Регулятор сварочного тока

Регулятор сварочного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке и предназначено для сварки плавлением на постоянном токе в автоматизированном электросварочном производстве. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет обеспечения стабильности сварочного процесса. Изобретение содержит источник постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом инвертора тока (ИТ). Выводы переменного тока ИТ через первый трансформатор и реактор подключены к первому выпрямителю. Отрицательный вывод источника постоянного тока соединен с отрицательным выводом инвертора напряжения (ИН). Отрицательный вывод ИТ соединен с положительным выводом ИН. Выводы переменного тока ИН соединены через второй трансформатор с вторым выпрямителем. Одноименные выводы выпрямителей объединены и соединены с нагрузкой . Система управления содержит задающий генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, делитель частоты, два распределителя импульсов и задатчик тока. Ток в ИН регулируется путем изменения входного сопротивления ИТ. Вольтамперная характеристика в области малых токов жесткая, а в области рабочих режимов - крутопадающая , что позволяет улучшить качество сварного шва. 1 ил. (Л С

(19) ((1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1296337 (21) 4834370/08 (22) 04,06.90 (46) 07.05.92, Бюл. N. 17 (71) Ленинградский электротехнический институт им. B.È.Óëüÿíîâà (Ленина) (72) Г,Л. Бенедиктов (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1296337, кл. B 23 К 9/00, 1985, (54) РЕГУЛЯТОР СВАРОЧНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к сварке и предназначено для сварки плавлением на постоянном токе в автоматизированном электросварочном производстве. Цель изобретения — повышение качества сварных соединений за счет обеспечения стабильности сварочного процесса. Изобретение содержит источник постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом инвертора тока

Изобретение относится к сварочному производству, предназначено для сварки плавлением постоянным током в автоматизированном сварочном производстве и является усовершенствованием авт, св. М

1296337.

Известен регулятор сварочного тока. содержащий источник постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом автономного инвертора тока, выводы переменного тока которого через трансформатор и реактор подсоединены к входу переменного тока первого выпрямителя, систему управления, конденсатор и последовательно соединенные инвертор напряжения, второй транс(ИТ), Выводы переменного тока ИТ через первый трансформатор и реактор подключены к первому выпрямителю. Отрицательный вывод источника постоянного тока соединен с отрицательным выводом инвертора напряжения (ИН), Отрицательный вывод ИТ соединен с положительным выводом

ИН. Выводы переменного тока ИН соединены через второй трансформатор с вторым выпрямителем. Одноименные выводы выпрямителей объединены и соединены с нагрузкой, Система управления содержит задающий генератор, делитель частоты с переменным кОэффициентом деления, делитель частоты, два распределителя импульсов и задатчик тока. Ток в ИН регулируется путем изменения входного сопротивления ИТ. Вольтамперная характеристика в области малых токов жесткая, а в области рабочих режимов — крутопадающая, что позволяет улучшить качество сварного шва, 1 ил. форматор и второй выпрямитель, при этом отрицательный выход последнего соединен с первым выходом регулятора и с отрицательным выходом первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с вторым выходом регулятора и с положительным выходом второго выпрямителя. Отрицательный вывод источника постоянного тока соединен с обкладкой конденсатора и отрицательным выводом инвертора напряжения, положительный вывод которого соединен с другой обкладкой койденсатора и отрицательным выводом автономно о инвертора тока (1).

Низкая стабильность частоты задающих генераторов частоты. обеспечивающих

1731503 работу инверторов тока и напряжения в широком диапазоне частот, приводит к низкой стабильности сварочного процесса, Из-за изменения частоты изменяется значение сварочного тока как в процессе сварки, так и при повторных сварках, что ухудшает качество сварки и вызывает повышенный расход электрической энергии и электродных материалов, Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет обеспечения стабильности сварочного процесса.

Указанная цель достигается тем, что система управления содержит задающий генератор стабильной частоты, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления; второй делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, два распределителя импульсов и задатчик тока; при этом выход задающего генератора соединен с входом первого делителя частоты и с входом второго делителя частоты, а выход первого делителя частоты соединен с первым распределителем импульсов, выход которого соединен с управляющим входом инвертора тока, а выход второго делителя частоты соединен с входом второго распределителя, выход которого соединен с управляющим входом инвертора напряжения, при этом выход задатчика тока подключен к второму входу первого делителя частоты..

Предлагаемый регулятор сварочного тока имеет высокую стабильность сварочного процесса и высокую повторяемость значений сварочного тока. Это достигается путем выполнения системы управления регулятора сварочного тока с задающим генератором стабильной частоты, с первым делителем частоты с переменным коэффициентом деления, с вторым делителем частоты с постоянным коэффициентом деления, с двумя распределителями импульсов и с задатчиком тока, при этом выходы задающего генератора соединены с объединенными входами делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен с входом первого распределителя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом инвертора тока, выход второго делителя частоты соединен с входом второго распределителя, выход которого соединен с управляющим входом инвертора напряжения, к второму входу первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен выход задатчика тока, Применение задающего генератора стабильной частоты и делителя с переменным коэффициентом деления позволяет работать в широком диапазоне фиксированных частот. Высокочастотный задающий генератор и делитель с постоянным коэффициентом деления обеспечивают вы5 сокую стабильность частоты инвертора напряжения и стабильность его выходных характеристик. Задатчик тока, соединенный с делителем частоты, обеспечивают высокую степень дискретности изменения козф10 фициента деления и, следовательно; большое число фиксированных значений токов в сварочной нагрузке.

