Способ управления сварочными источниками питания инвертарного типа и устройство для его осуществления

Способ управления сварочными источниками питания инвертарного типа и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1, Способ управления сварочными источниками питания инверторного типа, по которому измеряют среднее напряжение на выходе источника и формируют внешнюю характеристику путем сравнения измеренного напряжения с . уставкой и последующего регулирования периода следования импульсов в инверторе по результату сравнения, отлич ающийся тем, что, с целью повышения качествасварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника, измеряют среднее напряжение каждого импульса на выходе источника , одновременно измеряют средний ток каждого импульса на выходе источ ника и наибольший из сигналов, пропорциональных измерений значения тока и напряжения, используют -рдя регулирования периода следования импульсов в инверторе.. 2. Устройство для управления сварочными источниками питания инверторного типа, содержащее выпрямительное устройство, Тиристорный инвертор и блок управления, включающий в себя преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности, отличающее с я тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными (Л параметрами источника, в блок управс ления введены устройство выбора наибольшего значения сигналов обратной в связи тока и напряжения, формирователь импульсов синхронизации, устройства для измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке, приQO чем входы измерителей соединены че рез соответствующие датчики с выФ ходом инвертора, выходы измерителя СО с устройством выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока и напряжения, выход последнего подключен к ВХОДУ преобразователя напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, при этом к выходу последнего подключен формирователь импульсов синхронизации, подсоединенный выxoдa и к устройствам дпя измерения среднего значения тока и напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! (21) 3650439/25-,27 (22) 10. 10.83 (46) 23. 10.84. Бюл. У 39 (72) В.Ю. Логинов, А.И. Лрокопченко, И.А. Гуслистов, А,А. Текутьев и Н.А. Юхин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам и Харьковское производственное предприятие по капитальному ремонту. оборудования . электростанций "Харьковэнергоремонт" (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Andre Со1епэ. А high-freguency electric Welding system. "Electronic Engineering", f977, с. бб.

2. Патент Великобритании Ф 1546211, кл . Н 2 F, 1979 (прототип) ° (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНЬМИ

ИСТОЧНИКАИИ ПИТАНИЯ ИНВЕРТАРНОГО

ТИПА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ-

ЛЕНИЯ, (57) .1 ° Способ управления сварочными источниками питания инверторного типа, по которому измеряют среднее напряжение на выходе источника и формируют внешнюю характеристику путем сравнения измеренного напряжения с уставкой и последующего регулирования периода следования импульсов в инверторе по результату сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника, измеряют среднее напряже ние каждого импульса на выходе источ-. ника, одновременно измеряют средний ток каждого импульса на выходе источ.„Я0„„1119799 A

g g В 23 К 9/ОО; В 23 К 9/10 ника и наибольший из сигналов, пропорциональных измерений значения тока и напряжения, используют для регулирования периода следования импульсов в инверторе.

2. Устройство для управления сварочными источниками питания инверторного типа, содержащее выпрямительное устройство, тиристорный инвертор и блок управления, включающий в себя преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника, в блок управления введены устройство выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока и напряжения, формирователь импульсов синхронизации, устройства для измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке, причем входы измерителей соединены через соответствующие датчики с выходом инвертора, выходы измерителя— с устройством выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока и напряжения, выход последнего нодключен к входу преобразователя напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, при этом к выходу последнего подключен формирователь импульсов синхронизации, подсоединенный выходами к устройствам для измерения среднего значения тока и напряжения.

1 11 19

Изобретение относится к сварке, . конкретнее к способам и устройствам управления сварочными источниками питания инверторного типа.

