабочих конденсаторов, снижающий быстродействие источника питания, и низкая производительность ввиду отсутствия управления от ЭВМ при смене режимов сварки.

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание источника питания для конденсаторной сварки, обладающего повышенными быстродействием и производительностью.

Технический результат, заключающийся в повышении быстродействия и производительности, достигаются тем, что в источник питания для конденсаторной сварки, содержащей выпрямитель, один выход которого соединен с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с одним выводом первого резистора, N разрядных тиристоров, аноды которых соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов, вторые выводы которых объединены и подключены к другому выходу выпрямителя и к одному выводу первичной обмотки сварочного трансформатора, и N компараторов, введены блок сопряжения, N цифро-аналоговых преобразователей, программируемый делитель частоты, устройство блокировки, генератор импульсов, ключ, дешифратор, схема гашения, N-1 транзисторов, N блоков управления транзистором, N-входовая схема N, N первых и N вторых диодов, N-1 резисторов, одни выводы которых подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов, при этом шина данных и N+1 первых выходов блока сопряжения соединены с соответствующими входами соответствующих цифро-аналоговых преобразователей и программируемого делителя частоты, второй выход соединен с первым входом ключа и первым входом устройства блокировки, выход которого соединен с первыми входами блоков управления транзисторов, выходы которых подключены к базам соответствующих транзисторов, коллекторы которых объединены и соединены с первым выходом схемы гашения, второй выход которой подключен к точке соединения вторых выводов конденсаторов, вторые входы блоков управления транзистором соединены с первыми входами соответствующих компараторов, первые входы которых подключены к выходам соответствующих цифро-аналоговых преобразователей, вторые входы - к первым выводам соответствующих конденсаторов и через соответствующие первые диоды к другим выводам соответствующих резисторов, вторые выходы компараторов соединены с соответствующими входами N-входовой схемы N, выход которой соединен с входом блока сопряжения, выход генератора импульсов соединен с вторым входом ключа, выход которого соединен с тактовым входом программируемого делителя частоты, выход которого соединен с входом дешифратора, N выходов которого соединены с управляющими электродами соответствующих разрядных тиристоров, N+1-ый выход соединен с третьим входом ключа и вторым входом устройства блокировки, катоды разрядных тиристоров через соответствующие вторые диоды соединены с другим выводом первичной обмотки сварочного трансформатора. Кроме того, схема гашения содержит диод, резистор и конденсатор, при этом анод диода соединен с первым выходом схемы гашения, катод через параллельно соединенные резистор и конденсатор - с вторым выходом схемы гашения.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить быстродействие за счет непрерывного процесса заряда рабочих конденсаторов и повысить производительность за счет автоматизации смены режимов сварки, используя управление от ЭВМ.

На фиг. 1 приведена схема источника питания для конденсаторной сварки; на фиг. 2 - схема блока управления транзистором; на фиг. 3 - схема компаратора; на фиг. 4 - схема цифро-аналогового преобразователя; на фиг. 5 - схема программируемого делителя частоты; на фиг. 6 - схема дешифратора; на фиг. 7 - схема устройства блокировки; на фиг. 8 - схема блока сопряжения; на фиг. 9 - схема ключа; на фиг. 10 - схема генератора тактовых импульсов.

