4.1. Формування імпульсів керування одним каналом

Розглянемо принцип формування імпульсів керування на прикладі електричної схеми за рис.8.4 стосовно до тиристора VS1, ввімкнутого у фазу "А".

Рис.8.4. Електрична схема формування імпульсів керування тиристором, ввімкнутим у фазу "А".

1 - сигнал керування постійного струму з виходу подсилювача ВА2; 2 - формувач імпульсів; 3 - погоджуючий посилювач-формувач; 4 - кінцевий каскад підсилювання

Для керування цим тиристором порівнюються дві напруги НС вторинних обмоток трансформатора ТЗ.З: напруга U_c, синхронізована з напругою фази "С" і напругаU_в, синхронізована з напругою, яка знаходиться у протифазі з напругою фази "В" живлячої мережі. Кожна з цих напруг подається через ланцюг: діод VD60 (VD61), R80 С50 (R51 С51). Отримані напруги, які являють собою позитивні напівхвилі синусоїд, зсунутих між собою на 60°, потрапляють до входів тригера ФИ. Якщо сигнал не перевищує порогової

напруги спрацювання логічного елемента, то має місце логічний нуль; якщо перевищує - то логічна одиниця.

Процес формування імпульсу на виході тригера для випадку повнофазного відкриття силового тиристора У81 показаний на рис.8.5.

Рис.3.5. Процес формування імпульсів керування тиристором, ввімкнутим у

фазу" А"

У початковий момент часу напруги U _c і U_в менше за U_пор =7 В; отже, на обох входах тригера сигнали дорівнюють нулю, а на виході є сигнал 1. Через 60° після початку відрахунку часу напруга СЛ перевищить порогове значення і буде рівною 1, але стан тригера при цьому .не зміниться. Через 120° (точка С₀) напруга U_c. буде менше за U_пор,а U_в досягне U_пор На виході тригера з'явиться сигнал 0. Такий стан буде тривати доти, поки напруга {/в не впаде нижче за порогове значення (точка В0). Це здійсниться через 180°. Оскільки в цьому випадку на обох входах будуть нульові сигнали, то на виході з'явиться 1. Цикл повторюється спочатку. Нульовий рівень на виході тригера триває 60° (див,рис.8.5), що дорівнює куту зсуву між фазами ' напруг U _c і U_в.

Отримані на виході тригера імпульси керування потрапляють на погоджуючий підсилювач, далі - на кінцевий транзисторний каскад, де додатково підсилюються транзистором та інвертуються. "Нульові" імпульси шириною 60° перетворюються у "одиничні" імпульси керування силовим тиристором.

Як видно із рис.8.5, нульовий сигнал на виході тригера, а відповідно імпульс керування тиристором заявляється одночасно з початком позитивної напівхвилі анодної напруги фази А, тому тиристор VS1 у фазі А відмикається одразу. Кут його регулювання а = 0, що відповідає максимальному значенню випрямленої напруги. При зростанні напруги керування U_y, яка задається блоком ФНУ, інтервал нульового сигналу на виході тригера зсувається вправо. Імпульс вмикання тиристора при цьому буде сформований при а > 0, тиристор буде відчинений протягом 180° - а. Випрямлена напруга зменшується. Наведена схема забезпечує зміну кута вмикання одного тиристора (VS1) від 0 до 180°, інші силові тиристори керуються так само.

4.2. Робота блоків УЗР, ФНУ, ООС та КИНС

4.2.1. Блок УЗР

Напруга U_y, яка визначає міру відчинення силових тиристорів та режим зварювання, знімається з виходу операційного підсилювача DА2, що входить до складу блока ФНУ. Значення U_y встановлюється напругою завдання U_з, яка подається до неінвертуючого входу підсилювача DА2. Регулювання режиму зварювання здійснюється резистором RР16. Зростання опору резистора RР16 приводить до збільшення позитивної напруги на неінвертуючому вході, зростання U_y і зменшення параметрів режиму; зменшення опору КР16 діє у зворотному напрямі,

Для одержання необхідного діапазону зміни U_з під час роботи на жорстких та спадних характеристиках при незмінному опорі резистора RР16 передбачено переключення резисторів перемикачем SАЗ залежно від виду характеристики. Під час роботи на жорстких характеристиках контактами SАЗ.2 та SАЗ.З перемикача SАЗ резистор RР16 підключається паралельно до резисторів R22, R23 і R25, а при роботі на спадних характеристиках паралельно резистору R25 вмикається резистор R20.