Известен способ управления сварочными источниками питания инверторного типа, заключающийся в том, что регулирования мощности в дуге осущеI ствляется с помощью изменения периода следования импульсов в инверторе. 1О

При этом способе управления можно с сформировать жесткую или пологопадающую характеристику источника питания. Способ реализуется с помощью устройства, состоящего из выпрямительного устройства, инвертора и блока управления, в котором для изменения периода следования импульсов в инверторе используется информация по току и напряжению, измерен- рО ная за время, много больше периода следования иилулвсов (1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления сварочными источ- 25 никами питания инверторного типа, по которому измеряют среднее напряжение на выходе источника и формируют внеш- нюю характеристику путем сравнения измеренного напряжения с установкой и последующего регулирования периода . следования импульсов в инверторе по результату сравнения.

Известный способ реализуется устройством, содержащим выпрямительное

35 устройство, тиристорньп инвертор и блок управления, включающий в себя преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности (2).

Регулирование режима сварки в нем идет путем уменьшения периода следования управляющих импульсов при уменьшении сопротивления дугового промежутка. Ограничение тока сварки происходит за счет срыва стабилизации напряжения с уменьшением периода до определенной заданной величины.

При этом инвертор начинает работать

10 на естественной характеристике. Однако при сварке неплавящимся электродом в среде аргона, например, желательно иметь крутопадающую или штыковую внешнюю характеристику источника питания. Следовательно, для различных 55 способов дуговой сварки возникает необходимость формирования требуемых внешних характеристик. Кроме того, в

799 2 известных источниках питания информация о сварочном напряжении или токе в дуге, используемая в качестве обратной связи в схеме управления инвертором, усредняется за много периодов работы инвертора. Это приводит к тому, что не все возмущения, связанные с изменением сопротивления дугового промежутка в процессе переноса металла в дуге, отрабатываются схемой управления. В силу того, что схема управления не обладает достаточным быстродействием, источник питания, который является объектом управления, приходится делать erne более инерционным звеном, что достигается путем . установки на выходе источника питания громоздких индуктивноемкостных фильтров. Кроме того, схема управления такого источника чувствительна к помехам, так как работа узлов схемы не синхронизована с работой инвертора. Для обеспечения надежности работы источника приходится вводить дополнительную схему защиты инвертора от опрокидывания.

Цель изобретения — повьппение качества сварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления сварочными источниками питания инверторного тина, по которому измеряют среднее напряжение на выходе источника и формируют внешнюю характеристику путем сравнения измеренного напряжения с уставкой и последующего

I ре г ули ров ания пе риод а с ледо ва ния импульсов в инверторе по результату сравнения, измеряют среднее напряжение каждого импульса на выходе источника, одновременно измеряют средний ток кажцого импульса на выходе источника и наибольший из сигналов, пропорциональных измеренным значениям тока и напряжения, используют для регулирования периода следования импульсов в инверторе.

Устройство для управления сварочными источниками питания инверторного типа, содержащее выпрямительное устройство, тиристорный инвертор и блок управления, включающий в себя преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности, в блок управления введены устройство выбора наибольше3 1119 го значения сигналов обратной связи тока и напряжения, формирователь им-, пульсов синхронизации, устройства для измерения среднего значения токаи напряжения за один период следова5 ния импульсов в нагрузке, причем входы измерителей соединены через соответствующие датчики с выхода ин-. вертора, выходы измерителя с устрой:ством выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока.и напряжения, выход последнего подключен ко входу преобразователя напряжения в длительность периода следования управлякщих импульсов, IIpH этом к вы-15 ходу последнего подключен формирователь импульсов синхронизации, подсоединенный выходами к устройствам для измерения среднего значения тока и напряжения.

На фиг.. 1 показана зависимость сигналов средних значений тока и на-. пряжения за период от проводимости дугового промежутка (Кн — сопротивление дугового промежутка); на фиг. 2— внешние статические характеристики источника питания; на фиг. 3 — схема устройства для реализации способа управления; на фиг. 4 — устройство для измерения среднего значения тока и напряжения sa один период следования импульсов в нагрузке.