Источник питания содержит (см. фиг. 1) выпрямитель 1, зарядные транзисторы 21. ..2N, первые (зарядные) диоды 31...3N, вторые (разрядные) диоды 41. . .4N, разрядные тиристоры 51...5N, рабочие конденсаторы 61...6N, выравнивающие резисторы 71...7N, схему 8 гашения, сварочный трансформатор 9, блоки 101. . . .10N управления транзистором, компараторы 111...11N, N-входовую схему И 12, цифро-аналоговые преобразователи 131...13N, программируемый делитель 14 частоты, дешифратор 15, устройство 16 блокировки, блок 17 сопряжения, ключ 18, генератор 19 тактовых импульсов. Один выход выпрямителя 1 соединен с коллекторами зарядных транзисторов 21....2N и первым выходом схемы 8 гашения. Другой выход выпрямителя 1 соединен с вторым выходом схемы 8 гашения и с одним из выводов первичной обмотки сварочного трансформатора 9. Эмиттер каждого зарядного транзистора 2 (21...2N) через соответствующие последовательно соединенные резистор 7 (71...7N) и зарядный диод 3 (31...3N) соединен с анодом соответствующего разрядного тиристора 5 (51...5N) и с первым выводом соответствующего рабочего конденсаторе 6 (61...6N), второй выход которого подключен ко второму выходу схемы 8 гашения. Катоды разрядных тиристоров 51. ..5N через соответствующие разрядные диоды 41...4N соединены с другим выводом первичной обмотки сварочного трансформатора 9. Управляющие выводы разрядных тиристоров 51...5N соединены с соответствующими выходами дешифратора 15. Выход каждого блока 10 (101...10N) управления транзистором соединен с базой соответствующего транзистора 2 (21....2N). Шина данных блока 17 сопряжения соединена с входами данных цифро-аналоговых преобразователей 131....13N и входом данных программируемого делителя 14 частоты. N+1 первых выходов (выходов записи) блока 17 сопряжения соединены с соответствующими входами (входами записи) цифро-аналоговых преобразователей 131...13N и программируемого делителя 14 частоты. Второй выход (выход разрешения) блока 17 сопряжения соединен с первым входом ключа 18 и первым входом устройства 16 блокировки, выход которого соединен с первыми входами блоков 101... 10N управления транзистором. Выход программируемого делителя 14 частоты соединен с входом дешифратора 15. Выход генератора 19 тактовых импульсов соединен с вторым входом ключа 18, выход которого соединен с тактовым входом программируемого делителя 14 частоты. Выходы цифро-аналоговых преобразователей 131. ..13N подключены к первым входам компараторов 111...11N соответственно, вторые входы которых соединены с анодами тиристоров 51...5N соответственно, первые выходы соединены с вторыми входами соответствующих блоков 101...10N управления транзистором, вторые выходы - с соответствующими входами N-входовой схемы И 12. Выход схемы И 12 соединен с входом блока 17 сопряжения. N+1-ый выход дешифратора 15 соединен с третьим входом ключа 18 и со вторым входом устройства 16 блокировки. Схема 8 гашения содержит диод 20, резистор 21 и конденсатор 22, при этом анод диода 20 соединен с первым выходом схемы 8 гашения, катод через параллельно соединенные резистор 21 и конденсатор 22 - с вторым выходом схемы 8 гашения.

Выпрямитель 1 представляет собой выпрямительное устройство с однофазной двухполупериодной мостотвой схемой (см. Справочник "Источники электропитания РЗА" под редакцией Г.С. Найвельта, - М.: Радио и связь, 1986, с. 123, рис. 4.2 (в)).

Блок 10 (101...10N) управления транзистором содержит (см. фиг. 2) выпрямитель 23, стабилизатор 24 напряжения, схему И 25, оптопару 26, триггер 27 Шмитта, инвертор 28 и транзисторный ключ 29. Выход выпрямителя 23 соединен шиной питания со стабилизатором 24 напряжения и транзисторным ключом 29. Выход стабилизатора 24 напряжения соединен шиной питания с оптопарой 26, триггером 27 Шмитта и инвертором 28. Входы схемы И 25 являются первым и вторым входами блока 10 (101...10N) управления транзистором, а выход транзисторного ключа 29 является выходом блока 10 (101...10N) управления транзистором. Выход схемы И 25 соединен через оптопару 26 с входом триггера 27 Шмитта, выход которого соединен с входом инвертора 28, выход которого соединен с входом транзисторного ключа 29. Выпрямитель 23 представляет собой выпрямительное устройство с однофазной двухполупериодной схемой. Стабилизатор 24 напряжения представляет собой параметрический стабилизатор напряжения (см. Справочник "Источники электропитания РЗА" под редакцией Г.С. Найвельта. - М. : Радио и связь, 1986, с. 168, рис. 5.4 (д)). В качестве оптопары 26 может быть использована микросхема типа АОТ 127А.