4.2.2. Блок ФНУ

Блок формування напруги керування, побудований на операційному підсилювачі DА2, здійснює підсумувовання напружень завдання, всіх зовнішніх та коректуючих зв'язків. Сигнал зворотного зв'язку за струмом U_ост знімається з шунта R8 та подається до інвертуючого входу підсилювача DА2 через резистори R62 і R63. Зростання зварювального струму приводить до збільшення негативного потенціалу на вході підсилювача, відбувається зростання U_y, зниження параметрів режиму. Сигнал зворотного зв'язку за напругою U_осн знімається з виходу блока тиристорів (провід 4, див.рис.8.2) і подається через резистори

R51 та R56 на інвертуючий вхід підсилювача контактом перемикача SА3.4 лише під час роботи на жорстких зовнішніх характеристиках. У цьому випадку дія зворотного зв'язку за напругою має перевагу над дією зворотного зв'язку за струмом. При зниженні напруги на виході випрямляча під навантаженням або зменшенні напруги мережі зменшується негативний сигнал - U_осн. Напруга U_y зменшується і напруга на виході випрямляча зростає.

4.2.3. Блок ООСН

Цей блок забезпечує плавне підвищення напруги холостого ходу випрямляча після короткого замикання до значення меншого, ніж під час первинного збудження дуги для швидкого створення дугового проміжку в місці контакту "електрод - виріб" при зварюванні у середовищі двоокису вуглецю з постійною швидкістю подавання електродного дроту, особливо на режимах з малою та середньою густиною струму в електроді: блок ООСН ввімкнутий лише під час роботи випрямляча на жорстких зовнішніх характеристиках.

Блок складається з операційного підсилювача DА1, який працює в режимі компаратора, і двох керованих обмежувачів зворотного звуязку за напругою, які містять у собі стабілітрони VD44 і VD45 та послідовно ввімкнуті з ними польові транзистори VТ53-VТ56, що утворюють два транзисторних ключа.

Стабілітрони і польові транзистори підключені паралельно зворотному зв'язку за напругою. Керування транзисторами виконується компаратором через кола R44-С29 і R48-СЗ1, що задають час. Підсилювач-компаратор DА1 є реєстратором зварювального струму. До інвертуючого входу підсилювача DА1 через резистор R32 потрапляє позитивний сигнал від джерела живлення +U_в, а через R35 — сигнал негативного зворотного зв'язку за струмом; неінвертуючий (прямий) вхід через резистор R33, підключений до загального нульового виводу. У режимі холостого ходу сигнал зворотного зв'язку за струмом відсутній, на інвертуючий вхід потрапляє лише позитивний потенціал

+U_п.

Негативна напруга на виході, що близька до -1/, відчиняє

транзистори VТ53-VТ56, причому через різні постійні часу R-С кіл першими відчиняються транзистори VТ53 і VТ54. Відповідно спочатку до інвертуючого входу підсилювача DА2 підключається стабілітрон VD44, який має більш високу напругу, а потім з витримкою часу - стабілітрон VD45 з меншою напругою. Саме так забезпечується степеневе зростання напруги холостого ходу випрямляча з бігом часу.

На спадних характеристиках компаратор відключається тим, що через резистор RЗ1 до інвертуючого входу DА1 контактом перемикача SАЗ.1 постійно подається позитивний сигнал +U_п.

4.2.4. Блок КИНС . .

Блок контролю зміни напруги мережі призначений для додаткової стабілізації режиму, складається з резисторів R58, R59, R52, що утворюють дільник напруг R58 і R59, R52. Зміни напруги, які потрапляють з цього дільника до інвертуючого входу підсилювача DА2, пропорційні змінам напруги мережі.

Під час зниження напруги мережі зменшується негативний сигнал на інвертуючому виході підсилювача DА2, отже зменшується напруга U_y на виході підсилювача. Це приводить до зростання напруги на виході випрямляча до заданого значення.