Информационные сигналы, пропорциональные среднему значению напряжения и тока за период, на выходе. 35 инвертора обрабатываются. В процессе обработки выбирается наибольший из них

Для тиристорно-емкостных инверторов с падающей естественной внешней10 характеристикой зависимости от изменения сопротивления нагрузки U(U ) с т

0(Е ) обычно имеют вид монотонных

4 кривых. Здесь U(U ), U(I ) сигналы Рт, Гт, среднего значения тока и напряжения 45 за период (фиг. 1).

Для получения качественного сварного msa .при различных видах дуговой сварки (неплавящимся электродом в среде защитных газов, плавящимся 50 электродом в среде СО и ручная штучным обмазанным электродом) требуются различные внешние характерис-тики источника питания: штыковая, жесткая, крутопадающая и характерис- 55 тика с точками излома — кривые А, Б,С, Д (фнг. 2). Построение характе-, ристик с точками излома осуществля799 4 ется с помощью устройства выбора наибольшего значения путем перехода от слежения за напряжением к слежению за током при определенной проводимости дугового промежутка — точка

0 (фиг. 1).

При в ) 0 - слежение за таком, 1 н при — с 0 — слежение за напряжением.

"н

Устройство для реализации способа содержит выпрямительное устройство 1, инвертор 2, блок 3 управления, состоящий из блоков измерения среднего значения сварочного тока 4 и напряжения 5 за один период следования импульсов в дуге между электродом

6 и свариваемым изделием 7. Входы блоков 4:и 5, соединены через датчики

8 тока и напряжения 9 с выходом инвертора 2, а выходы — с блоком 10 выбора наибольшего значения, подключенного к входу преобразователя 11 напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, который с помощью усилителя 12 мощности управляет тиристорами 13 и 14 инвертора 2 и блоком 15 формирования импульсов синхронизации, вход которого соединен с преобразователем

11, а выходы с блоками 4 и 5 измерения.

Устройство работает следующим об-. разом.

Информация о токе и напряжении с датчиков 8 и 9 передается в измерительные блоки 4 и 5. Каждый из блоков состоит из двух идентичных каналов (фиг. 4), выполненных по схеме интегрирующих усилителей с электронными ключами, управляемых командами "Измерение". "Передача информации", "Сброс", которые выдает блок 15 формирования импульсов синхронизации. Команды на каналы посту-. пают поочередно со сдвигом на период.

По сигналу "Измерение" замыкается ключ К и интегрирующий усилитель

Ó1-С1 осуществляет измерение. В момент прихода на первый канал команды "Передача информации" ключ К размыкается, К1 замыкается и информация поступает в блок 10 выбора наибольшего значения. На другом канале в этот момент поступает "Измерен ние и т.д. в указанной последовательности. По сигналу "Сброс", подаваемому в момент перехода канала с команды "Передача информации" на ко6

11197

V(Vip т,) S манду "Измерение", осуществляется . стирание информации с помощью ключей

К .и Кф; Таким образом, на вькоде каждого из блоков 4 и 5 присутствует информация за предшествующий период, Я поступающая в блок 10 выбора наибольшего значения. Текущий период опрецеляется наибольшим из двух сигналов - измеренных за предыдущий период током и напряжением, используе" мых также для формирования соответствующих управляющих сигналов.

Таким образом, время, затрачиваемое на комненсацию изменения режима 1Я сварки при изменении сопротивления дугового промежутка, равно одному периоду следования импульсов на выходе источника питания. По сравнению с известным это дает возможность избежать бросков тока при различных возмущающих.воздействиях, что значи" тельно уменьшает разбрызгивание металла в процессе сварки, Кроме того, при малом времени отработки значи« тельно повышается устойчивость тиристорного инвертора, т.е. уменьша» ется вероятность его опрокидывания

Ъ при скачкообразном изменении сопротивления нагрузки, что дает возможность отказаться от специальных схем защиты инвертора от опрокидывания.

1119799

Составитель В. Ганюшин

Редактор Н.Данкулич Техред 3, Палий Корректор А. Тяско

Заказ 7525/10 Тираж 103б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ЛЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4