Компаратор 11 (111...11N) содержит (см. фиг. 3) резистивный делитель 30 напряжения, операционный усилитель 31, согласующий каскад 32 и формирователь 33. Вход резистривного делителя 30 напряжения и прямой вход операционного усилителя 31 являются входами компаратора 11 (111...11N), а выход согласующего каскада 32 и выход формирователя 33 являются выходами компаратора 11 (111. ..11N). Выход резистивного делителя 30 напряжения соединен с инверсным входом операционного усилителя 31, выход которого через согласующий каскад 32 соединен с формирователем 33. Формирователь 33 может быть выполнен на микросхеме типа К155 ТЛ2. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 13 (131... 13N) содержит (см. фиг. 4) D-триггер 34, схему 35 согласования и преобразователь 36. Вход данных D-триггера 34 является входом данных цифро-аналогового преобразователя 13 (131. ..13N), а выход преобразователя 36 является выходом цифро-аналогового преобразователя 13 (131...13N). Выход D-триггера 34 через схему 35 согласования соединен с входом преобразователя 36. Преобразователь 36 выполнен на микросхеме К572ПА1, его функциональная схема и схема включения дана в книге В.Н. Вениаминов, О.Н. Лебедев, А.И. Мирошниченко "Микросхемы и их применение", - М.: Радио и связь, 1989, с. 173. Схема 35 согласования с ТТЛ ИС представлена на рис. 6.6(б) на с. 173 в той же книге.

Программируемый делитель 14 частоты содержит (см. фиг. 5) D-триггер 37, двоичный вычитающий счетчик 38 и схему ИЛИ-НЕ 39. Вход данных D-триггера 37 и вычитающий вход счетчика 38 являются входами программируемого делителя 14 частоты. Разрядные выходы D-триггеры 37 соединены с соответствующими входами предустановки двоичного счетчика 38. С-вход D-триггера 37 соединен с первым входом схемы ИЛИ-НЕ 39, второй вход который соединен с выходом двоичного счетчика 38, что является выходом программируемого делителя 14 частоты. Выход схемы ИЛИ-НЕ 39 соединен с С-входом двоичного счетчика 38.

Дешифратор 15 содержит (см. фиг. 6) двоичный счетчик 40, дешифратор-демультиплексор 41 и N согласующих каскадов 421...42N. Вход счетчика 40 является входом дешифратора 15, а выходы согласующих каскадов 421...42N и N+1-ый выход дешифратора-демультиплексора 41 являются выходами дешифратора 15. Разрядные выходы счетчика 40 соединены с соответствующими разрядными входами дешифратора-демультиплексора 41, выходы которого соединены с входам соответствующих согласующих каскадов 421...42N. N+1-ый выход дешифратора-демультиплексора 41 является выходом дешифратора 15.

Устройство 16 блокировки содержит (см. фиг. 7) RS-триггер 43 и буферный элемент 44. S-вход и R-вход RS-триггера 43 являются первым и вторым входами устройства 16 блокировки соответственно, а выход буферного элемента 44 является выходом устройства 16 блокировки. Прямой выход RS-триггера 43 соединен с входом буферного элемента 44. Буферный элемент 44 может быть выполнен на микросхеме К155 ЛН4.

Блок 17 сопряжения содержит (см. фиг. 8) восьмиразрядный шинный формирователь 45 и N+3 схем И 461...46N+3. Восьмиразрядный вход и выход шинного формирователя 45 являются входом и выходом данных блока 17 сопряжения. Входы и выходы схем И 461...N+3 являются входами и выходами блока 17 сопряжения. Шинный формирователь 45 может быть выполнен на микросхеме типа К155 ЛП10.

Ключ 18 содержит (см. фиг. 9) RS-триггер 47 и двухвходовую схему И 48. R-вход и S-вход триггера 47 и один из входов схемы И 48 являются входами ключа 18, а выход схемы И 48 являются выходом ключа 18. Прямой выход RS-триггера 47 соединен с другим входом схемы И 48.

Генератор 19 тактовых импульсов содержит (см. фиг. 10) задающий генератор 49 и счетчик-делитель 50 на десять. Выход задающего генератора 49 соединен с входом счетчика-делителя 50 на десять, выход которого является выходом генератора 19 тактовых импульсов. Задающий генератор 49 описан в справочнике В. Л. Шило "Популярные цифровые микросхемы", - М.: Радио и связь, 1987, 51, рис. 1.30 (6).