На чертеже представлена структурная электрическая с.<ема регулятора сварочного

15 тока.

Регулятор содержит источник 1 постоянного тока, положительный вывод которого соединен с положительным выводом постоянного тока инвертора 2 тока. Выводы

20 переменного тока инвертора 2 тока подключены к первичной обмотке трансформатора

3, К вторичной обмотке трансформатора 3 через реактор 4 подключен выпрямитель 5.

Положительный вывод инвертора 6 напря25 жения подключен к отрицательному выводу инвертора 2 тока. К объединенным выводам инверторов подключен конденсатор 7. Выводы переменного тока инвертора 6 напряжения соединены с первичной обмоткой

30 второго трансформатора 8, вторичная обмотка которого соединена с входными выводами переменного тока второго выпрямителя 8. Положительный вывод выпрямителя 5 соединен с положительным вы35 водом второго выпрямителя 9 и подключен к первому выводу регулятора 10. Отрицательный вывод выпрямителя 5 соединен с отрицательным выводом второго выпрямителя 9 и подключен к второму выводу pery40 лятора 11, К выводам регуляторов 10 и 11 подключена сварочная нагрузка 12. Система управления содержит задающий генератор 13, первый делитель 14 частоты, второй делитель 15 частоты, К выходу делителя 14

45 подключен первый распределитель 16 импульсов, выход которого соединен.с управляющим входом инвертора 2. К выходу делителя 15 подключен второй распределитель 17 импульсов, выход которого соеди50 нен с управляющим входом инвертора 6 напряжения, Второй вход делителя 14 частоты соединен с выходом задатчика 18 тока.

Регулятор сварочного тока работает следующим образом.

55 B режиме холостого хода инвертора 2 тока входное сопротивление его определяется уравнением

Rw = aX c/(X с/Rn + Rn)

2 2 где Х вЂ” реактивное сопротивление коммутирующего конденсатора инвертора тока;

1731503

55

R ï — сопротивление, определяемое потерями в трансформаторе; а — схемный коэффициент.

В режимах нагрузки входное сопротивление определяется соотношением

R„= а Хс/(n (В сову ((1 — В sin р ) i(B cos p ) +1)}), где.n — коэффициент трансформации трансформатора 3;

 — степень загрузки инвертора;

p — угол сдвига фазы тока выпрямителя 5, Как следует из уравнений, сопротивление имеет малое значение при широком изменении Хс при Ял - оо, т.е. на любой частоте. Одновременно сопротивление R„„ имеет большое значение при малых значениях частоты и загрузки В 1. При изменении частоты переключения тиристоров инвертора 2 тока обеспечивается изменение значения тока в сварочной нагрузке 12, Ток регулируется около заданного значения за счет изменения значений загрузки В, угла сдвига р и активного сопротивления конденсатора инвертора тока Хс.

Частота переключения тиристоров инвертора 2 определяется работой распределителя 16 импульсов, который соединен с выходом делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления, Коэффициент деления частоты импульсов делителя 14 определяется сигналом, который подается на второй вход делителя 14 с выхода задатчика

18 тока. Делитель 14 частоты делит частоту импульсов от задающего генератора 13 на фиксированные целые значения, которые определяют фиксированные значения токов в сварочной нагрузке при стабильном значении напряжения источника 1, Делитель 15 частоты и распределитель 17 обеспечивают переключение тиристоров инвертора напряжения 6 с постоянной частотой. Инвертор 6 работает на частоте, при которой трансформатор 8 и выпрямитель 9 имеют максимальный КПД.

Таким образом, по сравнению с известным в предлагаемом устройстве применение делителя 14 с переменным коэффициентом деления, задающего гене5 ратора 13 стабильной частоты и задатчика

18 тока позволяет с высокой точностью и высокой повторяемостью обеспечивать заданные значения сварочного тока. Bce основные элементы устройства выполняются

10 на цифровых элементах, которые при функционировании не имеют многозначности и не зависят от температуры и других факторов окружающей среды.

Экспериментальная проверка устройст15 ва показала, что применение 8- и 16-разрядныхх стандартных микросхем обеспечивает точность поддержания заданного значения тока на уровне + (1-2) при изменении значений тока в (7-10) раз.

20 Формула изобретения

Регулятор сварочного тока по авт.св. N.

1296337, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем обеспечения стабильности сва25 рочного процесса/и высокой повторяемости значений сварочного тока, он снабжен системой управления, содержащей задающий генератор стабильной частоты, первый делитель частоты с переменным коэффициен30 том деления, второй делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, два распределителя импульсов и задатчик тока, при этом выход задающего генератора соединен с первым входом первого делителя

35 частоты и с входом второго делителя, а выход первого делителя частоты соединен с входом первого распределителя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом инвертора тока, а выход второго де40 лителя частоты соединен с входом второго распределителя, выход которого соединен с управляющим входом инвертора напряжения, при этом выход задатчика тока подключен к второму входу первого делителя

45 частоты.

1731503

45

Составитель Г,Бенедиктов

Техред М.Моргентал Корректор Д.Сычева

Редактор С,Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1541 Тираж Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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