Источник питания для конденсаторной сварки работает следующим образом.

По командам от ЭВМ (не показано) по заданной программе через блок 17 сопряжения с шины данных в ЦАП 131...13N записывается информация в виде восьмиразрядного цифрового кода, определяющая величину напряжения, до которой необходимо зарядить рабочие конденсаторы 61...6N, а в программируемый делитель 14 частоты - информация, определяющая частоту разряда рабочих конденсаторов 61...6N. В исходном состоянии рабочие конденсаторы 61...6N разряжены. ЦАП 13 (131...13N), получив цифровой код, выдает на компаратор 11 (111.. . 11N) соответствующее напряжение. Компаратор 11 (111...11N), сравнив напряжение с ЦАП 13 (131...13N) с напряжением на соответствующем рабочем конденсаторе 6 (61...6N), выдает команду блоку 10 (101...10N) на открытие зарядного транзистора 2 (21...2N). Эта команда проходит лишь при наличии сигнала разрешения от устройства 16 блокировки. Если сигнал разрешения присутствует, то рабочий конденсатор 6 (61...6N) начинает заряжаться по цепи: выпрямитель 1, зарядный транзистор 2 (21...2N), выравнивающий резистор 7 (71...7N) и зарядный диод 3 (31...3N). Когда напряжение на рабочем конденсаторе 6 (61... 6N) сравняется с напряжением, поступившим с ЦАП 13 (131...13N), компаратор 11 (111...11N) выдает команду на закрытие зарядного транзистора 2 (21...2N). Когда все рабочие конденсаторы 61...6N будут заряжены, компараторы 111...11N выдают на схему И 12 сигналы о готовности рабочих конденсаторов 61...6N к сварке. Схема И 12 информирует, в свою очередь, ЭВМ через блок 17 сопряжения о готовности источника питания к сварке. Схема 8 гашения уменьшает значительные броски напряжения при запирании последнего при зарядке транзистора 2 (21. . .2N) и, следовательно, нет перенапряжений на вентилях выпрямителя 1 и на коллекторах зарядных транзисторов 21...2N.

По команде "сварка" от ЭВМ устройство 16 блокировки выдает одновременно на все блоки 101...10N управления транзистором сигнал на закрытие зарядных транзисторов 21...2N. Одновременно этот сигнал воздействует на ключ 18, разрешая прохождение тактовых импульсов с генератора 19 импульсов на программируемый делитель 14 частоты. Программируемый делитель 14 частоты делит данную тактовую последовательность импульсов на коэффициент, записанный предварительно в программируемый делитель 14 частоты от ЭВМ, и выдает полученную последовательность разрядных импульсов на дешифратор 15, который, в свою очередь, последовательно выдает разрядные импульсы на управляющие электроды разрядных тиристоров 51...5N. При этом рабочие конденсаторы 61...6N последовательно разряжаются на первичную обмотку сварочного трансформатора 9 через открытый разрядный тиристор 5 (51...5N), разрядный диод 4 (41...4N). N+1-ый импульс с дешифратора 15 возвращает в исходное состояние ключ 18 и устройство 16 блокировки. Ключ 18 запрещает прохождение тактовых сигналов с генератора 19 импульсов на программируемый делитель 14 частоты, а устройство 16 блокировки снимает запрет на открытие зарядных транзисторов 21...2N, воздействуя на блоки 101...10N управления транзистором.

Рассмотрим более подробно процесс заряда и разряда рабочих конденсаторов 61. ..6N. ЭВМ через шинный формирователь 45 выставляет на шины данных цифровой код, который поступает на вход D-триггера 34 каждого ЦАП и вход D-триггера 37 программируемого делителя 14 частоты. По команде "запись" от ЭВМ, которая поступает через схемы И 461...46N+1 на С-вход D-триггера 34 ЦАП 13 (131. . . 13N) и на C-вход и D-триггера 37 программируемого делителя 14 частоты, происходит последовательно запись цифровой информации в данные триггеры. Двоичный код с выхода D-триггера 34 через схему 35 согласования подается на преобразователь 36, который вырабатывает напряжение, пропорциональное записанному в D-триггер 34 цифровому коду. Выходное напряжение с преобразователя 36 ЦАП 13 (131...13N) подается на прямой вход операционного усилителя 31 с разомкнутой отрицательной обратной связью соответствующего компаратора 11 (111. ..11N). На инверсный вход операционного усилителя 31 через резистивный делитель 30 напряжения поступает напряжение с соответствующего рабочего конденсатора 6 (61...6N). Обычные операционные усилители имеют большой размах выходного напряжения, что неприемлемо для управления логическими микросхемами. С этой целью используется согласующий каскад 32, который ограничивает выходной сигнал на стандартных уровнях. Операционный усилитель 31 и согласующий каскад 32 могут быть заменены схемой с использованием компаратора типа 521 СА2 (см. Справочное пособие по применению "Интегральные операционные усилители", Б. К. Нестеренко, - М.: Энергоиздат, 1982, с. 77-78, рис. 60). С целью уменьшения времени переходных процессов при включении и отключении компараторов 11 (111...11N) используется формирователь 33. Пока рабочий конденсатор 6 (61...6N) не заряжен до заданного значения, высокий уровень с формирователя 33 компаратора 11 (111...11N) подается на одни из входов схемы И 25 блока 10 (10...10N) управления транзистором, на другой ее вход подается сигнал с буферного элемента 44 устройства 16 блокировки. Если на обоих входах схемы И 25 присутствуют сигналы высокого уровня, то светодиод оптопары 26 не излучает и фототранзистор оптопары 26 остается в закрытом состоянии, что соответствует низкому уровню на входе триггера 27 Шмитта. Высокий уровень с выхода триггера 27 Шмитта через инвертор 28 открывает транзисторный ключ 29, который воздействует на базу зарядного транзистора 2 (21.. . 2N), открывая его, тем самым разрешая заряд соответствующего рабочего конденсатора 6 (61. . . 6N). При достижении величины напряжения на рабочем конденсатора 6 (61...6N) заданного уровня, на выходе компаратора 11 (111... 11N) устанавливается низкий уровень сигнала. Этот сигнал, поступая на вход схемы И 25, обеспечивает подачу питания на светодиод оптопары 26, фототранзистор оптопары 26 переходит в проводящее состояние, на входе триггера 27 Шмитта устанавливается сигнал высокого уровня, который через инвертор 28 запирает транзисторный ключ 29, который в свою очередь запирает зарядный транзистор 2 (21...2N), тем самым запрещая заряд рабочих конденсаторов 61... 6N. Особенностью блока 10 (101...10N) управления транзистором является то, что его общий вывод связан с эмиттером зарядного транзистора 2 (21...2N) и он гальванически отсоединен с помощью оптопары 26 от схем управления источника питания. Когда все рабочие конденсаторы 61....6N будут заряжены до заданного уровня, компараторы 111...11N выдадут сигналы готовности на схему И 12, которая сообщит ЭВМ через схему И 46 блока 17 сопряжения о готовности источника питания к сварке.

Разряд рабочих конденсаторов 6 (61...6N) происходит следующим образом: по команде "сварка" от ЭВМ сигнал низкого уровня через смену И 46 подается на S-вход триггера 47 ключа 18 и на R-вход триггера 43 устройства 16 блокировки. Низкий уровень с прямого выхода RS-триггера 43 с помощью буферного элемента 44 подается на вход схемы И 25 блоков 101...10N управления транзистором, блокируя процесс заряда рабочих конденсаторов 61...6N. Высокий уровень с прямого выхода RS-триггера 47 ключа 18 разрешает прохождение тактовых сигналов с генератора 19 импульсов через схему И 48 на вычитающий вход двоично-десятичного счетчика 38 программируемого делителя 14 частоты. В данный счетчик 38, как и в D-триггер 37 по команде "запись" с ЭВМ записана информация о частоте разряда рабочих конденсаторов 61...6N. На выходе счетчика 38 появляется последовательность импульсов кратная коэффициенту деления частоты генератора 19 тактовых импульсов и подается на счетный вход двоичного-десятичного счетчика 40 дешифратора 15. Каждый импульс данной последовательности обновляет (перезаписывает) информацию в счетчике 38, пройдя через схему ИЛИ-НЕ 39. Двоично-десятичный счетчик 40 осуществляет подсчет количества пришедших разрядных импульсов с одновременным их распределением по N каналам посредством дешифратора 41. N+1 импульс дешифратора 41, воздействуя на R-вход триггера 47 и на S-вход триггера 43, возвращает ключ 18 и устройство 16 блокировки в исходное состояние. Выходные сигналы с дешифратора 41 через согласующие каскады 421...42N поступают на управляющие электроды разрядных тиристоров 51...5N. При этом рабочие конденсаторы 61...6N поочередно разряжаются через открытые разрядные тиристоры 51...5N, разрядные диоды 41...4N на первичную обмотку сварочного трансформатора 9.

Из описания принципа работы следует, что источник питания для конденсаторной сварки обладает повышенным быстродействием за счет отсутствия прерываний процесса заряда рабочих конденсаторов, а также повышенной производительностью за счет использования управления от ЭВМ сменой режимов сварки.

В институте разработан и изготовлен лабораторный макет источника питания для конденсаторной сварки, испытания которого показали осуществимость, работоспособность и практическую ценность заявляемого объекта.

Применение заявляемого источника питания для конденсаторной сварки позволит использовать его в качестве оборудования для контактной сварки материалов малых толщин и сечений при изготовлении изделий в различных отраслях промышленности. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Источник питания для конденсаторной сварки, содержащий выпрямитель, один выход которого соединен с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с одним выводом первого резистора, N разрядных тиристоров, аноды которых соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов, вторые выводы которых объединены и подключены к другому выходу выпрямителя и к одному выводу первичной обмотки сварочного трансформатора и N компараторов, отличающийся тем, что источник снабжен блоком сопряжения, N цифроаналоговыми преобразователями, программируемым делителем частоты, устройством блокировки, генератором импульсов, ключом, дешифратором, схемой гашения, N - 1 транзисторами, N блоками управления транзисторами, N-входовой схемой И, N первыми и N вторыми диодами, N - 1 резисторами, одни выводы которых подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов, при этом шина данных и N + 1 первых выходов блока сопряжения соединены с соответствующими входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей и программируемого делителя частоты, при этом второй выход блока сопряжения соединен с первым входом ключа и первым входом устройства блокировки, выход которого соединен с первыми входами блоков управления транзистором, выходы которых подключены к базам соответствующих транзисторов, коллекторы которых объединены и соединены с первым выходом схемы гашения, второй выход которой подключен к точке соединения вторых выводов конденсаторов, при этом вторые входы блоков управления транзистором соединены с первыми выходами соответствующих компараторов, первые входы которых подключены к выходам соответствующих цифроаналоговых преобразователей, а вторые входы - к первым выводам соответствующих конденсаторов и через соответствующие первые диоды к другим выводам соответствующих резисторов, при этом вторые выходы компараторов соединены с соответствующими входами N-входовой схемы И, выход которой соединен с входом блока сопряжения, при этом выход генератора импульсов соединен с вторым входом ключа, выход которого соединен с тактовым входом программируемого делителя частоты, выход которого соединен с входом дешифратора, N выходов которого соединены с управляющими электродами соответствующих разрядных тиристоров, а (N + 1)-й выход соединен с третьим входом ключа и вторым входом устройства блокировки, при этом катоды разрядных тиристоров через соответствующие вторые диоды соединены с другим выводом первичной обмотки сварочного трансформатора.

2. Источник по п.1, отличающийся тем, что схема гашения содержит диод, резистор и конденсатор, при этом анод диода соединен с первым выходом схемы гашения, катод через параллельно соединенные резистор и конденсатор - с вторым выходом схемы гашения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Технология сварки и сварочное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+сварка -металлов".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сварка" будут найдены слова "газасварка", "электросварка" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("сварка!").



Рейтинг@Mail.ru